HISTORIA HIST ORIA Y EVOLUCIÓN E VOLUCIÓN DE LA INYECCIÓN ELECTRONICA
La ciencia de la la carburación carburación comenzó en 1795 cuando Robert Street logro logro la evaporación evaporación de la tremenna y el aceite de alquitrán de hulla en un motor po atmo!"rico atmo!"rico #un motor que traba$a in comprenión%& 'ero no !ue ino hata 1()* cuando el inventor norteamericano Samuel +orey y el abogado de patente ingle, -r.ine /azard crearon el primer carburador para ete po de motor& Su m"todo de !uncionamiento !uncionamiento inclu0a un precalentado para !avorecer !avorecer la evaporación& -n 1(*1 avanzo má el principio de la evaporación, debido al cien2co italiano Luigi de 3rito!ori, quien quien cont contruy ruyo o el motor motor po atmo atmo!" !"ric rico o in pito pitone ne,, equipa equipado do con un carbur carburado adorr en la uper2cie, en el cual una corriente de aire e dirig0a obre el tanque de combuble para recoger lo vapore del mimo& 4e 1(*( 1(*( a 1(5& 1(5& -l etado etadouni uniden dene, e, docto doctorr 6l!red 6l!red 4ra. 4ra.e, e, eper eperime iment nto o con lo motore motore de combu combuón ón,, trat tratand ando o de uliz ulizar ar gaoli gaolina na en vez vez de ga& ga& -n el proce proceo o hizo hizo vario vario po po de carburadore& -n 1(8 el inventor del motor 4eutz de ga, de * em empo, po, i.olau olau 6ugu 6ugut :; :;o o, come comenz nzó ó a eper eperime iment ntar ar con un motor motor de combu combu ón ón que ten0a ten0a un dipoiv dipoivo o para para evaporar evaporar combub combuble le l0quido de hidrocarburo& :;o enayo el motor con una bencina mineral, pero como no tuvo "ito e concentro en dearrollar y producir motore a ga, durante durante cierto empo& -n 1(75 otador y una boquilla con rociador de combuble& -to lo adapto a un nuevo motor que contruyo en 1((*& -n 1((5, :;o logro 2nalmente lo reultado que bucaba, con una variedad de combuble l0quido de hidrocarburo, incluyendo gaolina y bencina mineral, ulizando un carburador de uper2cie me$orado& -n oto?o de 1((8, 3arl @enz me$oro el carburador de uper2cie al agregarle una válvula de >otador >otador para para aegurar aegurar un nivel nivel contan contante te de combub combuble& le& -n el mimo a?o, +aybah hab0a inventado y robado u propio po de carburador con cámara de >otador& =inalmente en 1(9), planeo planeo el carbur carburado adorr con rocia rociador dor,, que que e convir conviró ó en la bae bae para para todo todo lo carbur carburado adore re ubecuente& -l primer carburador de ) garganta apareció en 191, y !ue un invento de un etadounidene llamado Aran, Aran, quien declaraba que !ormaba conitentemente conitentemente buena mezcla, in importar importar el >u$o maivo de aire&
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La hitoria hitoria de la inyección inyección de combu combuble ble e remonta remonta al iglo BCB& icolá icolá :;o :;o y D&D&-& Lenoir Lenoir preenta preentaron ron motore motore de combu combuón ón interna interna en la =eria =eria +undial +undial de 'ar0 'ar0 de 1(87& -n 1(75, u$o contante& contante& -n 1951 e realizaron itema de inyección de gaolina para para peque? peque?o o motor motore e de do empo& empo& -n 195) 195) en cambio e realizaron itema de inyección de gaolina para motore de * empo para veh0culo, en erie a parr de 195*& 3hevrolet por u parte preento en 1957 el primer motor con inyección de combuble de producción en maa en el 3orve; 3orve;e& e& @aánd @aándoe oe báic báicame ament nte e en el die?o die?o de /ilborn, el itema de inyección de combuble Rocheter Ram$et la 3hevrolet lo uó en 1957 y 195(, y 'onac en el @onneville en 1957& -l itema Ram$et ulizaba una bomba de alta preión para llevar el combuble dede el tanque hata hata lo inyectore, inyectore, que lo rociaban rociaban connuamen connuamente te adelante adelante de la válvula de admiión& admiión& Kn dia!ragma de control monitoreaba la preión del mGlple de admiión y la carga del motor& -l dia!ragma, a u vez, e conectaba a una palanca que controlaba la poición de un "mbolo para operar una válvula& Kn cambio en la poición de la válvula operada por el "mbolo cambiaba la candad de combuble deviado de regreo hacia el depóito de la bomba y ale$ado de lo inyectore& inyectore& -to alteraba la relación aire combuble para a!acer la neceidade del motor& motor& 6l mimo empo que el itema Ram$et e dearrollaba, evoluciono el itema de inyección electrónico de combuble #-=C% el cual ten0a como 2n la producción en maa& -l traba$o de die?o
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6unque el itema -lectro$ector en 0 nunca llegó a la producción en maa, !ue el anteceor de práccamen práccamente te todo todo lo itema itema moderno moderno de inyección inyección de combubl combuble& e& 3uando 3uando la @endi @endi decarto al -=C en 1981, el inter" renació hata 1988 en que la compa?0a comenzó a otorgar permio de patente a @och& -n 1987 e realizo el primer itema electrónico de inyección de gaolina D-Jetronic ulizado por lo modelo Iol.Magen po E& -n 197E en cambio urge la inyección electrónica de gaolina LJetronic y la Cnyección electrónica de gaolina K-Jetronic & -n 1978 aparece el itema de inyección de gaol gaolina ina con regula regulació ción n Lambda Lambda&& -n 1979 1979 urge urge el item itema a digit digital al de contr control ol del motor motor Motronic. Na para el a?o 19(1 aparece la inyección electrónica de gaolina con medidor de caudal de aire por por hilo hilo calien caliente te LH-Jetronic & Seguidamente en el a?o 19() urge ademá la inyección connGa de gaolina con control electrónico KEJetronic & 'ara el a?o de 19(7 aparece el itema centralizado centralizado de inyección Mono-Jetronic&
SISTEMA KE-JETRONIC
SCSO-+6 LHD-OR:C3
INICIOS DE FUEL INYECTION EN MEXICO 6 parr de 19(* aparecieron en +"ico lo primero veh0culo =uel Cn$econ con el +agnun 3hryler * 3il )&) Lt +ulport Ourbo& 'oteriormente aparecieron en 19(( lo Oopaz, Pu0a y Oauru
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-n ian en 199E apareció el Ouru, Oubame y la 'ic. Kp de )&* Litro& -n Reumen, a parr del a?o 199E 199E por decreto decreto prei preiden dencia ciall y debido debido a lo alto alto 0ndice 0ndice de contam contamina inació ción, n, todo todo lo veh0culo deberán contar con itema ancontaminante y el dipoivo electrónico que e el módulo -3+, '3+ o 3omputadora, como normalmente e le conoce&
RINCIIO DE FUNCIONAMIENTO DE LA INYECCIÓN ELECTRÓNICA. -l principio de !uncionamiento de la inyección electrónica de combuble e muy encillo& Lo Cnyectore e abren no olo por la preión del combuble que etá en la l0nea de ditribución, ino tambi"n por lo olenoide accionado por una unidad electrónica de control& 'ueto que el combuble no ene que vencer una reitencia, que no ea la inigni2cante p"rdida debida a la !ricción, la preión de la bomba puede 2$are en valore muy ba$o, compable con lo l0mite para obtener atomización completa con el po de inyectore ulizado& La candad de combuble por inyectar, la calcula la unidad de control #-3K%, con bae en la in!ormación que e le alimenta en relación con la condicione de !uncionamiento del motor& -ta in!ormación incluye la preión del mGlple, enriquecimiento del acelerador, enriquecimiento para el arranque en !rió, condicione de !uncionamiento en vac0o, temperatura ambiente y preión barom"trica& Lo itema traba$an con preión contante e inyección variable incronizada o >u$o connuo& 3omparada con lo itema de inyección mecánica, la inyección electrónica ene un impreionante impreionante nGmero de venta$a& Oiene meno parte móvile, no neceita etándare ultra precio de maquinado, !uncionamiento má tranquilo, meno p"rdida de potencia, ba$a demanda de electricidad, no neceita impulore epeciale para la bomba, no ene requerimiento cr0co de 2ltración de combuble, no ene obre volta$e o pulacione en la l0nea de combuble, y 2nalmente, el argumento deciivo para lo !abricante !abricante de autoQ Su S u coto e má ba$o& 4ea!ortunadamente, u precio e todav0a muy elevado en comparación con el carburador&
VENTAJAS DE LA INYECCIÓN. Con!"#o re$"ci$o% 3on la ulización de carburadore, carburadore, en lo colectore de admiión e producen +ezcla deiguale de airegaolina para cada cilindro& La
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conecuencia de eto e un eceivo conumo de combuble combuble y una carga deigual de lo cilindro& 6l aignar un inyector a cada c ilindro, ilindro, en el momento oportuno y en cualquier etado de carga e aegura la candad de combuble, eactamente eactamente doi2cada&
M&'or (otenci&% La ulización de lo itema de inyección permite opmizar la !orma de lo 3olectore de admiión con el coniguiente me$or llenado de lo cilindro& -l reultado e traduce en una mayor potencia epec02ca y un aumento del par motor& motor& contaminante en lo )&!e! $e e!c&(e #eno! contin&nte!% La concentración de lo elemento contaminante Pae de ecape depende directamente directamente de la proporción airegaolina& airegaolina& 'ara reducir la emiión de contaminante contaminante e neceario preparar una mezcla de una determinada proporción& Lo itema de inyección permiten a$utar en todo momento la candad necearia de combuble repecto a la candad de aire que entra en el motor&
TIOS DE SISTEMAS DE INYECCIÓN ELECTRÓNICA. C*&!i+c&ci,n $e *o! !i!te#&! $e in'ecci,n. in'ecci,n. Se pueden clai2car en !unción de cuatro caracter0ca dinta 1& SegGn el lugar donde inyectan& )& SegGn el nGmero de inyectore& E& SegGn el nGmero de inyeccione& *& SegGn la caracter0ca de !uncionamiento&
SE)N EL LU)AR DONDE INYECTAN% In'ecci,n In'ecci,n Direct&% -l inyector introduce el combuble directamente directamente en la cámara de combuón& -te itema de alimentación e el má novedoo y e etá ulizando en lo motore de inyección gaolina como el motor P4C de +itubihi o el motor C4- de Renault&
In'ecci,n In'ecci,n In$irect&% -l inyector introduce el combuble en el colector de admiión, encima de la válvula de admiión, que no neceariamente etá abierta& - la má uada actualmente&
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TIOS DE INYECCIÓN INDIRECTA INDIRECTA DE )ASOLINA SE)N EL NMERO DE INYECTORES% inyector, que introduce el combuble en el colector de In'ecci,n Mono("nto% /ay olamente un inyector, admiión, ante de la maripoa de gae& - la má uada en veh0culo de turimo de ba$a cilindrada que cumplen norma de anpolución
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SE)N EL NMERO DE INYECCIONES% In'ecci,n Conn"&% Lo inyectore introducen el combuble de !orma connua en lo colectore de admiión, previamente doi2cada y a preión, la cual puede er contante o variable& intermitente, e decirJ In'ecci,n Inter#itente% Lo inyectore introducen el combuble de !orma intermitente, el inyector abre y cierra egGn recibe órdene de la -3K& La inyección intermitente e divide a u vez en tre poQ
In'ecci,n In'ecci,n Sec"enci&*% -l combuble e inyectado en el cilindro con la válvula de admiión abierta, e decirJ lo inyectore !uncionan de uno en uno de !orma incronizada&
In'ecci,n In'ecci,n Se#i-!ec"enci&*% -l combuble e inyectado en lo cilindro de !orma que lo inyectore inyectore abren y cierran c ierran de do en do&
In'ecci,n In'ecci,n Si#"*t/ne&% -l combuble e inyectado en lo cilindro por todo lo inyectore a la vez, e decirJ abren y cierran todo lo inyectore al mimo empo&
SE)N LAS CARACTER0ST CARACTER0STICAS ICAS DE FUNCIONAMIENT FUNCIONAMIENTO% O% In'ecci,n In'ecci,n #ec/nic& #.HDetronic%& In'ecci,n In'ecci,n e*ectro#ec/nic& #A-Detronic%& In'ecci,n e*ectronic& #lHDetronic, leHDetronic, +otronic, digi!ant, etc&%
VENTAJAS VENT AJAS DE LOS DIFERENTES TIOS DE INYECCION ELECTRONICA E LECTRONICA La principal di!erencia con lo itema de inyección indirecta etá en la colocación del inyector& inyector& 'ero no e la Gnica& 6l colocare el inyector en la cámara de combuón, e neceario aportar el combuble cuando e realizan la !ae de admiión o de compreión& +ientra +ientra que en un itema de inyección indirecta, el aporte de combuble e pod0a hacer en cualquier momento #con la válvula de admiión abierta o cerrada%& 6l tener que realizare la inyección de !orma muy precia #por empo y candad% no e han podido aplicar ete po de itema de alimentación hata que la tecnolog0a lo ha permido
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importante venta$a venta$a de conumo de combuble merced a la eliminación de la citada etrangulación&
VENTAJAS 4eetrangulación en lo modo operavo con mezcla etra2cada& -n eto modo operavo e traba$a con un valor lambda comprendido entre 1,55 y E& -to permite abrir má la maripoa y apirar ma aire, por que ene que uperar una menor reitencia que provocaba la valvula de maripoa al etar medio cerrada -n el modo etra2cado el motor traba$a con un valor lambda dede 1,8 hata E, coniguiendo una reducion de conumo de combuble coniderable& +enore p"rdida de calor cedido a la parede de lo cilindro -to e debido a que en el modo de mezcla etra2cada la combuón Gnicamente Gnicamente ene lugar en la zona próima de la bu$0a, eto provoca menore p"rdida de calor cedido a la pared del cilindro, con lo cual aumenta el rendimiento t"rmico del motor& 4ebido al movimiento inteno de la mezcla en e l modo homog"neo, el motor poee una alta compabilidad con la recirculación recirculación de gae de ecape, equivalente hata un )5T& 'ara apirar apirar la mima candad de aire !reco que cuando traba$a con ba$o 0ndice de recirculación de gae e procede a abrir la maripoa de gae un tanto má& 4e e a !orma e apira el aire uperando una ba$a reitencia y diminuyen la p"rdida debida a e!ecto de etrangulamiento& 3on la inyección directa del combuble en el cilindro e etrae calor del aire de admiión, produci"ndoe un e!ecto de re!rigeración de "te& La tendencia al picado e reduce, lo que permite aumentar a u vez la compreión& Kna mayor relación de compreión conduce a una preión 2nal uperior en la !ae de compreión, con lo cual tambi"n aumenta el rendimiento t"rmico del motor& - poible reducir el r"gimen de ralen, y e !acilita el arranque en !r0o debido a que al reanudar la inyección el combuble no e
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convencional de tre v0a& Sólo dede que ha ido dearrollado el catalizadorHacumulador catalizadorHacumulador de : tambi"n e cumple la norma de emiione de ecape -K* en eto modo operavo& Lo óido n0trico e acumulan internamente internamente en ee catalizador y e tran!orman tran!orman en nitrógeno mediante medida epec02ca para ello&
:tro inconveniente inconveniente reide en lo problema que plantea el azu!re en la gaolina& 4ebido a la imilitud qu0mica que ene con repecto a lo óido n0trico, el azu!re tambi"n e almacena en el catalizadorH catalizadorH acumulador de : y ocupa lo io denado a lo óido n0trico& 3uanto mayor e el contenido de azu!re en el combuble, tanto tanto má !recuentemente e ene que regenerar el catalizadorHacumulador catalizadorHacumulador,, lo cual conume combuble adicional&
LA MARCA MITSU1ISHI =ue la primera en contruir motore de inyección directa de gaolina& -n ete motor la gaolina e inyectada directamente directamente en el cilindro c ilindro,, con lo que e eliminan perdida y e me$ora e l rendimiento& La candad eacta de gaolina e introduce con una temporización muy precia, coniguiendo una combuón completa& La innovacione tecnológica que preentan eto motore onQ 3olectore de admiión vercale& 'itone con una !orma epecial #de>ector%& @omba de combuble de alta preión& Cnyectore de alta preión&
COMONENTES DE LA INYECCIÓN ELECTRÓNICA. Uni$&$ $e Contro* E*2ctrico 3ECU4. +ediante la tecnolog0a digital moderna e abren mGlple poibilidade en cuanto al control del automóvil& /ay mucho !actore de medición in>uyente que e pueden reunir para controlarlo a todo de modo imultáneo& La unidad de control recibe la e?ale de lo enore, la evalGa y calcula la e?ale de ac vación para lo elemento actuadore& -l programa de control eta almacenado en la memoria& 4e la e$ecución del programa e encarga un microcontrolador& microcontrolador& Se la conoce o e la puede nombrar comoQ -33, -3+, -3K, -33S, 3'K, etc&
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itema mulplicador de aprendiza$e a bloque #@L+% cuando el motor etá apagado o !unciona en lazo abierto& La tercera !unción e almacenar lo código de diagnóco cuando e ha detectado una !alla del itema& -to código on almacenado por cincuenta reHarranque del motor o hata que la potencia de la bater0a e rera del -3+& 6 di!erencia del R:+ y 'R:+, lo chip del R6+ on memoria volále leer, e la ección de calibración del chip en el -3+& -l L& ROM5 o memoria programable olo para leer, 'R:+ !unciona $unto con la R:+ para la !uncione del a$ute 2no del control de combuble y del empo de e ncendido para la aplicación epec02ca& -l 'R:+ e tambi"n una memoria no volál& 3onene la in!ormación acerca del tama?o del motor, motor, po de tranmiión, tama?o y peo del auto, reitencia de rodamiento, coe2ciente de arratre y relación 2nal de tracción&
6"ncione! $e *& ec". La -3K e capaz de controlar divera !uncione& 6demá e capaz de proporcionar un control má precio y o2cado& La !uncione que pueden er controlada por la -3K on la iguienteQ
Contro* $e *& in'ecci,n $e co#7"!7*e% 'ara un motor con inyección de combuble, una -3K determinará la candad de combuble que e inyecta baándoe en un cierto nGmero de parámetro& Si el acelerador etá preionado a !ondo& La -3K inyectará má combuble egGn la candad de aire que et" paando al motor& Si el motor no ha alcanzado la temperatura temperatura u2ciente, la candad de combuble inyectado erá mayor #haciendo que la mezcla ea má rica hata que e l motor et" caliente%& Sin embargo la -3K proporciona un control má minucioo& 'or e$emplo, e uliza un itema de control de aprendiza$e para mantener en todo momento una proporción ópma de mezcla en ralen& Contro* $e* e#(o $e in'ecci,n% in'ecci,n% Kn motor de ignición de chipa neceita para iniciar la combuón una chipa en la cámara de combuón& Kna -3K puede a$utar el empo eacto de la chipa #llamado empo de ignición% para proveer una me$or potencia y un menor gato de combuble& Si la -3K detecta un cacabeleo y analiza analiza que eto e debe a que el empo de ignición e etá adelantando al momento de la compreión, la -3K #retardará% #retardará% el empo en el que e produce la chipa para prevenir la ituación&
Contro* $e *& $i!tri7"ci,n $e 8/*8"*&!% 6lguno motore poeen ditribución de válvula& -n eto motore la -3K controla el empo en el ciclo del motor en el que la válvula e deben abrir& abrir& La válvula e abren normalmente má tarde a mayore velocidade que a menore velocidade& -to
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cuando hay mucho interruptore de carga acc ionado& temporalmente la preión de combuble cuando e pone Contro* re9"*&$or $e (re!i,n% 6umenta temporalmente en marcha el motor con elevada temperatura temperatura de re!rigerante& -ite otro módulo ademá de la unidad de control& :tro parámetro parámetro que on uualmente mapeado onQ I9nici,n% 4e2ne cuando la bu$0a debe diparar la chipa en el cilindro& alcanzar& +á allá L;#ite $e re8o*"cione!% re8o*"cione!% 4e2ne el máimo nGmero de R'+ que el motor puede alcanzar& de ete l0mite e corta la entrada de combuble& Correct& te#(er&t"r& $e* &9"&% 'ermite la adicción de combuble etra cuando el motor etá !rio #etrangulador%& A*i#ent&ci,n $e co#7"!7*e co#7"!7*e te#(or&*% Le dice a la -3K que e neceario un mayor aporte de combuble cuando el acelerador e preionado& Mo$i+c&$or $e 7&=& (re!i,n en e* co#7"!7*e% Le dice a la -3K que aumente el empo en el que actGa la bu$0a para compenar una p"rdida en la preión del combuble& Sen!or $e o>;9eno 3!en!or *$&4% 'ermite que la -3K poea dato permanente de lo gae de ecape y a0 modi2que el empo de inyección para coneguir una combuón ideal& 6lguna de la má avanzada -3K de carrera incluyen !uncionalidade má avanzada control de alida, limitación de la potencia del motor en la primera marcha para evitar la rotura de "te& :tro e$emplo de !uncione avanzada avanzada onQ Contro* $e (2r$i$&!5In'ecci,n 1&n?e$,Tie#(o
8&ri&7*e $e *e8&!
SENSORES. Sen!or MA. MA. No#7re% Senor de 'reión 6boluta del +Glple #+ani!old 6bolute 'reure%& F"nci,n% :benen in!ormación obre lo cambio en la preión atmo!"rica, atmo!"rica, en el e l vac0o del motor y e n el mGlple de admiión, enviando una e?al a la -3K para que pueda controlar el empo de
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MA U7ic&$o en e* Co#(&r#iento ' MA $entro $e *& ECU De!cri(ci,n% Su ob$evo e proporcionar una e?al proporcional a la preión eitente en el mGlple de admiión con repecto a la preión atmo!"rica, midiendo la preión aboluta eitente en el colector de admiión& 'ara ello genera una e?al que puede er analógica o digital, re>e$ando la di!erencia entre la preión en el interior del mGlple de admiión y la atmo!"rica& 'odemo encontrar do di!erente di!erente po de enore, por variación de preión y por variación de !recuencia& -l !uncionamiento del enor +6' por variación de preión etá baado en una reitencia
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De!cri(ci,n% 6ctualmente el po de O'S má ulizado e el potenciómetro& -te conite en una pita reiva reiva barrida con un curor, curor, y alimentada con una tenión de 5 volo dede el -3+& Si no e$ercemo ninguna acción obre la maripoa entonce la e?al e tar0a en v, con una acción total obre "ta la e?al erá del máimo de la tenión, por e$emplo *&8 v, con una aceleración media la tenión er0a proporcional con repecto a la máima, e decir )&E v& Lo O'S de ete po uelen tener E cable de coneión
Sen!or CTS. No#7re% Senor de Oemperatura de Re!rigerante& #3oolant Oemperature Sen or%& F"nci,n% Su !unción e in!ormar a la -3K la temperatura del re!rigerante re!rigerante del motor a trav" trav" de una reitencia que provoca la ca0da de volta$e a la -3K, para que eta a u vez calcule la entrega de combuble, a$utando la mezcla aire combuble y la duración de pulo de lo inyectore, a0 como la acvación y la deacvación del venlador del radiador& uperior, que U7ic&ci,n% -te enor e encuentra ubicado cerca de la coneión de la manguera uperior, lleva agua del motor al radiador temperatura del re!rigerante re!rigerante e un termitor que env0a in!ormación para De!cri(ci,n% -l enor de temperatura la preparación de la mezcla aire combuble, regitrando regitrando la temperatura del motor, motor, la computadora computadora adapta el ángulo de inyección y el empo de encendido para la di!erente di!erente condicione de traba$o, dependiendo de la in!ormación de ete enor& enor& -l enor de Oemperatura Oemperatura del Re!rigerante Re!rigerante e un enor de coe2ciente negavo, lo que igni2ca que u reitencia interna interna