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Electricidad Vehicular Vehículos Comerciales Entrenamiento Entrenamient o Técnico
Electricidad
Usted probablemente sabe que todo en el mundo está compuesto de átomos y éstos, a su vez, poseen un núcleo que está rodeado de pequeñas partículas denominadas electrones. La electricidad es una forma de energía causada por el flujo de electrones. La energía eléctrica se puede convertir fácilmente en otras formas de energía, como la luz, el calor, el sonido y el movimiento.
Atracción y Repulsión
La electricidad se basa en el principio de atracción y repulsión. Las cargas eléctricas de la misma señal se repelen y las de señales opuestas se atraen. Aislantes
Son los materiales que ejercen una gran resistencia al paso de la corriente eléctrica puesto que poseen escasos electrones libres en su estructura molecular. P. ej., Vidrio, goma, plástico, etc Conductores
Son materiales que permiten el paso de la corriente eléctrica debido a la gran cantidad de electrones libres que posee en su estructura. P. ej., Oro, plata, aluminio, cobre, etc
Grandezas Eléctricas
Tabla de grandezas eléctricas
Tabla de resumen de las grandezas eléctricas Grandeza
Símbolo de la grandeza
Unidades de la grandeza
Símbolo de la unidad
Aparato de medición
Corriente
I
Ampère
A
Amperímetro
Tensión
UóE
Volt
V
Voltímetro
Resistencia
R
Ohm
Ohmímetro
Potencia
P
Watt
W
Watímetro
Multímetro
-DCV -ACV -Res. -Diodo
DC (mA)
-Cont. DC
Tensión Eléctrica
La tensión eléctrica es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. La unidad de medida es el Volt, cuyo nombre es un homenaje al físico italiano Alessandro Volta. Para comprender mejor lo que es la tensión eléctrica, se puede trazar un paralelo con la presión hidráulica. Cuanto mayor es la diferencia de presión hidráulica entre dos puntos, mayor será el flujo de líquido. Ej: Considerando el caso de un depósito de agua y un grifo, cuanto más alto se encuentre el depósito de agua, mayor será la presión y la velocidad con que el agua saldrá por el grifo. El flujo de agua que se menciona en el ejemplo anterior puede considerarse como la corriente eléctrica de un circuito eléctrico. Asimismo, se puede considerar la presión hidráulica como la Tensión eléctrica de un circuito eléctrico.
Medición de la Tensión
Corriente Eléctrica
Corriente eléctrica
En Física, la corriente eléctrica es el flujo ordenado de partículas portadoras de carga eléctrica. Se sabe que, microscópicamente, las cargas libres están en movimiento aleatorio debido a la agitación térmica. Para que haya corriente eléctrica, es necesario que se tenga una tensión eléctrica ( diferencia de potencial ). Ver el ejemplo del depósito de agua de la página anterior. La unidad estándar, de acuerdo con elSI, para medir la intensidad de la corriente es el Ampère.
Medición de la Corriente
Resistencia Eléctrica
Resistencia eléctrica es toda oposición que la corriente eléctrica encuentra a su paso cuando hay una diferencia de potencial aplicada. Su cálculo se obtiene
aplicando la Ley de ohm y, según el Sistema Internacional de Unidades (SI), se mide en Ohms. Cuando una corriente eléctrica se establece en un conductor metálico, un gran número de electrones libres pasa a desplazarse en dicho conductor. En este movimiento, los electrones chocan entre sí y también con los átomos que constituyen el metal. Los electrones tienen dificultad en desplazarse, es decir, hay una resistencia al paso de la corriente por el conductor. Para medir esta resistencia, los científicos definieron una grandeza que denominaron Resistencia eléctrica. Factores que influyen en el valor de la resistencia: La resistencia de un conductor es tanto mayor cuanto mayor sea su longitud. La resistencia de un conductor es tanto mayor cuanto menor sea el área de su sección recta, es decir, cuanto más fino sea el conductor. La resistencia de un conductor depende del material del que está hecho La resistencia de un conductor depende de la temperatura a la cual está sometido.
Medición de la Resistencia
eléctrica
Potencia Eléctrica
En los sistemas eléctricos, la potencia instantánea que desarrolla un dispositivo de dos terminales es el resultado de la diferencia de potencial entre los terminales y la corriente que pasa a través del dispositivo. Es decir,
P = I . V
En que I es el valor instantáneo de la corriente y V es el valor instantáneo de la tensión. Si I está en ampères y V en volt, P estará en watts. En un sistema de corriente continua en que I y V se mantienen invariables durante un determinado período, la potencia transmitida también es constante e igual al producto de I x V .
Múltiplos y Submúltiplos
Múltiplos y Submúltiplos de Unidades de Medida que se encuentran en la electricidad Múltiplos de Unidades de Medida
Los múltiplos de la unidad de medida son designaciones asociadas a las unidades que tienen como objeto representar valores superiores a 1000. Utilizando como unidad de medida el Volt, en el ejemplo que sigue nos podemos encontrar con las siguientes representaciones:
1 Volt........................................ .............................................. V 1000 Volts................................ Mil Volts ................................ 1KV (Un Kilo Volt) 1000 000 Volts ........................ Un Millón de Volts................. 1MV (Un Mega Volt) 1000 000 000 Volts................. Un Billón de Volts.................. 1GV (Un Giga Volt) 1000 000 000 000 Volts.......... Un Trillón de Volts................. 1TV (Un Tera Volt)
En esta tabla (arriba) vemos el prefijo Kilo para representar mil, Mega para representar un millón, Giga para representar un billón y Tera para representar un trillón. Además de usarse con el Volt, esta nomenclatura se utiliza con otras unidades. Ej: M ( Mega Ohms ), KW ( Kilo Watts ), GHz ( Giga Hertz ).
Submúltiplos de Unidades de Medida
Los submúltiplos de la unidad de medida son designaciones asociadas a las unidades que tienen como objeto representar valores inferiores a uno. Utilizando como unidad de medida el Volt, en el ejemplo que sigue nos podemos encontrar con las siguientes representaciones:
1 Volt 0,001 Volt 0,000001 Volt 0,000000001 Volt 0,000000000001 Volt
1V 1mV (Un mili volt) 1 V (Un micro volt) 1nV (Un nano volt) 1pV (Un pico volt)
En la tabla anterior, vemos el término mili, para representar valores mil veces menor que ( Uno ), micro para representar valores un millón de veces menor que ( Uno ), nano para representar valores mil millones de veces menor que ( Uno ) y pico para representar valores con un billón de veces menor que ( Uno ). Además de usarse con el Volt, esta nomenclatura se utiliza con otras unidades. Ej: A ( micro ampére ), mW ( mili Watts ), nF ( nano Farad ).
Ejercicio
Rellene la siguiente tabla
Ley de Ohm
Se le ha dado dicho nombre a esta importante ley en homenaje al físico alemán Georg Simon Ohm. Esta ley se utiliza para calcular la tensión (U), corriente (I), resistencia ( R ) y potencia ( P ) de un circuito eléctrico. Los siguientes triángulos representan de manera más fácil las ecuaciones de la ley de Ohm.
Ejercicio 1
Utilizando el triángulo mostrado en la página anterior, señale la fórmula más correcta de calcular la tensión sobre el resistor del siguiente circuito.
Ejercicio 2
Señale cuál es la tensión sobre el resistor del siguiente circuito.
Ejercicio 3
¿ Cuál es la potencia de la lámpara del siguiente circuito ? Utilice el triángulo de la potencia para extraer la fórmula.
I = 500mA
12 V
P = 24 W P = 0,024 W P=6W P = 0,06 W
Ejercicio 4
Al medir la resistencia del resistor a continuación, el técnico concluye que: 560
0.560M
Ω
La resistencia está en buen estado La resistencia está con valor alterado
Ω
Resistores
Los resistores son componentes electrónicos cuya finalidad es oponerse al paso de la corriente eléctrica a través del material utilizado en la fabricación. Existen varios tipos de resistores, la diferencia que hay entre ellos es el material utilizado en la elaboración.
Simbología
Tipos de resistores
Resistores ! Código de Colores
Algunos tipos de resistores identifican su valor a través de un código de colores. El color oro y plata representan la tolerancia del valor en porcentaje. En el siguiente ejemplo, el resistor exhibe el color plata en la última banda, por lo que el valor de 200 000 ohms permite una variación de hasta 10%, es decir, el valor puede estar entre 180 000 y 220 000 Ohms.
Color Negro Marrón Rojo Naranja Amarillo Verde Azul Violeta Gris Blanco Dorado Plateado
1ª Escala de graduación 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
2ª Escala de graduación 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Nº de ceros 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Tolerancia
5% 10%
Asociación de Resistencias
Asociación en Serie ! En un circuito eléctrico, no es sólo la carga que posee resistencia eléctrica, todos los demás componentes como conectores,
interruptores, fusibles y cables también ejercen resistencia al paso de la corriente eléctrica. La resistencia total de un circuito en que las resistencias están asociadas en serie, será la suma de todas las resistencias del circuito.
Ejercicio
¿Cuál es la resistencia total del siguiente circuito?
Asociación en Paralelo
En el circuito a continuación, vemos que las resistencias representadas por lámparas están asociadas en paralelo. Al observar con más detalle el punto señalado con un círculo dentro el circuito, vemos que en él se produce la división de la corriente eléctrica. En los otros puntos del circuito también se producirá esta división.
Observando con un poco más de detalle lo que ocurre en el circuito paralelo de la página anterior, podemos confirmar lo que dice la Primera Ley de Kirshhoff, la suma de las corrientes parciales de un circuito es igual a la corriente total del circuito
I tot
A través de la ley de Ohm podemos calcular la corriente eléctrica que pasa por cada rama del siguiente circuito paralelo. Como las ramas están en paralelo, se puede decir que la tensión eléctrica es la misma para cada rama. Al calcular la corriente que pasa por cada rama, se concluye que dicha corriente es inversamente proporcional a la resistencia de la rama.
Lei de Ohm
Tomaremos como ejemplo el circuito de iluminación de la matrícula de un vehículo, en el que se pueden encontrar de dos a tres lámparas asociadas en paralelo. La resistencia total del circuito será la suma inversa de cada resistencia del circuito. Se puede concluir que la resistencia total de un circuito paralelo será siempre menor que la menor resistencia del circuito.
Asociación en Serie y en Paralelo en un sólo circuito
Algunos circuitos poseen resistencias en serie y resistencias en paralelo. Para calcular la resistencia total del circuito se debe calcular primero el equivalente de los circuitos en serie y después el equivalente de los circuitos en paralelo. Vea el siguiente ejemplo.
La resistencia total del circuito es de 10 Ohms
Ejercicio
Señale la resistencia total del siguiente circuito.
30
40 40
25 50 10
15 20
30
Capacitores
Los capacitores son, básicamente, dos placas de metal en paralelo separadas por un aislante. El aislante se denomina dieléctrico, la característica del capacitor la define su dieléctrico, éste puede ser de cerámica, mica, poliester, papel, aire, etc. Los capacitores se pueden cargar y almacenar electricidad al igual que las baterías, sin embargo esto puede ser peligroso cuando se trabaja con alta tensión. La corriente continua (cuya tensión no varía en el tiempo) no fluye a través del capacitor, ya que el dieléctrico tiene la característica de un circuito abierto. Los valores de capacitancia se miden en FARADs, sin embargo no son usuales, ya que normalmente son valores en microFarad, nanoFarad y picoFarad. Dependiendo del tipo de capacitor, existirá o no polaridad para su instalación.
Dielétrico
Dielétrico
Placa positiva
Tipos de Capacitor
Simbologia
Placa negativa
+
_
Diodos Los diodos son componentes electrónicos que utilizan semiconductores en su construcción, esto le otorga al componente la capacidad de conducir la corriente eléctrica sólo en determinadas condiciones, tales como, tipo de polarización y tensión aplicada. Existen varios tipos de diodos, sin embargo para estudiar la electricidad vehicular utilizaremos sólo dos tipos:
DIODO RECTIFICADOR
DIODO ZENER Catodo
Anodo
Diodos Rectificadores
El diodo rectificador es un componente electrónico que permite el paso de la corriente eléctrica en un sólo sentido, siempre que esté polarizado directamente, es decir, que el positivo esté aplicado en el terminal Ánodo y el negativo en el terminal Cátodo. Al observar la curva característica del diodo rectificador, vemos que éste conducirá la corriente eléctrica sólo cuando la tensión del ánodo sea, por lo menos, 0,7V mayor que el cátodo. Esto se debe las características del semiconductor utilizado en la construcción del diodo. De mismo modo, si el diodo se polariza de forma inversa, es decir, el positivo en el terminal Cátodo y el negativo en el terminal Ánodo, no habrá corriente eléctrica hasta que la tensión inversa alcance aproximadamente (! 100V ). Cuando esto ocurre, el diodo estará en la región de avalancha, lo que resultará en la destrucción del diodo.
Polarizado Diretamente
Simbologia
Anode
Região de Avalanche
Cathode Polarizado Reversamente
Test del Diodo
El diodo rectificador es el componente responsable de convertir la tensión alternada, generada por el alternador, en tensión continua para que sea utilizada en el vehículo. Los diodos están ubicados en el alternador, y se pueden someter a test para comprobar si están en condiciones de uso. Para probar un diodo, se debe llevar la perilla del multímetro a la posición referente al símbolo del diodo. Al polarizarlo directamente, se debe leer una tensión de aproximadamente 0,5V (figura 1), al polarizarlo de forma inversa, se debe visualizar el símbolo de infinito (figura 2)
Figura 1
Figura 2
Diodos Zener
El diodo Zener es un tipo de diodo proyectado especialmente para trabajar en la región de avalancha, es decir, polarizado de forma inversa. El diodo Zener puede funcionar polarizado directamente o de forma inversa. Cuando se polariza directamente, funciona como un diodo rectificador. Cada diodo zener posee lo que llamamos de tensión de zener, que es la tensión a partir de la cual el diodo empieza a conducir cuando se polariza de forma inversa. En la siguiente curva característica, la tensión de zener es de 10V.
Polarizado Directamente Diretamente
Simbologia Região de Avalanche Región Alude
Anode
Cathode
Polarizado Reversamente
Diodo Zener como Regulador de Tensión
La ventaja del diodo zener es que a partir del momento en que se alcanza la tensión de zener, ésta se mantiene constante. Esto otorga al diodo zener la función de regulador de tensión. En las figuras a continuación podemos ver que la tensión de zener de 5V se mantiene, independiente de la variación de tensión de la fuente.
Diodos Emisores de Luz (LED)
LED es la sigla en inglés de Light Emitting Diode, o Diodo Emisor de Luz.
El LED es un diodo que, al conducir corriente eléctrica, emite luz. La luz es monocromática y se produce a través de la interacción de energías del electrón. El proceso de emitir luz mediante la aplicación de una fuente eléctrica de energía se denomina electroluminescencia . Por ser un diodo, el LED sólo trabajará si se polariza directamente. Lo que determinará la tensión a partir de la cual el LED conduce corriente, es el tipo de material empleado en el proceso de fabricación. Este material también se utiliza para determinar el color de la luz emitida por el LED, ver en la figura a seguir que para cada color hay una tensión de conducción distinta.
Simbologia Anode
Cathode
Transistor
El transistor es un componente electrónico que tiene como principal función la de interruptor y amplificador de señales eléctricas. Gracias a esta función, la corriente eléctrica que pasa entre el colector y el emisor del transistor varía dentro de determinados parámetros preestablecidos por el proyectista del circuito electrónico. Esta variación se produce a través de la variación de tensión en el terminal llamado base, que consecuentemente genera el proceso de amplificación o conexión de una señal. Se entiende por "amplificar", el proceso de convertir una señal eléctrica más débil en más fuerte. Una señal eléctrica de baja intensidad, como las señales generadas por un micrófono, se inyecta en un circuito electrónico (transistorizado, por ejemplo), cuya función principal es transformar la señal débil, generada por el micrófono, en señales eléctricas con las mismas características, pero con una potencia suficiente para estimular los altavoces. A todo este proceso se le da el nombre de mejora de señal. Cuando trabaja como interruptor, el transistor tiene como principal finalidad permitir el control de actuadores con una potencia elevada a partir de una pequeña señal de tensión y corriente.
Simbologí Colec
Bas
Emiso
Electromagnetismo
Cuando la corriente eléctrica atraviesa un conductor, se forma alrededor del mismo (figura 1) un campo magnético constituido por líneas de fuerzaSi el conductor se enrolla en espirales, formando una bobina, las líneas de fuerza se conectan entre sí, amplificando así el campo magnético (figura 2). En una bobina, la forma de las líneas del campo se asemejan a la forma del campo de una barra magnética, en la que se encuentran el polo norte y el polo sur distintos (figura 3). La fuerza de un campo magnético está determinada por el número de espirales de la bobina y de la corriente que atraviesa el conductor. El electromagnetismo se aplica en motores eléctricos, altavoces, bocinas, solenoides, relés, sensores, transformadores, antenas, etc.
Figura 1
Figura 2
Figura 3
Motores Eléctricos y Generadores
El motor eléctrico es una máquina destinada a transformar energía eléctrica en energía mecánica. En la figura a continuación, vemos que cuando el interruptor se cierra, la bobina recibe corriente eléctrica, la que a su vez genera un campo magnético. El campo magnético que la bobina genera interactúa con el campo magnético del imán, las fuerzas de atracción y repulsión que se producen entre el campo magnético de la bobina y del imán, originan el movimiento del eje en que la bobina está enrollada. El generador es una máquina destinada a transformar energía mecánica en energía eléctrica. El generador es exactamente igual al motor, pero funciona de manera la inversa, es decir, en lugar de aplicar tensión eléctrica para que el eje gire, el eje gira para generar tensión. La tensión se genera porque según la Ley de Faraday la corriente eléctrica se origina en un conductor que, en movimiento, atraviesa un campo magnético.
Motores Paso a Paso
Un motor paso a paso es un tipo de motor eléctrico que se utiliza cuando algo se debe colocar de manera muy precisa, o girar en un ángulo exacto. En un motor paso a paso, el rotor está compuesto de un potente imán permanente que se controla a través de una serie de campos electromagnéticos que se activan y se desactivan electrónicamente.
Motores paso a
Relés y Solenoides
Un relé es una especie de interruptor que en vez de ser accionado manualmente, es controlado a través de un electroimán. Los relés más sencillos constan de un electroimán conectado a un interruptor NA o llave NF , que está normalmente abierto o normalmente cerrado, respectivamente. Un interruptor NA ( normalmente abierto ), se cierra cuando el electroimán es alimentado. Un interruptor NF es lo opuesto al interruptor NA. El solenoide posee el mismo principio de funcionamiento que el relé, la diferencia es que el solenoide no abre o cierra contactos eléctricos. El solenoide desplaza vástagos, abre o cierra pasajes de acuerdo con la necesidad que el sistema en que trabaja lo requiere. Un ejemplo de solenoide es el inyector de combustible, que cuando se alimenta, abre el pasaje del combustible hacia el motor. 86
30
85
87
87a
Interruptor
Relé Lâmpada
Lectura e Interpretación de Esquemas Eléctricos
Los esquemas eléctricos son dibujos, cuyo contenido de informaciones son las conexiones eléctricas de todo el vehículo. Así como los dibujos mecánicos, los dibujos eléctricos también poseen sus características propias, como símbolos y nomenclaturas. Para obtener una correcta comprensión de los esquemas eléctricos, debemos, en primer lugar, conocer la nomenclatura y simbología aplicada.
Nomenclatura de las señales eléctricas
Kl. 15 Kl. 30 Kl. 31 Kl. 50 Kl. W Kl. D+
Positivo después del accionar la llave de contacto Positivo conectado directamente de la batería Negativo (a masa) Señal de solicitación de la ignición Señal de rotación del alternador Señal para excitación del alternador
Código de colores de los cables eléctricos: bl = azul br = marrón ge = amarillo gn = verde gr = gris li = lila rt = rojo sw = negro ws = blanco
2,5 rt/bl
Cor secundária Cor principal Seção transversal (2,5 mm²)
Todos los componentes del esquema eléctrico poseen una sigla de identificación, éstas facilitan la lectura e interpretación del esquema eléctrico, se pueden agrupar por las letras, de acuerdo con la siguiente tabla:
Vehículos Comerciales
Sigla A B C D E F G H J K M P Q R S T U V X Y Z
Descripción Convertidores Sensores Conectores de espera Diodos Bombillas, luces, linternas y faros Fusibles Batería y alternador Luces de advertencia (pilotos) Conectores para Diagnosis Relés Motores Instrumentos de medición y combinados Interruptor general de la batería Resistores Interruptores Chicharras y sirenas Módulos electrónicos opcionales Válvulas Conexión entre compartimientos Conexión entre compartimientos Conexión eléctrica
Vehículos de la familia Atego y Axor/O-500 R/RS/RSD
Sigla A B D E F G H K M P R S T X Y Z
Descripción Módulos electrónicos, componentes montados Sensores Diodos Bombillas, luces, linternas y faros Fusibles y circuitos de protección Batería y alternador Bocinas, chicharras y luz indicadora Relés Motores Instrumentos de medición y combinados Resistores Interruptores Convertidores Conexión entre compartimientos Válvulas Unión CAN
A continuación, se indican algunas características fundamentales para la lectura e interpretación de los esquemas eléctricos. Numeraciónde página continuacióndel esquemaeléctrico
SigladelComponente Componente
A6 Característicasdelaseñal
PE07.15-W-2002R MR 30 16/5
Sigla del conector de interfaz
18/2
Conexión de interfaz (18/2)
16/6
30
50
16/12
31 16/9
16=NúmerototaldeToques
31 16/11
16/11
X 1
11=PineespecíficodelconectorX1
X5.2 ConectordelMódulo
Sigla del conector de interfaz
Conexión de interfaz (21/8)
21.6
X124.1 Especificación del Condutor
X1 8/1
PE54.61-W-2001H TCO
Componente Sigla del Componente
Nombredelmóduloeletrônico
Arquitectura Electrónica
El modelo de la arquitectura electrónica utilizado en el vehículo está directamente ligado a los módulos electrónicos aplicados. Vehículos con PLD y ADM:
En este modelo, la comunicación CAN se limita sólo a los módulos PLD y ADM (baja velocidad) y el diagnosis de los módulos se realiza a través de una línea K (conexión entre la toma del diagnosis y la unidad electrónica). Observación: Algunos módulos ABS no poseen diagnosis a través del Star Diagnosis, sino que sólo a través del Blink Code (diagnosis por lámpara en el
tablero de instrumentos).
Vehículos con MR y FR:
En este modelo, existe comunicación CAN entre todos los módulos y el diagnosis se efectúa a través del tablero de instrumentos, pues es el único que está conectado a la toma del diagnosis (línea K). La estrella de la figura arriba (arquitectura electrónica) representa el punto de conexión de la línea CAN y se conoce como punto neutro o punto estrella.
El punto estrella posee una conexión entre todos los terminales superiores (observando el componente como en la figura anterior) y otra conexión entre todos los terminales inferiores.
De este modo, los cables referentes a la comunicación CAN se interconectan, como muestra la siguiente figura. Además de eso, el punto estrella también posee un capacitor, el cual tiene la función de filtro.
Linha H Linha L
La resistencia del punto estrella es de aproximadamente 60 Ohms entre las líneas H y L, y tiene como objeto realizar la unión de las impedancias entre las unidades electrónicas.
Comunicación CAN
En el sistema de la gestión electrónica de los vehículos, existen informaciones que son utilizadas de forma común a todos los módulos que componen la red electrónica. Esas informaciones son necesarias para lograr el funcionamiento correcto del sistema y el posible diagnóstico de fallas. Los módulos electrónicos se comunican a través de una red denominada CAN en la cual transitan informaciones en formato binario donde cada conjunto de bits, valiendo 1 y 0, representa una información. Cuando haya necesidad de reparar el mazo de cables, referente a la barra colectora de comunicación CAN, es importante destacar que no se permite el empalme de los cables, por lo que es necesario sustituir el mazo de cables completo. Con el objetivo de evitar problemas de interferencia electromagnética, la barra colectora CAN posee los cables tranzados a lo largo del mazo de cables eléctrico. Las mensajes se transmiten de forma cíclica, en intervalos de tiempos regulares. Eso asegura que el status de actualización de datos sea evaluado de forma permanente.
Codificación de los mensajes:
A (Arbitraje) - Identificador (dirección del mensaje). C (Campo de control) - Número de bytes de datos (máximo por mensaje 130 bits). D (Campo de datos) ! de 0 a 8 bytes de datos. CRC (Código de redundancia) - 15 bits para la identificación de errores. ACK (reconocimiento) - Confirmación del recibimiento de otros usuarios. E (Fin de la estructura) - Fin del mensaje. Observación: 1 bit equivale a 8 bytes. Ejemplo: 125 bits equivale a 125 x 8 = 1000 bytes
CAN de baja velocidad (LS- Low Speed)
La red de comunicación LS (Low Speed ! Baja Velocidad) trabaja con una velocidad de transmisión de 125 Kbits por segundo, a una frecuencia de 62.5 KHz y una distancia máxima de los cables de comunicación ("mazo de cables#), de hasta 15 metros. El LS - CAN opera con una tensión que varía de 1/3 a 2/3 de la tensión de la fuente (batería) y es responsable por la comunicación entre el módulo de control del vehículo (FR, ADM o UCV) con el módulo de control del motor (PLD/MR).. Existen dos líneas de transmisión de datos, la línea L (low) y la línea H (High). Éstas trabajan con señales en forma de espejo para garantizar la transmisión de los datos, incluso cuando una línea se interrumpe o está cortocircuito.
CAN de alta velocidad (HS ! High Speed)
La red de comunicación HS (High Speed ! Alta Velocidad) trabaja con una velocidad de transmisión de 125 Kbits por segundo hasta 1 Mbits por segundo a una frecuencia de 62.5 KHz y distancia máxima de los cables de comunicación ("mazo de cables#) de hasta 2 metros.
El HS - CAN opera con una tensión que varia de 1,5 a 3,5 Volts.
Al igual que la CAN de baja velocidad, la CAN de alta velocidad también trabaja con dos señales en espejo.
Señal ON/OFF (conectado y desconectado) Este es el tipo de señal más simple y, generalmente, se transmite mediante un interruptor. La información enviada por este tipo de señal se limita a indicar si un determinado equipamiento está conectado o desconectado. La señal del tipo ON/OFF posee sólo dos niveles de tensión que, al aplicarse en vehículos, pueden ser representadas a través de los símbolos 0 (cero) volts y VBat (Tensión de batería). V ON / VBat
OFF / Zero
t
Señal analógica
Es una señal que varía, de forma analógica, a otra grandeza, que puede ser presión, temperatura, posición de algún componente mecánico, etc.
Señal PWN (Modulación por Ancho de pulso) En el gráfico anterior (arriba) están representados los valores de la tensión eléctrica que son suministrados por un sensor de presión. Para una variación de presión de 0,5 a 3,5 bares, tenemos una variación de tensión de 0,5 a 4,5 Volts.
Es un conjunto de pulsos que posee valores de Frecuencia y Tensión fijos. La modulación por ancho de pulso se basa en el tiempo en que el pulso se mantiene en el valor de la tensión superior y en el tiempo que se mantiene en el valor de la tensión inferior. De esta manera, se puede concluir que este tipo de señal puede ser representada también en el porcentaje que se mantiene en el valor de la tensión superior conforme se ilustra en la siguiente figura.
Observación: A pesar de que el porcentaje es diferente, la frecuencia se mantiene constante y, en este ejemplo, es igual a 201 Hertz.
Señal digital o binaria
Es un conjunto de pulsos eléctricos que representan una información a través de códigos binarios y que son utilizados en la comunicación entre módulos electrónicos. A continuación, tenemos un ejemplo de este tipo de señal que se obtuvo a través del monitoreo de la línea de comunicación CAN entre dos módulos electrónicos.
Potenciómetro
Los potenciómetros son resistores que permiten la variación de su resistencia en función de la posición.
Aplicació
Vásta o
Pista
Resistencia Variable
Sensor Hall
Una placa conductora por donde circula corriente eléctrica IV, al someterse a un campo magnético perpendicular a esa corriente, genera una corriente eléctrica IH perpendicular a la corriente IV y al campo magnético. A ese efecto se le denomina Efecto Hall. Los sensores Hall utilizan el principio Hall en su construcción, los que se utilizan para medir la posición y rotación.
Aplicação Sensor do Comando de Válvulas
Sensor Inductivo
Los sensores inductivos utilizan como principio de funcionamiento la ley de la inducción electromagnética, por ese motivo dichos sensores, en general, no necesitan alimentación. En los automóviles se utilizan para medir la rotación. En la siguiente figura vemos que al girar el volante de inercia, se produce la variación del campo magnético del imán que, a su vez, induce corriente eléctrica en la bobina.
Princípio de Medição
Aplicação Sensor de Rotação do Motor
Imã Permanente Núcleo de Ferro Bobina
Ranhura
Sensor Capacitivo
Un ejemplo de sensor capacitivo de los vehículos, es el sensor de inclinación de la alarma antirrobo. El sensor consta de dos electrodos insertados en un recipiente lleno de un líquido sin conductividad eléctrica. Este conjunto forma un capacitor, ya que el líquido actúa como un aislante entre los electrodos. Al inclinar el vehículo se produce una variación en el nivel del líquido que altera la capacidad del capacitor. Esta variación se mide a través de la unidad electrónica, en los terminales de los electrodos.
Sensor de presión
Los sensores de presión utilizan como elemento sensible Bandas Extensométricas. Las Bandas Extensométricas son materiales que, cuando se traccionan, varían su resistencia. En el siguiente ejemplo, se puede ver el funcionamiento de un sensor de presión de aire de sobrealimentación
Base de Vidro
Sensor de Temperatura - NTC
Los sensores de temperatura NTC son dispositivos que poseen materiales que alteran su resistencia al paso de la corriente eléctrica en función de la temperatura. En el NTC la resistencia del sensor disminuye con el aumento de la temperatura. Al comparar las siguientes figuras, vemos la alteración que se produce con la variación de temperatura. Los sensores NTC son ampliamente utilizados en la medición de la temperatura.
Sensor de Temperatura - PTC
Los sensores de temperatura NTC no se pueden someter a temperaturas muy elevadas porque eso destruiría el elemento sensor, en esto casos se utilizan sensores del tipo PTC que trabajan de modo inverso al NTC. En los sensores PTC, con el incremento de temperatura, la resistencia al paso de la corriente eléctrica aumenta. Un ejemplo de sensor PTC es el sensor de temperatura de los gases de escape.
Sensor de Temperatura dos gases de escape
Sensor de presión
La presión a medir ejerce una fuerza sobre un diafragma que, al moverse, acciona el sensor propiamente dicho, que puede ser un potenciómetro o un cristal piezoeléctrico.
Potenciómetro: La variación de presión provoca un desplazamiento mecánico del potenciómetro responsable de variar
la relación de resistencia. Esta variación la interpreta la unidad electrónica y es proporcional a la presión a la que el sensor está sometido.
Cristal piezoeléctrico: La flexión de este tipo de material, causada por esfuerzos mecánicos, permite que el propio sensor
genere una tensión proporcional a la presión a la cual el sensor está sometido.
Pedal del Acelerador
El pedal del acelerador está equipado con un sensor que indica la posición instantánea del pedal solicitada por el operador. El módulo ADM pasa esta información al PLD. Con esta información, éste controla el par del motor, dando prioridad a la seguridad y al control de emisión de gases contaminantes.
El pedal del acelerador posee un circuito interno que transforma su posición física, definida por el operador, en señal eléctrica. Esta señal es un conjunto de pulsos de amplitud y frecuencia fijas y de ancho variado, que lleva el nombre de PWM (Pulse Width Modulation). El módulo ADM, de acuerdo con el ancho de este pulso y un conjunto de parámetros internos, determina el par solicitado por el operador del vehículo.
Señal eléctrica emitida por el pedal del acelerador en la posición de descanso
Señal eléctrica emitida por el pedal del acelerador en la posición de plena carga
Podemos ver en las ilustraciones arriba que cuanto mayor es el par solicitado por el operador del vehículo, mayor es el ancho del pulso eléctrico.
La amplitud de la señal PWM se lee en porcentajes, tomando como referencia el ciclo de trabajo (P). Esta señal tiene una amplitud que puede variar de 15% a 55% con relación al ciclo (P), cuyo porcentaje para la marcha lenta es de aproximadamente 15% y para la plena carga de aproximadamente 55%. En la ilustración anterior (arriba) tenemos una señal con un ciclo de 4,87 milisegundos (P) y un ancho de pulso (L) de 0,69 milisegundos, lo que equivale a 14,3 %.
Identificación de la banda de trabajo del pedal del acelerador
Los valores de los límites de la variación de la señal PWM varían de un pedal a otro, por eso se debe buscar que el ADM identifique dichos límites siempre que el mismo se reemplace. El hecho de desconectar y reconectar un pedal de límites ya reconocidos, no exige que se identifique de nuevoEl ADM no acepta cualquier valor de límites, por eso puede ser que haya problemas en reconocer un pedal averiado. Durante la reprogramación, el ADM acepta como banda de ralentí una relación de 10% a 30% y de 40% a 90% para plena carga.
Verificación del pedal del acelerador
Para diagnosticar fallas en el pedal del acelerador, si se sospecha de mal funcionamiento, se deben considerar las siguientes indicaciones:
Código de fallas: verificar si hay algún código de fallas almacenado que se
relacione al problema; Posición del pedal del acelerador: verifique la señal enviada por el pedal al
ADM a través del equipo de diagnosis. Debe haber una variación dentro de los límites esperados. De no ser así, verifique el mazo eléctrico (conectores) y la tensión de alimentación del pedal del acelerador. Par solicitado: verifique el valor de par solicitado a través del equipo de
diagnosis. Deberá haber una variación de 0 al par máximo especificado para el motor. De lo contrario, repita el procedimiento de chequeo mencionado arriba. Verificación del pedal con un voltímetro
Mida la tensión de alimentación de los dos circuitos del pedal suministrada por el ADM.
Módulo de Gestión del Motor ! Construcción y Funcionamiento
Módulo nuevo
Es una unidad electrónica con funciones semejantes a las de una microcomputadora, posee procesador, memoria y programa. Su parte electrónica es lo que llamamos de hardware, en su memoria se ha grabado un programa y un conjunto de parámetros fijos. Los parámetros fijos son informaciones comunes para todos los tipos de motores electrónicos que el fabricante Temic introduce dentro de la unidad. Módulo con juego de parámetros básicos
Es un módulo virgen que ya ha recibido un conjunto de parámetros básicos y ahora ya está apta para trabajar con un motor, puesto que conoce sus características. Los parámetros básicos son informaciones que determinan un tipo de motor (OM 904 LA, OM 906 LA u OM 457 LA...). El sector de fabricación de motores las introduce dentro la unidad durante las pruebas en la producción. Módulo completo (Con Flags)
Esta unidad ya ha recibido toda la parametrización, ahora está apta para desempeñar todas las funciones, puesto que conoce las características del motor y los accesorios instalados en él. Los flags son informaciones que indican al PLD que tipo de accesorios se ha instalado en el motor (ventilador, válvula del top-brake, tipo de motor de arranque...). El sector de fabricación de motores o el personal de servicio las introduce en la unidad.
Módulo instalado en el vehículo (KL 30)
Mantiene todas las características del motor y memoriza eventuales códigos de fallas. Módulo instalado en el vehículo (KL 30 + KL 15) Llave de encendido conectada
Da inicio a un proceso de comunicación con otras unidades y la lectura de los sensores. En caso de que exista alguna falla ya se puede dar la comunicación de dicha falla. Instante del arranque (KL 30 + KL 15 + KL 50)
El PLD verifica si no hay un aviso de bloqueo del arranque, caso no haya, calcula y aplica un débito de arranque de acuerdo con la temperatura del motor. Para efectuar esta tarea, el PLD debe leer la temperatura del motor, accionar el motor de arranque y localizar los émbolos. Esquema de funcionamiento del MR
Vista de los conectores del módulo
Ubicación de los émbolos (durante el arranque)
Cuando el motor comienza a girar, se genera un pulso eléctrico en el sensor que está en el eje del mando, el PLD interpreta este pulso como una señal de que el émbolo Nº 1 está a 55° antes del PMS en tiempo de compresión.
En esta etapa de funcionamiento, el PLD ya sabe cual será el ángulo del inicio de inyección. Suponiendo que se haya determinado un inicio de inyección a 15° antes del PMS, en este caso el PLD debe saber cuanto tiempo el émbolo Nº 1 tarda en desplazarse de 55° hasta 15° antes del PMS un desplazamiento de 40°. Para calcular el tiempo, la unidad capta la información de rotación del motor proveniente del sensor de rotación ubicado en el cigüeñal. La información de velocidad del émbolo se genera por el pasaje de 36 orificios que se encuentran en el volante del motor.
El módulo PLD está apta para variar el punto de inyección de 35° antes del PMS hasta 5° después del PMS.
Ubicación de los émbolos (después del arranque)
Después que el PLD identifica la posición de los émbolos y el tiempo de compresión, pasa a utilizar sólo la señal emitida por el sensor del volante del motor. En este sensor, además de la señal de rotación, se genera una señal que indica que el émbolo está a 65º antes del PMS tanto en el tiempo de compresión como en el tiempo de escape, sin embargo la última señal se desconsidera.
Funcionamiento con falla en el sensor de control
Si el sensor del árbol de levas no funciona, el PLD no puede identificar el tiempo de compresión. En este caso habrá una señal eléctrica en las unidades inyectoras ya sea en el tiempo de compresión como en el tiempo de escape.
Funcionamiento con falla en el sensor del volante
Si el sensor del volante no funciona, el PLD pasa a trabajar sólo con el sensor del árbol de levas, en este caso puede haber una pérdida de potencia del motor. La señal de rotación la emiten los 12 orificios que pasan delante del sensor a cada vuelta del eje del árbol.
Determinación del inicio y tiempo de inyección
El inicio y tiempo de inyección determina el trabajo que el motor ha de realizar, el PLD necesita varias informaciones para calcular estos valores. Estas informaciones del régimen de funcionamiento del motor las suministran la unidad de adaptación del vehículo (ADM), los parámetros grabados en el PLD y los sensores distribuidos en el motor.
