Sistema de Inyección Electrónico a Gasolina.
Diferencias entre Sistema de inyección Mono punto y multipunto
Victor gonzalez Vargas Profesor: Jorge Mallea Fecha: 22/10/2014 Sección : 1
Sistema de inyección a gasolina
La inyección electrónica es una forma de inyección de inyección de combustible, tanto combustible, tanto para motores de gasolina, en los cuales lleva ya varias décadas implantada, como para motores diésel, cuya introducción es relativamente más reciente. Se puede subdividir en varios tipos (monopunto, multipunto, secuencial, simultánea) pero básicamente todas se basan en la ayuda de la electrónica para dosificar la inyección del carburante y reducir la emisión de agentes contaminantes a la atmósfera y a la vez optimizar el consumo. Este sistema ha reemplazado al carburador en los motores los motores de gasolina. Su gasolina. Su introducción se debió a un aumento en las exigencias de los organismos de control del medio del medio ambiente para disminuir las emisiones las emisiones de los motores. los motores. En los motores diésel ha sustituido a la bomba inyectora, con inyectores mecánicos, por una bomba de alta presión con inyectores electrohidráulicos. Su importancia radica en su mejor capacidad respecto al carburador para dosificar el combustible y dosificar la mezcla aire / combustible, es decir el factor lambda de tal modo que quede muy próxima a la estequiométrica (14,7:1 para la gasolina), gasolina), es decir factor lambda próximo a 1 lo que garantiza una muy buena combustión con reducción de los porcentajes de gases tóxicos a la atmósfera. La relación estequiométrica es la proporción exacta de aire y combustible que garantiza una combustión completa de todo el combustible.
El funcionamiento se basa en la medición de ciertos parámetros de funcionamiento del motor, como son: el caudal de aire, régimen aire, régimen del motor (estos dos son los más básicos), y son los que determinan la carga motor, es motor, es decir la fuerza necesaria de la combustión para obtener un par motor, es motor, es decir una potencia una potencia determinada. Por otra parte hay que suministrar el combustible a unos 2,5 - 3,5 bar 3,5 bar a los inyectores, esto se logra con una bomba eléctrica situada a la salida del depósito del depósito o dentro del mismo. Adicionalmente Adicionalmente se toman toman en cuenta cuenta otros otros datos, datos, como la temperatura temperatura del aire y del del refrigerante, el estado de carga (sensor MAP) en los motores turboalimentados, posición de la mariposa la mariposa y cantidad de oxígeno de oxígeno en los gases de escape (sensor EGO o Lambda), Lambda), entre otros. Estas señales son procesadas por la unidad de control, dando como resultado señales que se transmiten a los actuadores (inyectores) que (inyectores) que controlan la inyección de combustible y a otras partes del motor para obtener una combustión mejorada, teniendo siempre en cuenta las proporciones aire/combustible, es decir el factor lambda. El sensor PAM o MAP (Presión Absoluta del Múltiple o Colector) indica la presión absoluta del múltiple de admisión y el sensor EGO ( Exhaust Gas Oxigen) o "Sonda lambda" la lambda" la cantidad de oxígeno presente en los gases de combustión. Este sistema funciona bien si a régimen de funcionamiento constante se mantiene la relación aire / combustible, es decir el factor lambda cercana a la estequiométrica (factor lambda = 1). Esto se puede comprobar con un análisis de los gases los gases de combustión, pero combustión, pero al igual que los sistemas a carburador, debe proveer un funcionamiento suave y sin interrupciones en los distintos regímenes de marcha. Estos sistemas desde hace algún tiempo tienen incorporado un sistema de autocontrol o autodiagnóstico o autodiagnóstico que avisa cuando algo anda mal, además existe la posibilidad de realizar un diagnóstico externo por medio de aparatos de diagnóstico electrónicos que se conectan a la unidad de control de inyección y revisan todos los parámetros, indicando aquellos valores que estén fuera de rango. La detección de fallas, llamados "DTC" ( "DTC" (Diagnostic Trouble Codes) debe realizarla personal especializado en estos sistemas y deben contar con herramientas electrónicas de diagnóstico también especiales para cada tipo de sistema de inyección. La reparación de estos sistemas se limita al reemplazo de los componentes que han fallado, generalmente los que el diagnóstico electrónico da como defectuosos. Los sistemas de inyección electrónicos no difieren de los demás, respecto a las normas de seguridad ya que manipula combustible o mezclas explosivas. Lo mismo para el cuidado del medio ambiente, se debe manipular con la precaución de no producir derrames de combustible.
Inyectores Una de las piezas más importantes en el sistema de inyección de combustible es el inyector. el inyector. Este Este es el encargado de hacer que el combustible sea introducido en el múltiple (colector) de admisión o dentro del cilindro según sea el caso. En los motores diésel que llevaban inyección mecánica por bomba inyectora en línea, la apertura del inyector era comandada por una leva y el cierre se hacía mediante un resorte, la carrera de inyección era regulada por una cremallera que se mueve según la posición del regulador de caudal, que depende del acelerador y del régimen del motor. En la actualidad se ha reemplazado el sistema de leva - cremallera y se ha optado por un sistema electrónico para poder abrir más o menos tiempo y con más o menos presión el inyector y así regular la cantidad de combustible que ingresará en el cilindro. el cilindro. En lugar de ellos se utiliza un solenoide que al hacerle pasar una determinada cantidad de corriente durante un tiempo controlado generará un campo magnético el cual moverá la aguja del inyector. Para regular la cantidad de corriente que se manda al solenoide distintos sensores toman parámetros que son procesados en una central computarizada y ésta es la que calcula la cantidad de corriente eléctrica enviada para poder mantener una relación estequiométrica entre el aire/combustible (aproximada de 14,7 a 1 en motores de gasolina).
Sistema Si stema inyección inyecció n electró el ectrónic nic a m on op un to
Este sistema solo lo utilizan los motores de gasolina, es uno de los mas básicos y primitivos, ya que es muy similar a un carburador. Se compone de una bomba eléctrica de combustible, que manda presión a un inyector situado antes de la mariposa de aceleración. el inyector consta de un solenoide el cual esta comandado por una unidad de control(UCE). Que se encarga de mandarle la señal de apertura. Cuando este se abre, la gasolina pasa al inyector y pulveriza una cantidad determinada de combustible al colector. El funcionamiento es simple, cuando la presión de combustible es excesiva, el regulador se abre y envía el exceso de combustible devuelta al depósito (con este regulador podemos arreglarlo para que la presión de la inyección sea más alta y así ganar más potencia al motor, tiene menos vida el inyector con este proceso BOMB A DE COMBUSTIBL COMBUSTIBL E ELECTRICA ELECTRICA Una bomba de combustible es un dispositivo que le entrega al fluido de trabajo o combustible la energía necesaria para desplazarse a través del carburador para luego entrar en la válvula de admisión donde posteriormente pasa al cilindro. Las presiones con las que trabaja la bomba dependen en gran medida del tipo de motor que se tenga. Así, cuanta más potencia necesite un motor, mayor cantidad de cilindros harán falta, por lo que se necesitará una bomba de mayor potencia. La bomba de combustible es la responsable de subministrar el combustible al resto del sistema hasta llegar al motor, para ello, jala el combustible del tanque por medio de una serie aspas en un conducto y lo impulsa hacia la línea de alimentación en dirección al motor. El combustible es impulsado con una presión de entre 3 y 5.8 bares( 5.8 bares(43-84PSI), 43-84PSI), por eso la bomba de combustible se considera de baja presión.
FILTRO FILTRO DE COMB USTIBL USTIBL E El combustible limpio, sin partículas de suciedad y óxido, es esencial para el funcionamiento suave y eficiente de su vehículo. Una pequeña partícula de suciedad puede atascar los inyectores, llevando a un desempeño errático y deficiente economía de combustible. El combustible limpio mejora la economía de combustible y el desempeño del motor, ¡algo de verdad importante, en vista de las fluctuaciones en el precio de la gasolina en estos días! La mayoría de fallas del sistema se debe a la presencia de contaminantes en el líquido, de manera que ignorar un filtro de combustible sucio puede tener consecuencias graves. Un filtro de combustible obstruido o tapado puede hasta llevar a la paralización del motor.
POTENCIOMETRO POTENCIOMETRO DE LA MARIPOSA El sensor de posición de mariposa del acelerador, llamado TPS o sensor TP ( del inglés Throttle - Position -Sensor) , efectúa un control preciso de la posición angular de la mariposa. El ECM toma esta información para poder efectuar distintas funciones, de suma importancia para el correcto funcionamiento de un sistema de inyección electrónica de combustible. Actualmente Actualmente el tipo de TPS más más utilizado utilizado es el potenciómet potenciómetro. ro. Este consiste consiste en una pista resistiva barrida con un cursor, y alimentada con una tensión de 5 voltios desde el ECM.
INYECTOR MONOPUNTO El inyector nos deberá de arrojar una resistencia ohmica en el rango de 2 a 3 ohm, si su medida le da en este rango indica que la parte eléctrica del inyector tiene la resistencia esperada (en este caso y solo como comprobación pruebe invertir los polos del tester y verá que el valor será el mismo, ya que como se lo hemos mencionado la polaridad no tiene efecto en esta medición). Si en cambio al testear el inyector nos muestra el valor de 1 significa que el inyector posee su sistema eléctrico dañado ya que el valor 1 significa resistencia infinita, en otras palabras no existe continuidad debido a un corto en la bobina del inyector. Ante una una falla como como ésta última última deberíamos deberíamos de reemplazar reemplazar el inyector, inyector, para eso se desmonta la tapa de la base del cuerpo del inyector, y luego sacamos el tornillo que asegura el porta inyector. Lo primero que haremos será resetear el multímetro en la escala de 200 ohms, par medir la resistencia del inyector, conectando luego los conectores del tester a los polos del enchufe del inyector, sin importar polaridad, es decir, cada cable del multímetro se conecta indiferentemente a cada contacto del enchufe del inyector
SENSOR DE FLUJO DE AIRE MAF Ubicado entre el filtro de aire y la mariposa la función de este sensor radica en medir la corriente de aire aspirada que ingresa al motor. Su funcionamiento se basa en una resistencia conocida como hilo caliente, el cual recibe un voltaje constante siendo calentada por éste llegando a una temperatura de aproximadamente 200°C con el motor en funcionamiento. Esta resistencia se situa en la corriente de aire o en un canal de muestreo del flujo de aire. La resistencia del hilo varía al producirse un enfriamiento provocado por la circulación del aire aspirado. Actualmente Actualmente se usan usan dos tipos de sensores MAF, los análogos análogos que producen producen un voltaje variable y los digitales que entregan la salida en forma de frecuencia. Mediante la información que este sensor envía la unidad de control, y tomándose en cuenta además otros factores como son la temperatura y humedad del aire, puede determinar la cantidad de combustible necesaria para las diferentes regímenes de funcionamiento del motor. Así si el aire aspirado es de un volumen reducido la unidad de control reducirá el volumen de combustible inyectado.
SENSOR DE TEMPERATURA Nuestra gama de sensores de temperatura es igual de amplia que las aplicaciones que se le pueden dar. Además de sensores de resistencia (Pt100) encontrara termoelementos encontrara termoelementos del tipo K (NiCr-Ni). La serie WTR le ofrece para muchas aplicaciones una solución al problema. Además de de los sensores sensores estándar estándar para el uso uso industrial, industrial, también también tiene a disposición versiones para la industria alimentaria. Estas se distinguen por una conexión de acero inoxidable y por la posibilidad de crear un punto de medida aséptico. La particularidad de los sensores de temperatura del tipo WTR-400 es la construcción compacta. La conexión se realiza a través de una clavija M12. Opcionalmente puede añadir un transductor en la parte inferior de la carcasa, que da una señal de salida de 420 mA. Puede pedir adicionalmente tornillos de sujeción y manguitos soldados. Una versión especial es el modelo WTR-270. Los sensores de temperatura de este tipo están pensados como sensores de hincado, y no de instalación fija.
SONDA SONDA LAMB DA La sonda lambda (Sonda- λ), es un sensor que está situado en el conducto de escape, inmediatamente antes del catalizador, de forma que puede medir la concentración de oxígeno en los gases de escape antes de que sufran alguna alteración. La medida del oxígeno es representativa del grado de riqueza de la mezcla, magnitud que la sonda transforma en un valor de tensión y que comunica a la unidad de control del motor .La medición se basa en la cantidad de oxígeno restante en el gas evacuado por el tubo de escape. La sonda lambda es uno de los sensores de corrección principales en la electrónica la electrónica de control, conocido control, conocido como regulación como regulación de lambda para la limpieza catalítica del gas emitido). El sensor se basa en dos principios diferentes para las mediciones: el voltaje de un electrolito un electrolito (sonda deWalther deWalther Nernst) y Nernst) y una variación de la resistencia eléctrica de una resistencia de cerámica (sonda de resistencia).
E.C.U La unidad de control de motor o ECU (sigla en inglés de engine control unit) es una unidad una unidad de control electrónico que administra varios aspectos de la operación de combustión interna del motor. Las unidades de control de motor más simples sólo controlan la cantidad de combustible que es inyectado en cada cilindro en cada ciclo de motor. Las más avanzadas controlan el punto de ignición, el tiempo de apertura/cierre de las válvulas, el nivel de impulso mantenido por el turbocompresor, el turbocompresor, y y control de otros periféricos. Las unidades de control de motor determinan la cantidad de combustible, el punto de ignición y otros parámetros monitorizando el motor a través de sensores. Estos incluyen: sensor MAP, sensor de posición del acelerador, sensor de temperatura del aire, sensor de oxígeno y muchos otros. Antes de que las unidades de control control de motor motor fuesen implantadas implantadas,, la cantidad cantidad de combustible por ciclo en un cilindro estaba determinada por un carburador o por una bomba de inyección Para un motor con inyección de combustible, una combustible, una ECU determinará la cantidad de combustible que se inyecta basándose en un cierto número de parámetros. Si el acelerador está presionado a fondo, el ECU abrirá ciertas entradas que harán que la entrada de aire al motor sea mayor. La ECU inyectará más combustible según la cantidad de aire que esté pasando al motor. Si el motor no ha alcanzado la temperatura suficiente, la cantidad de combustible inyectado será mayor (haciendo que la mezcla sea más rica hasta que el motor esté caliente). Un motor de ignición de chispa necesita para iniciar la combustión una chispa en la cámara de combustión. Una ECU puede ajustar el tiempo exacto de la chispa (llamado tiempo de ignición) para proveer una mejor potencia y un menor gasto de combustible. Si la ECU detecta un picado de bielas en el motor, y "analiza" que esto se debe a que el tiempo de ignición se está adelantando al momento de la compresión, ralentizará (retardará) el tiempo en el que se produce la chispa para prevenir la situación.
S is i s t em e m a d e i n y e c c i ón ón m u l t i p u n t o
Sistema Multipunto es aquel sistema que cuenta con un inyector en cada cilindro. El sistema de inyección multipunto es más económico o hay otros sistemas de mejor performance. Existen dos parámetros básicos: la presión del colector de admisión y el régimen del motor, con los que el calculador establece un tiempo de inyección (en el que los inyectores permiten el paso de gasolina al colector de admisión).
Este tiempo, que son milisegundos, es modificado por el calculador en función de la información enviada por los captadores. Condicion es de funcion amiento Para la determinación de estos parámetros son utilizados transductores capaces de determinar modificaciones de tensión eléctrica, de acuerdo con la magnitud que controlan. Los transductores transmiten a la ECU (Unidad de Control Electrónica), la información, que será procesada, y así transmitir las órdenes al sistema. En el esquema siguiente podemos ver los diferentes procesos a los cuales se ven sometidos tanto el aire como la gasolina antes de ser mezclados. Elementos Elementos del sistema de inyección inyección multipun to Los elementos principales del sistema de inyección multipunto Al sistema de inyección inyección multipunto multipunto lo forman: 1.1.- Tanqu Tanqu e o d epósito epósito d e com bustible El depósito de combustible o tanque de combustible es un contenedor seguro para líquidos inflamables, que suele formar parte del sistema del motor, y en el cual se almacena el combustible, que es propulsado (mediante la bomba de combustible)
2.- Pre-filtr o Los pre-filtros reduce la cantidad de polvo y residuos que ingresan al sistema de toma de aire, lo que a su vez mantiene el filtro de aire limpio y el motor en buen funcionamiento.
3.- Filtro Filtro d e com bustible Los filtros de combustible tienen que evitar el ingreso de partículas solidas a los inyectores y el motor.
4.- Bom ba elé ctr ica d e co m bu stib le Su función consiste en suministrar el combustible necesario para el funcionamiento del motor.
5.- C añ er ías d e c o m b u s ti b le
Cuya misión es hacer circular al combustible a sus respectivas partes del funcionamiento del sistema.
6.6.- Regu Regu lador d e presión La función del regulador de presión es mantener constante la presión del combustible en todo el sistema de alimentación del vehículo, permitiendo así un funcionamiento óptimo del motor.
7.7.- Riel de co mb ustib le Se encuentra montado en la sección inferior del múltiple de admisión y distribuye el combustible entre los cilindros a través de inyectores individuales.
8.8.- Inyector es La función es la de producir la inyección de combustible líquido finamente pulverizado en el momento indicado y en la cantidad justa de acuerdo al régimen de funcionamiento del motor.
9.- Ca ñ er ías d e r et o rn o Cuya misión es de hacer retornar el combustible que se ha distribuido en los debidos elementos del sistema de inyección par su debido funcionamiento.
10.- Módulo de contro l electrónico electrónico (compu tadora)
Pues bien, la ECU (engine control unit) es una unidad de control electrónico que administra varios aspectos de la operación de combustión interna del motor.
11.-Va 11.-Valvu lvu la de in yección En los sistemas de inyección multipunto, cada cilindro utiliza una válvula de inyección que pulveriza el combustible antes de la válvula de admisión del motor
12.- Sensor d e aire
Un sensor de aire es un dispositivo utilizado por el equipo de control del motor para medir la cantidad de aire que entra al motor a través de su sistema de aire de admisión .
13.13.- Senso Senso r de po sición de la maripo sa de aceleración aceleración Su función radica en registrar la posición de la mariposa enviando la información hacia la unidad de control se localizado en el cuerpo de aceleración.
14.14.- Sensor Sensor de temperatura del mo tor Los sensores de temperatura se usan para medir la temperatura del aire o la temperatura superficial del agua.
15.-Sens or de ox íge no Los sensores de oxígeno son usados para controlar el sistema de combustión interna y optimizar el rendimiento del combustible minimizando las emisiones contaminantes.
