Electrónica Del Vehículo - Informe 5

Electrónica del Vehículo

MANTENIMIENTO DE MAQUINARIA PESADA TALLER DE ELECTRÓNICA DEL VEHÍCULO TALLER N°5 “Lectur a

de Planos y Sensores de Temperatura de Motor ” INTEGRANTES

1er Alumno

Arone Leaño, Jhon Elmer

2do Alumno

Hidalgo Lama, Joan Rolando

3er Alumno

Arminta Maza, Miguel Antonio

4to Alumno

Bedriñana Ramos, Estefanía

SECCIÓN: C2 - 4 - C Profesor: Juan Carlos Cuba Lozano Fecha de realización: 18 de Octubre Fecha de entrega: 31 de Octubre

Tecsup Centro

2017 - II


Introducción La introducción de sistemas electrónicos en los vehículos, supuso un gran avance para estos y marcó un hito en la historia automovilística. Siendo básicamente un sistema eléctrico con la integración de diferentes dispositivos tales como: transistores, válvulas, diodos rectificadores, fusibles, entre otros que si bien cumplen funciones complejas también son de gran utilidad para la seguridad del mismo sistema del vehículo y se manejan bajo las mismas leyes de los sistemas eléctricos. En el presente informe hablaremos de una herramienta que nos ayuda a ubicar la posición de estos dispositivos electrónicos y la forma en que se comunican entre sí: los planos eléctricos. Así como también hablaremos de los sensores de temperatura, su funcionamiento y como ayuda la información que brinda el mismo en la operación del motor.


Objetivos: General: - Entender y analizar los planos electrónicos. - Entender el funcionamiento de los sensores de temperatura y la utilidad de la información que brindan Específicos: - Ubicar los sensores y el sistema de arranque en un plano eléctrico. - Realizar mediciones con pirómetro de la temperatura del motor así como con el multímetro a los conectores del sensor de temperatura para entender el funcionamiento del mismo.


MARCO TEORICO Sensores de temperatura

Magnitudes de medición La temperaturas de gases o líquidos puede medirse en general sin problemas en cualquier punto local, sin embargo la medición de la temperatura de cuerpos sólidos se limita casi siempre a la superficie. La mayoría de sensores de temperatura utilizados necesitan un estrecho contacto directo del elemento sensible con el medio en cuestión (termómetro de contacto), para tomar con la máxima precisión la temperatura del medio. Ciertos casos especiales requieren, sin embargo, la aplicación de sensores sin contacto, que determinan la temperatura de un cuerpo o medio en virtud de su radiación térmica (infrarroja) (termómetro de radiación = pirómetro). La medición de la temperatura en el automóvil se efectúa de modo casi exclusivo mediante termómetros de contacto constituidos por materiales resistivos de coeficiente de temperatura positivo (PTC) o negativo (NTC), aprovechando su dependencia de la temperatura. La conversión de la resistencia eléctrica en una tensión analógica se realiza casi siempre mediante el complemento de una resistencia térmicamente neutra o de sentido opuesto, formando un divisor de tensión (efecto linealizador). Últimamente, desde la introducción de la tecnología de microsistemas, para la realización de la mayoría de funciones de seguridad pasiva y de confort (detección de la posición de los pasajeros para el disparo de los airbag, regulación de la climatización de acuerdo con la temperatura de la piel, des empañamiento de los cristales) se utilizan sensores de temperatura sin contacto (pirométricos), cuya fabricación es cada vez más económica. La tabla inferior indica las mediciones de temperatura que se efectúan en el automóvil. Los campos de medición en parte muy distintos exigen un gran número de conceptos y tecnologías de sensores, así como los requerimientos de precisión y de dinámica no mencionados aquí implican formas de sensores muy diversas. En muchos puntos se mide la temperatura como magnitud auxiliar, para excluir sus efectos negativos o compensar sus influencias no deseadas

Estructura y funcionamiento Existen sensores de temperatura de distintas formas constructivas, según su campo de aplicación. Dentro de un cuerpo hay montada una resistencia termo sensible de medición, de material semiconductor. Normalmente tiene ella un coeficiente de temperatura negativo (NTC), raramente un coeficiente de temperatura positivo

Electrónica del Vehículo (PTC), es decir, que su resistencia disminuye o aumenta drásticamente al subir la temperatura.

La resistencia de medición forma parte de un circuito divisor de tensión alimentado con 5 V. La tensión que se mide en la resistencia depende, por tanto, de la temperatura. Ésta se lee a través de un convertidor analógico-digital y es una medida de la temperatura del sensor. La unidad de control del motor tiene almacenada una curva característica que indica la temperatura correspondiente a cada valor de resistencia o tensión de salida.

Aplicación: Sensor de temperatura del motor Este sensor está montado en el circuito del líquido refrigerante (figura 1), con el fin de determinar la temperatura del motor a partir de la temperatura del refrigerante (campo de medición - 40...+130 °C).

Electrónica del Vehículo Sensor de temperatura del aire Este sensor montado en el tramo de admisión registra la temperatura del aire aspirado con la que es posible calcular, en combinación con un sensor de presión de sobrealimentación, la masa de aire aspirada. Además de ello se pueden adaptar valores teóricos para circuitos reguladores (p.ej. realimentación de gases de escape, regulación de la presión de sobrealimentación) a la temperatura del aire (campo de medición - 40...+120 °C).

Sensor de temperatura del aceite de motor La señal del sensor de temperatura del aceite de motor se emplea para calcular los intervalos de servicio (campo de medición - 40... +170 °C).

Sensor de temperatura del combustible Está montado en la zona de baja presión del combustible Diésel. Con la temperatura de éste se puede calcular con exactitud el caudal inyectado (campo de medición 40... + 120 °C).

Sensor de temperatura de los gases de escape Este sensor se monta en puntos térmicamente críticos del sistema de escape. Se emplea también para regular sistemas de tratamiento ulterior de los gases de escape. La resistencia de medición es generalmente de platino (campo de medición -40...+1000°C).


MOTOR CATERPILLAR C15

Datos técnicos Marca....................................................... CATERPILLAR Modelo..................................................... C15 ACERT Tipo de combustible.................................. Gas-oíl Número de cilindros.................................. 6 Disposición............................................... En línea Diámetro.................................................. 137,2 mm Carrera..................................................... 171,4 mm Cilindrada................................................. 15,2 litros Relación de compresión............................. 18:1 Aspiración................................................. Turboalimentado y Pos enfriador aire-aire Refrigeración............................................ Circuito separado JW Velocidad.................................................. 2100 rpm Potencia al volante (sin ventilador)............. 403 kWm Sentido de giro (desde el volante)............... CCW Componentes de los siguientes sistemas Sistema de admisión Turboalimentado, con turbo montado en posición centra Pre filtro tipo heavy-duty , suministro suelto Filtro de tipo seco, con dos elementos filtrantes e indicador de servicio para cambio de filtro, montado sobre motor   

Volumen de aire de combustión................. 35,9 m3 /min

Sistema de refrigeración Radiador montado sobre motor, formado por dos núcleos montados en paralelo, uno aire para pos enfriador y otro aire agua para refrigeración de 


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

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camisas incorporando tanque de expansión. Suministrado con rejilla de protección en descarga de aire. Sensor de nivel de agua en tanque Ventilador aspirante con protecciones accionado por el motor diésel a través de correas, montado sobre el radiador Bomba de agua centrífuga accionada por el motor diésel mediante engranajes. Drychargecoolantcondicioner (permite una mejora contra el envejecimiento del líquido refrigerante-anticorrosivo) Volumen de agua incluido el radiador......... 76 litros Volumen de agua sin radiador.................... 54 litros Potencia consumida por el ventilador.......... 14 kW

Sistema de escape Colector de escape seco Turbo con salida frontal Silencioso de escape. Suministro suelto    

Codo de escape (5”)

Caudal de gases de escape........................ 98,3 m 3 /min Temperatura gases de escape.................... 503,3 ºC Contrapresión máxima de escape............... 10 kPa

Sistema de combustible Sistema de inyección EUI (ElectronicUnit Inyector) Filtro de primario de combustible con decantador de agua. Suministro suelto Filtro secundario de combustible Bomba de transferencia de combustible Refrigerador de combustible. Bomba manual de cebado de combustible (lado izquierdo) Válvula de toma de muestras de combustible montado en base del filtro Enfriador de combustible        

Temperatura máxima retorno de combustible sin pérdida de potencia........... 38 ºC

Sistema de lubricación Cárter de aceite. Enfriador de aceite de lubricación con válvula de derivación. Filtro de aceite Bomba de circulación de aceite de engranajes accionada por el motor. Aceite lubricante para primer llenado.     

Electrónica del Vehículo Capacidad del cárter de aceite................... 37,8 litros Tipo de aceite recomendado...................... API CI-4 y normativa Caterpillar ECF-1

Sistema auxiliares Carcasa de volante, y volante Cáncamos de elevación de motor Literatura   

Carcasa de volante..................................... SAE 1

Sistema de arranque y carga Motor de arranque de 24 V CC. Juego de 2 baterías (950CCA, 90 Ah) de arranque con soporte, cables y botellas de ácido para llenado. Alternador de carga de 24 V y 80 Amp. Llave de arranque (suministro suelto)  

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Tensión de baterías................................... 24 V cc

Datos de potencia PAR CONSUMO DE COMBUSTIBLE

Planos Eléctricos ¿Qué es un diagrama? Los diagramas son dibujos del cableado de un sistema eléctrico. Como un mapa, muestran, por medio de cables y conectores, cómo están conectados los componentes eléctricos y electrónicos. Dentro del diagrama de cableado, cada componente se representa con un símbolo. Símbolos del diagrama Los símbolos se usan para representar dispositivos o componentes de sistemas eléctricos y electrónicos simples y complejos. Los símbolos de los diagramas se usan ampliamente en publicaciones Cat para el diagnóstico de problemas eléctricos.

Electrónica del Vehículo Los símbolos de los diagramas presentan gran cantidad de información en un pequeño espacio y su lectura requiere habilidades altamente desarrolladas y prácticas.

Identificadores de símbolos de los diagramas Aunque varían en aspecto, los símbolos comparten a menudo identificadores de símbolo que explican la función del símbolo. Algunos identificadores comunes incluyen la presión, el nivel, la temperatura y el flujo.

Categorías de símbolos de componentes Entradas: dispositivos que proporcionan datos o señales de control a otros componentes de ese circuito (por ejemplo, interruptores, emisores y sensores). Salidas: estos dispositivos convierten la corriente eléctrica en energía mecánica o eléctrica (por ejemplo, motores, lámparas y solenoides). Controles: dispositivos que reciben entradas eléctricas, procesan la información y proporcionan una salida eléctrica (por ejemplo, ECM, Sistemas Monitor).

Electrónica del Vehículo Alimentación: para que un circuito use energía, debe haber una fuente de esa energía. Los componentes de alimentación son la fuente que proporciona energía (por ejemplo, batería y alternador). Dispositivos de protección: los dispositivos de protección se usan en un circuito para proteger los componentes del circuito contra el daño eléctrico (por ejemplo, fusibles y disyuntores). Cableado: el cableado une los componentes de un sistema eléctrico y actúa como conductor de la corriente. Conectores: los conectores son los dispositivos que conectan los componentes y el cableado dentro del sistema

Componentes de entrada comunes (1) Resistores variables: es un resistor variable de dos o tres terminales que se usa para regular el voltaje de una corriente eléctrica. Un potenciómetro es un resistor variable de tres cables que actúa como divisor de voltaje para producir una señal de salida continuamente variable proporcional a un a posición mecánica. Los sensores de presión, temperatura y nivel funcionan como reóstatos, aunque cambian de posición sobre la base de las condiciones de presión, temperatura o nivel. (2) Interruptor de presión: este interruptor abrirá o cerrará un circuito según el nivel de presión. (3) Interruptor de temperatura: este interruptor abrirá o cerrará un circuito según el nivel de temperatura. (4) Interruptor de desconexión: este interruptor abrirá el cable negativo de la batería. (5) Interruptor de volquete: este es un dispositivo de encendido/apagado que abre y cierra el circuito.

Electrónica del Vehículo Componentes de salida comunes (1) Motor: los motores son dispositivos que convierten la energía eléctrica en energía mecánica. (2) Motor de arranque: un motor eléctrico que se usa para hacer girar el motor de modo que arranque. (3) Solenoide: un dispositivo operado eléctricamente que acciona un componente mecánico (inyector, cambio de la transmisión, etc.). (4) Luz: un dispositivo eléctrico que tiene un filamento que produce luz cuando pasa corriente a través de él. (5) Relés: un relé es un interruptor operado eléctricamente. Usa un circuito de control que contiene una corriente pequeña para controlar un circuito principal con corriente mayor.

Componentes comunes de control, energía y dispositivos de protección Módulo de Control Electrónico (ECM)

La computadora incorporada que controla el suministro de combustible, las emisiones y los diagnósticos de los sistemas de administración del motor del vehículo .

Electrónica del Vehículo Alternador

El alternador es una máquina que convierte la energía mecánica en energía eléctrica.

Batería

la batería es un dispositivo que almacena energía en forma química de modo que pueda liberarse como electricidad

Fusible

un fusible es un dispositivo de protección del circuito que abre un circuito debido a un excesivo flujo de corriente

Disyuntor

Abre el circuito cuando fluye a través de él un exceso de corriente durante un período. A diferencia del fusible, se puede restablecer una vez que se ha abierto. Algunos disyuntores se restablecen automáticamente después de abrirse.

¿Cómo interpretar los planos eléctricos? Para leer adecuadamente los planos eléctricos de automóvil hay que leer un solo circuito a la vez, aunque dentro de un plano se consigne más de uno. Es la manera en que el nuestro equipo funciona, y el modo más sencillo de encontrar un fallo o desperfecto. A continuación vemos las principales simbologías que se pueden encontrar en un plano eléctrico.


Desarrollo del laboratorio Para el desarrollo del laboratorio, procedemos primero con la ubicación de los diferentes sensores en los plano eléctricos, posterior a esto procedemos a reconocerlos en el motor guiándonos de la ubicación dada por el plano. Habiendo reconocido los sensores presentes en el motor, procedemos al pedido de herramientas y a la toma de datos respectivos de la temperatura del motor así como el voltaje dado por el sensor de temperatura para entender e interpretar el funcionamiento del mismo.


Llenar ATS

Ordenar y

Check list de los motores C15 y C13.

Reconocimiento de los sensores en el plano de los motores. (C15-C16)

Proceder con las pruebas y comparar los datos del pirómetro y el multímetro.

Encontrar los sensores del plano en el motor y averiguar su función.

Prender el motor y arrancar SI

Cambio del componente NO ¿Los sensores funcionan? ¿El motor se encuentra en buen estado para arrancar?

Selección de los equipos y materiales a utilizar. (Multímetro y pirómetro)

Inspección de los componentes a utilizar.


Desarrollo de taller ATS


Ubicación de sensores en Plano eléctrico

Detalle de posición exacta de la ecm y los distintos sensores presentes en el motor C15 tales como: sensores de temperatura de combustible, motor, aire, sensor de

Electrónica del Vehículo presión de combustible, de aceite, sensor de presión atmosférica, de velocidad, entre otros.

Detalle del conexionado y posición de los distintos sensores presentes en el motor C16, ya mencionados en la anterior imagen.

Vista del lado izquierdo del motor C16, con detalle de la posición de los distintos sensores presentes en el mismo.


Vista superior frontal del motor C16 con ubicación de sensor de temperatura de combustible, de aire entre otros.

Extracto del plano eléctrico de motor C16 con detalle de conexión y comunicación de sensores de temperatura de combustible, presión de combustible, presión atmosférica, refrigerante, entre otros.


Conectores y ubicación de empalmes de sensores presentes en motor C15

Extracto de plano eléctrico de motor C15 donde se detalla el conexionado y ubicación entre la ECM y sensores presentes en el motor Gracias a la lectura de plano pudimos ubicar la ubicación de los sensores y la comunicación que tienen estos con la computadora, los cuales tienen l a función de transmitir información a la ECM.

Electrónica del Vehículo Los sensores presentes en el motor son de gran utilidad ya que permiten que la ECM tenga información acerca diferentes magnitudes tales como de la temperatura del motor, aire, combustible, entre otros para brindar seguridad cobre el funcionamiento del motor, ya que de encontrarse funcionando muy caliente el motor sufrirá daños considerables, así como también para poder hacer una buena combustión ya que según sea la temperatura del aire la ECM puede tener una noción de la cantidad de oxigeno presente en el aire, entre otras funcionalidades.

Check List de motores

Ishikawa Para la detección de posibles fallas, realizamos diagramas de Ishikawa, los cuales nos permiten organizarnos y pensar en las posibles fallas para poder así llegar a una solución.




Luego de realizar el check list respectivo al motor C15 y C13, procedemos a pedir una conexión T, un pirómetro y un multímetro para la toma de datos del sensor de temperatura.

Con ayuda de la conexión T podremos realizar la conexión del sensor hacia el multímetro.

Con ayuda del pirómetro podremos conocer la temperatura en tiempo real del motor para poder interpretar el funcionamiento del sensor.


Con ayuda del multímetro mediremos el voltaje del sensor en tiempo real para entender su funcionamiento.

Electrónica del Vehículo Realizamos la conexión del multimetro a la T conectada al empalme del sensor.

Tal como se muestra en la imagen tomamos datos de la temperatura y el voltaje para un mismo tiempo. Temperatura °C

Voltaje del Sensor

31.1

2.821

31.5

2.742

34.0

2.631

35.5

2.460

37.6

2.381

42.0

2.202

45.1

2.071

46.0

2.040

46.8

1.989

47.8

1.941

49.2

1.919

49.7

1.873

Electrónica del Vehículo 50.1

1.853

51.0

1.798

52.2

1.762

53.0

1.705

56.8

1.627

Despues de tomar datos procedemos a graficar ambas magnitudes para obeservar su comportamiento respecto a un mismo tiempo.

Temperatura °C 60.0 50.0 40.0 30.0

Temperatura °C

20.0 10.0 0.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Voltaje del Sensor 3.000 2.500 2.000 1.500

Voltaje del Sensor

1.000 0.500 0.000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Tal como se puede observar en las gráficas el sensor tiene menos voltaje conforme la temperatura del motor aumenta, esta información es recepcionada por la ECM para tomar diferentes decisiones a través de la información como temperatura del motor, aire, combustible, entre otros para brindar seguridad cobre el funcionamiento del motor, ya que de encontrarse funcionando muy caliente el motor sufrirá daños considerables, así como también para poder hacer una buena combustión ya que según sea la temperatura del aire la ECM puede tener una noción de la cantidad de oxigeno presente en el aire, entre otras funcionalidades.


Conclusiones -

-

Los planos eléctricos son una herramienta de apoyo más para nosotros como mecánicos, ya que nos permiten conocer la ubicación exacta de cada elemento electrónico presente en los vehículos desde los más pequeños hasta los más pesados, permitiéndonos también poder detectar distintas fallas en el mismo. Los sensores de temperatura son de gran utilidad ya que permiten que la ECM tenga información acerca de la temperatura del motor, aire, combustible, entre otros para brindar seguridad cobre el funcionamiento del motor, ya que de encontrarse funcionando muy caliente el motor sufrirá daños considerables, así como también para poder hacer una buena combustión ya que según sea la temperatura del aire la ECM puede tener una noción de la cantidad de oxigeno presente en el aire, entre otras funcionalidades.

Recomendaciones -

Revisar el significado de la simbología de cada elemento en el plano, para tener así una mejor lectura del mismo. Conectar bien el multímetro al momento de la toma de datos para evitar distorsiones en la misma para evitar interferencias en la toma de datos. Revisar el estado de tanto de las herramientas como el multímetro y pirómetro y de los conectores de la T que hará la conexión del sensor al multímetro.

Bibliografía - http://blog.electricbricks.com/2010/03/pwm-coltrol-de-velocidad-en-motoreselectricos/ - Diagramas de circuitos electrónicos gratis. [online] Availableat: http://www.taringa.net/posts/info/2042311/Diagramas-de-circuitos - Control Real Español. (2017). - http://www.aficionadosalamecanica.net/sensores7.htm

Electrónica Del Vehículo - Informe 5

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