Guia de Aprendizaje Sistema de Inyeccion Electronica by Nicolas Acuña

Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio

Guía de Aprendizaje Sistema de Inyeccion Electrónica Gasolina.

Modulo: Mantenimiento de Motores Docente: Nicolás Acuña Godoy

Alumno: Curso:

Fecha:

Introducción Mantenimiento de Motores

Profesor Nicolás Acuña G.

Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Debido a la evolución muy rápida de los vehículos, el viejo carburador ya no sirve más para los nuevos motores, en lo que se refiere a la contaminación del aire, economía de combustible, potencia y respuestas rápidas en las aceleraciones, etc. Entonces Bosch desarrolló sistemas de inyección electrónica de combustible, que tiene como objetivo proporcionar al motor un mejor rendimiento con más economía en todos los regímenes de funcionamiento, y principalmente menor contaminación del aire. Los sistemas de inyección electrónica tienen la característica de permitir que el motor reciba solamente el volumen de combustible que necesita. Con eso se garantiza: • Menos contaminación • Más economía • Mejor rendimiento • Arranque más rápido • No utiliza el ahogador (choque) • Mejor aprovechamiento del combustible. Los sistemas Bosch garantizan la óptima performance del motor. Existen muchos tipos de sistemas de inyección electrónica. Siguen algunos ejemplos.

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El sistema Le-Jetronic es comandado electrónicamente y pulveriza el combustible en el múltiple de admisión. Su función es suministrar el volumen exacto para los distintos regímenes de revolución (rotación).

La unidad de comando recibe muchas señales de entrada, que llegan de los distintos sensores que envían informaciones de las condiciones instantáneas de funcionamiento del motor. La unidad de comando compara las informaciones recibidas y determina el volumen adecuado de combustible para cada situación. La cantidad de combustible que la unidad de comando determina, sale por las válvulas de inyección. Las válvulas reciben una señal eléctrica, también conocido por tiempo de inyección (TI). En el sistema LeJetronic las válvulas de inyección pulverizan el combustible simultáneamente. En ese sistema la unidad de comando controla solamente el sistema de combustible.

El sistema Le-Jetronic es analógico. Por esa característica no posee memoria para guardar posibles averías que pueden ocurrir. No posee indicación de averías en el tablero del vehículo para el sistema de inyección.

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El sistema Motronic también es un sistema multipunto. Diferente del sistema Le-Jetronic, el Motronic trae incorporado en la unidad de comando también el sistema de encendido.

Posee sonda lambda en el sistema de inyección, que está instalada en el tubo de escape. El sistema Motronic es digital, posee memoria de adaptación e indicación de averías en el tablero.

En vehículos que no utilizan distribuidor, el control del momento del encendido (chispa) se hace por un sensor de revolución instalado en el volante del motor (rueda con dientes). En el Motronic, hay una válvula de ventilación del tanque, también conocida como válvula del cánister, que sirve para reaprovechar los vapores del combustible, que son altamente peligrosos, contribuyendo así para la reducción de la contaminación, que es la principal ventaja de la inyección.

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La principal diferencia del sistema Motronic es utilizar una sola válvula para todos los cilindros. La válvula está instalada en el cuerpo de la mariposa (pieza parecida con un carburador).

El cuerpo de la mariposa integra otros componentes, que en el sistema Motronic están en diferentes puntos del vehículo, ex: actuador de marcha lenta, potenciómetro de la mariposa y otros más.

En el sistema Mono-Motronic el sistema de encendido también se controla por la unidad de comando. Los sistemas Motronic y Mono Motronic son muy parecidos, con respecto a su funcionamiento, la diferencia es la cantidad de válvulas de inyección.

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Mariposa con comando electrónico de aceleración; gerenciamiento del motor basado en torque y a través de este son ajustados los parámetros y funciones del sistema de inyección y encendido. El deseo del conductor se capta a través del pedal del acelerador electrónico. La unidad de mando determina el torque que se necesita y a través de análisis del régimen de funcionamiento del motor y de las exigencias de los demás accesorios como aire acondicionado, control de tracción, sistemas de frenos ABS, ventilador del radiador y otros más, se define la estrategia de torque, resultando en el momento exacto del encendido, volumen de combustible y apertura de la mariposa.

Estructura modular de software e hardware, proporcionando configuraciones específicas para cada motor y vehículo; comando electrónico de la mariposa, proporcionando mayor precisión, reduciendo el consumo de combustible y mejorando la conducción; sistema basado en torque proporciona mayor integración con los demás sistemas del vehículo; sistema con duplicidad de sensores, garantiza total seguridad de funcionamiento.

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El sistema de inyección directa de combustible MED 7 es uno de los más avanzados del mundo.

El permite que el combustible se pulverice directamente en la cámara de combustión, bajo a presiones alrededor de 160 bar.

El sistema MED 7 se utiliza de una bomba de baja presión dentro del tanque, que envía el combustible a una bomba mecánica principal, donde la presión se aumenta a valores elevados.

El inyector recibe el combustible bajo alta presión y lo inyecta directamente en la cámara de combustión. Eso resulta en: • Mayor rendimiento del motor. • Mejor aprovechamiento y economía del combustible. • Mínima emisiones de gases contaminantes.

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Componentes del Sistema de Alimentación de Combustible Bomba de Combustible El combustible es aspirado del tanque por una bomba eléctrica, que lo suministra bajo presión a un tubo distribuidor donde se encuentran las válvulas de inyección. La bomba provee más combustible de que lo necesario, a fin de mantener en el sistema una presión constante en todos los regímenes de funcionamiento. Lo excedente retorna al tanque.

La bomba no presenta ningún riesgo de explosión, porque en su interior no hay ninguna mezcla en condiciones de combustión. En la bomba no hay mantenimiento, es una pieza sellada. Debe ser probada y reemplazada si necesario. La bomba puede estar instalada dentro del tanque de combustible (bomba IN TANK). O tienen larga vida útil y está instalada fuera del tanque (IN LINE).

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Regulador de Presión de combustible El regulador mantiene el combustible bajo presión en el circuito de alimentación, incluso en las válvulas de inyección. Instalado en el tubo distribuidor o en el circuito junto con la bomba, es un regulador con flujo de retorno. Él garantiza presión uniforme y constante en el circuito de combustible, lo que permite que el motor tenga un funcionamiento perfecto en todos los regímenes de revolución. Cuando se sobrepasa la presión, ocurre una liberación en el circuito de retorno. El combustible retorna al tanque sin presión. Necesita ser probado por el mecánico, y reemplazado si necesario. Si hubiera problemas en este componente, el motor tendrá su rendimiento comprometido .

Filtro de Combustible

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Es lo que más se desgasta en el sistema. El filtro está instalado después de la bomba, reteniendo posibles impurezas contenidas en el combustible. El filtro posee un elemento de papel, responsable por la limpieza del combustible, y luego después se encuentra una tela para retener posibles partículas del papel del elemento filtrante.

Este es el motivo principal para que el combustible tenga una dirección indicada en la carcasa del filtro, y debe ser mantenida, de acuerdo con la flecha. Es el componente más importante para la vida útil del sistema de inyección. Se recomienda cambiarlo a cada 20.000 kms en promedio. En caso de dudas consultar la recomendación del fabricante del vehículo con respecto al período de cambio. En su mayoría, los filtros están instalados bajo del vehículo, cerca del tanque. Por no estar visible, su reemplazo muchas veces se olvida, lo que produce una obstrucción en el circuito. El vehículo puede parar y dañar la bomba. Cambiarlo regularmente significa proteger el sistema de inyección.

Pre-Filtro de Combustible

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Todos los vehículos utilizan el pre-filtro antes de la bomba. Su función es retener las impurezas contenidas en el combustible, protegiendo los componentes internos de la bomba.

No reemplázalo significa: • Riesgo de quemar la bomba; • Disminución del volumen de combustible, lo que afecta el rendimiento del motor.

En los vehículos que la bomba está dentro del tanque, el pre-filtro está instalado en el tubo de entrada de combustible. En vehículos que la bomba está fuera del tanque, el pre-filtro está instalado dentro del tanque, en el tubo de aspiración.

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Sensores y Actuadores del sistema de Inyeccion Electrónica Todo sistema de inyección electrónica requiere de sensores varios que detecten los valores importantes que deben ser medidos, para que con esta información se pueda determinar a través de un computador el tiempo de actuación de los inyectores y con ello inyectar la cantidad exacta de combustible.

La implantación de la tecnología de microprocesadores en los equipos involucrados en las tareas de medida y protección, que se instalan para realizar la gestión y mantenimiento del servicio, se ha traducido en los últimos tiempos en una disminución de los requerimientos de potencia que deben dar los sensores de medida a dichos equipos.

Sensor de Temperatura del Refrigerante. (ECT)(CTS) Como el motor de combustión interna no se mantiene en el mismo valor de temperatura desde el inicio de funcionamiento, ya que se incrementa, las condiciones de funcionamiento también variarán notablemente, especialmente cuando la temperatura es muy baja, debiendo vencer las resistencia de sus partes móviles; adicionalmente un buen porcentaje del combustible inyectado es desperdiciado en las paredes del múltiple de admisión, de los cilindros y debido a la mala combustión, por lo que requerimos inyectar una cantidad adicional de combustible en frío y reducir paulatinamente este caudal hasta llegar al ideal en la temperatura óptima de funcionamiento.

Esta señal informa al computador la temperatura del refrigerante del motor, para que este pueda enriquecer automáticamente la mezcla aire - combustible cuando el motor está frío y la empobrezca paulatinamente en el incremento de la temperatura, hasta llegar a la temperatura ideal de trabajo, momento en el cual se mantiene la mezcla ideal.

Para ello se utiliza una resistencia NTC (NEGATIVE TEMPERATURE COEFICIENT), que como su nombre lo indica, es una resistencia de coeficiente negativo de temperatura. Esto quiere decir que la resistencia del sensor irá disminuyendo con el incremento de la temperatura medida, o lo que es lo mismo, que su conductibilidad irá aumentando con el incremento de temperatura, ya que cuando está frío el sensor, su conductibilidad es mala y aumenta con el incremento de temperatura.

El sensor está encapsulado en un cuerpo de bronce, para que pueda resistir los agentes químicos del refrigerante y tenga además una buena conductibilidad térmica. Está localizado generalmente cerca del termostato del motor, lugar que adquiere el valor máximo de temperatura de trabajo y entrega

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio rápidamente los cambios que se producen en el refrigerante. En su parte anterior tiene un conector con dos pines eléctricos, aislados del cuerpo metálico. Dependiendo del sistema, existen dos posibilidades de señal que puede entregar el sensor de temperatura:

Alimentación Positiva El sensor recibe en uno de sus pines una alimentación de 5 voltios de referencia, tensión eléctrica que la envía el computador una tensión ascendente de información hasta calentarse, momento en el cual le entrega una tensión mayor, pudiendo llegar cerca de los 5 voltios de alimentación. Esta señal se envía por el segundo pin del sensor hacia el computador, el cual identifica esta tensión variable en temperatura medida del refrigerante, entregando a los inyectores una cantidad de combustible ideal en cada etapa de calentamiento.

Alimentación Negativa Como en el primer caso, en otros sistemas se utiliza una alimentación negativa lo que significa que el primer pin del sensor tiene una conexión de tierra o MASA. Cuando el sensor esta frío, la alta resistencia interior permite enviar una señal negativa muy pequeña por el segundo pin, dirigida al computador, pero seguirá incrementándose acorde al aumento de temperatura del motor. Como se podrá notar, el tipo de señal que se envía al computador solamente dependerá del tipo de alimentación que se le entregue al sensor, el cual se encarga de enviar una señal variable de esta alimentación, progresiva con el aumento de temperatura. Veamos en el esquema la constitución interna básica del sensor en la figura 1:

Figura Nº1. Sensor de Temperatura del Refrigerante (NTC2) Adicionalmente podemos decir que como el sensor se basa para su trabajo en la característica de su material, todos los sensores utilizados tendrán las características similares, con la diferencia mayor localizada en el tamaño, su diseño, la forma de la rosca y del conector, pero siempre tendrá características de medición muy similares, por no decir idénticas entre cualquier procedencia.

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Es por ello que podemos asegurar, que una tabla de valores que relaciona la temperatura del sensor con la resistencia, la que deberá coincidir en su mayor parte en todos los sistemas y marcas de Inyección electrónica y algunas Mecánicas con ayuda de la Electrónica. Esta señal sirve de información, como se dijo, para que el computador determine la mezcla exacta que debe inyectar, controlando a los inyectores del sistema; cuando se ha instalado un sensor en una inyección mecánica con ayuda eléctrica, también sirve para poder controlar con exactitud el caudal inyectado. A continuación podemos observar en la figura 2, una tabla de valores, donde se puede ver claramente que la resistencia del sensor disminuye con el incremento de la temperatura.

Verificacion con Polimetro o Multimetro 

Resistencia: Conectar el ohmimetro a los terminaes correspondientes del modulo o al conector de la NTC. La lectura debe estar comprendida entre los valores especificados en la ficha de diagnostico según fabricante.



Tension: Comprobar en los terminales de la sonda que la tension baja a medida que se va calentando el motor, y que en ningun momento da 5 ò 0 volts. (observar la grafica del osciloscopio).

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Verificación con Osciloscopio En la señal debe apreciarse una variación directamente relacionada con la variación de temperatura. Se tendrá en cuenta las variaciones condicionadas por la apertura y el cierre del termostato y la conexión del electro ventilador. Se aprecia una variación brusca, esta indica un fallo momentáneo en la sonda y en la llegada de señal a la unidad de control electrónico (ECU). Lo ideal es utilizar el osciloscopio con la función TREND PLOT O ROLL, para trazar la gráfica durante el periodo de calentamiento del motor.

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Sensor de Temperatura del Aire Admision (IAT) Al igual que el sensor de temperatura del refrigerante, el sensor de temperatura del aire que aspira el motor, es un parámetro muy importante de información que debe recibir el Computador, información que generalmente se la toma conjuntamente con el caudal de aire ingresado. Estas dos informaciones le dan al Computador una idea exacta de la masa o densidad del aire que ingresa al motor y con ello se puede inyectar un caudal exacto de combustible, para que la mezcla esté en su medida ideal. Cuando el Computador solamente recibe la cantidad de aire como información, las moléculas del mismo podrían estar muy condensadas (cuando está frío el aire), por lo tanto se tendrá un número mayor de moléculas de aire que se mezclen con la cantidad de moléculas del combustible inyectado; en cambio, si el aire está muy caliente, el número de moléculas será mucho menor en el mismo volumen aspirado, mezclándose con la misma cantidad de moléculas de combustible que se inyecta, empobreciéndose la mezcla que ingresa a los cilindros del motor. Por estas razones, la información de la cantidad o volumen del aire aspirado, más la temperatura del mismo, identifican exactamente a una masa o densidad, que significa una medición exacta de la cantidad de moléculas del aire. El sensor de temperatura del aire está localizado convenientemente, de tal manera que el flujo de aire ingresado sea detectado rápidamente al chocar con él y pueda detectar rápidamente cualquier variación en la temperatura. Generalmente está localizado en el depurador, en el colector de admisión. Su estructura es similar a la del sensor de temperatura del refrigerante, pero el encapsulado es más fino, pudiendo ser plástico o la "pastilla" NTC está solamente protegida por un sencillo "enrejado", el cual permita al aire chocar directamente sobre el sensor. Puede verse en la figura 3 la constitución del sensor, notando que los valores de medición son iguales o similares al anterior.

Figura Nº3. Sensor de Temperatura del Aire de Admisión

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Verificacion con Polimetro o Multimetro 

Resistencia: Conecar el ohmimetro a los terminales correspondientes del modulo o al conector dde la NTC.

La lectura debe estar comprendida entre los valores especidicados en la ficha de diagnostico según la temperatura. 

Tension: Comprobar en los terminales de la sonda que la tension baja al calentar el aire, y que en ningun momento marca 5 ò 0 volts.(observando la grafica del osciloscopio.

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Verificacion con Osciloscopio En la pantalla debe apreciarse una variacion directamente relacionada con la variacion de temperatura. Lo ideal es utilizar el osciloscopio con la funcion TREND PLOT o ROLL, para trazar la grafica durante el periodo de calentamiento de la sonda. Si se aprecia una variacion brusca, esta indica un fallo momentaneo en la sonda y en la llegada de señal a la Unidad de Control Electronico (ECU). La variacion de la linea de senal vendra condicionada por la variacion de temperatura que provoquemos en la entrada de aire.

Sensor de Detonación o Pistoneo. (KS)

En las primeras versiones de Inyección electrónica, el sistema de encendido no formaba parte del primero, ya que se los consideraban como dos Sistemas separados, que en realidad así lo eran. Con las innovaciones y mejoras de los sistemas de Inyección se inició la relación entre la Inyección y el Sistema de encendido, ya que los datos de revoluciones, avance y retardo del punto de encendido eran parámetros muy importantes de tenerlos en cuenta para que se logre una combustión perfecta dentro del cilindro. Por esto el Computador de este sistema tiene la facultad de adelantar el punto de encendido para obtener la mayor potencia posible, pero al adelantar este punto, el motor empieza a pistonear, dañándose consecuentemente. Para contrarrestar este pistoneo, se debe corregir, retardando el punto de encendido.

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Justamente esta función de determinar un punto de encendido idóneo la debe cumplir el Computador y el sensor que le informa es el sensor de Pistoneo. Este sensor es diseñado de un material piezoeléctrico, alojado en un cuerpo metálico y localizado en la parte superior del bloque de cilindros, lugar en donde se obtiene el golpe del pistoneo. Este material tiene la característica de generar una tensión eléctrica con el golpe que detecta, señal que se dirige al computador, el cual corrige este punto retardándolo, hasta que no recibe señal, para luego adelantarlo nuevamente, y así sucesivamente, manteniendo con ello unas condiciones exactas de funcionamiento. Este sensor, por lo tanto, se ha instalado en los sistemas modernos de Inyección, sistemas que trabajan en conjunto con el Sistema de Encendido y logran una perfecta definición de la combustión y con ello la mayor potencia del motor y con la menor contaminación de los gases de escape. En algunos motores de doble fila de cilindros, como son por ejemplo los casos de motores en "V" o motores de pistones antagónicos u opuestos se instalan dos sensores, los cuales informan individualmente de cada lado del motor.

Ubicación del Sensor KS en el Block del Motor

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio En caso de averia del captador, la unidad de mando pasa a face degradada y retrasa el encendido, adoptando unos valores de referencia a partir de la r.p.m y la carga de motor. Es muy importante respetar el par de apriete del captador para evitar averias y posibles fallos de la señal. En la mayoria de los casos suele ser de 2 Nm.

Verificacion con Polimetro o Multimetro. 

Aislamento: Verifica que la lectura entre sus terminales y masa nos dé un valor infinito.



Senal: Conectar el voltimetro a los terminales del sensor o a los correspondientes de la unidad de mando. Seleccionar milivoltios de corriente alterna y repicar cerca del sensor (nunca directamente al sensor de detonacion). En la mayoria de lso modelos el voltimetros nos indicara una tension alterna superior a 10 mV.



Verificacion con pistola estroboscopica: Conectar la pistola estroboscopica y arrancar el motor. Replicando cenca del sensor debemos apreciar un ligero retraso de angulo de encendido.

Verificacion con Osciloscopio Con motor parado y repicando cerca del sensor, observar que aparece una señal semejante a la de la imagen.

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Sensor de Posicion de Cigüeñal. (CKP) Como las señales de revoluciones del motor pueden adquirir errores, debido especialmente a la forma de actuar el módulo electrónico del caso anterior, quien recibe a su vez la señal de un generador de pulsos inductivo, de un generador Efecto HALL o de un sensor fotoeléctrico, en los sistemas precedentes se ha optado por tomar esta señal de un lugar más exacto. Podemos entender este inconveniente, debido a que una parte mecánica es la encargada de mantener o alojar al sensor antes mencionado y como las partes mecánicas están expuestas a desgastes, falta de mantenimiento u otro tipo de daños, la señal que se envía al módulo de encendido sería también errada o no muy exacta. Por estas razones se ha diseñado un sistema completamente electrónico, el cual se basa en la información generada por un sensor inductivo, el mismo que genera señales de corriente alterna, tantas veces como número de dientes (de la rueda fónica o piñón) pasen junto a él. Esta información es "traducida" por el computador, quien se encarga de adelantar o retardar el punto de encendido electrónicamente y envía una señal de comando al amplificador, que en este caso es el módulo de encendido. El módulo, a su vez, controla la formación y la interrupción del campo magnético de la bobina de encendido, sirviendo adicionalmente en los sistemas de Inyección como contador de revoluciones y con ello se modificará el caudal de entrega en los inyectores. En la figura 5 se puede ver la forma del sensor inductivo y de la rueda fónica o polea dentada.

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Síntomas de falla del sensor CKP

Cuando el sensor CKP falla, provoca lo siguiente: •

El motor no enciende

•

Se enciende la luz Check Engine

•

El tacómetro cae súbitamente

Verificación Sensor con Osciloscopio

Señal de Sensor CKP de Efecto Hall

Señal de un Sensor CKP del Tipo Inductivo Mantenimiento de Motores

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Sensor de Posición de la Mariposa de Aceleración. (TPS) Esta señal se obtiene de un potenciómetro eléctrico, el cual está alojado en el cuerpo de la mariposa de aceleración y el cual recibe el movimiento de la aleta a través del mismo eje, de tal manera que la resistencia variable del potenciómetro esté relacionada de acuerdo a la posición en la cual se encuéntrela mariposa. A este potenciómetro se le alimenta con una tensión de referencia, la cual generalmente es de 5 volt, provenientes de un regulador de voltaje del mismo Computador. Cuando la mariposa de aceleración se encuentra en su posición de reposo, la cantidad de tensión que se envía como señal será de unas cuantas décimas de voltio y esta señal se irá incrementando paulatinamente, de acuerdo al incremento en el movimiento de la mariposa, hasta llegar al tope de la escala, la cual nos dará un valor cercano a los 5 Voltios de la referencia. Esta señal variable de tensión eléctrica se dirige de regreso al computador, el cual identifica esta tensión como una posición exacta de la mariposa de aceleración. Adicionalmente algunos sistemas tienen un interruptor que conecta dos contactos en la posición de reposo de la mariposa, los cuales pueden estar alojados en el mismo cuerpo del potenciómetro; este interruptor sirve como una señal adicional para que el computador determine la desaceleración del motor, lo cual sirve para que se corte el envío de combustible hacia los inyectores en esta etapa, reduciendo enormemente el consumo de combustible del motor.

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio El sensor TPS cuenta con un conector de 3 terminales, las cuales son: • 5V • Señal • Tierra

Sensor de Oxigeno o Lambda. (O2) En los primeros sistemas de Inyección, tanto mecánicos como electrónicos, se habían tomado como exactas las regulaciones de cada sistema, pero algunos factores pueden variar la calidad de la combustión, la cual no permite al motor entregar su mejor potencia y obligan adicionalmente a que esta mala combustión genere una emisión de gases contaminantes al ambiente. Con estas malas experiencias, los sistemas fueron diseñándose de mejor manera, pero a pesar de ello la calidad de la combustión seguía dependiendo de otros factores, inclusive mecánicos, que afectaban en un buen porcentaje esta exactitud de los componentes electrónicos. Es por eso que, con el descubrimiento del análisis de los gases de escape, se llegó a determinar la importancia y la relación de estos gases combustionados con la exactitud en el sistema de Inyección. Este elemento que analiza los gases de escape es el Sensor de Oxígeno, llamado también Sonda Lambda. El sensor de Oxígeno no es más que un sensor que detecta la presencia de mayor o menor cantidad de este gas en los gases de escape, de tal manera que cualquier variación en el número de moléculas

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio calculadas como perfectas o tomadas como referenciales, será un indicador de mal funcionamiento y por lo tanto de falta o. exceso de combustible en la combustión. Este sensor trabaja como un "juez" del sistema, ya que todo el tiempo está revisando la calidad de la combustión, tomando como referencia al Oxígeno que encuentra en los gases quemados, informando al Computador, para que este último corrija la falta o el exceso de combustible inyectado, logrando la mezcla aire-combustible ideal. Este sensor está constituido de una cerámica porosa de Bióxido de Circonio y de dos contactores de Platino, alojados dentro de un cuerpo metálico. El un contactor está conectado al cuerpo, mientras que el segundo es el contacto aislado, el cual entregará la señal de salida hacia el Computador. El sensor está a su vez localizado convenientemente en la salida del múltiple de escape del motor, lugar en el cual puede medir la variación de la combustión del mismo. Entre los dos contactos se genera una tensión eléctrica de aproximadamente 1 Voltio, cuando la cantidad de Oxígeno es abundante, que significa que la combustión posee mucho combustible. En cambio la generación de esta tensión eléctrica será menor si la cantidad de combustible inyectado es muy pobre. Por lo tanto durante el funcionamiento del motor se tendrán valores de generación entre décimas de voltio hasta aproximadamente 1 Voltio, dependiendo de la presencia del Oxígeno en los gases combustionados. Como el computador está recibiendo esta información permanentemente, puede en cuestión de milésimas de segundo modificar la cantidad de combustible que inyecta el sistema, permitiendo que el motor obtenga una gran exactitud en su combustión, que significa entonces una óptima potencia de entrega y una emisión mínima de gases contaminantes en el ambiente. En la figura 10 podemos apreciar la estructura de este sensor y su localización en el escape.

Las sondas lambda son productos técnicos de alta calidad que, debido a su ubicación en el colector de escape están expuestos a altísimos esfuerzos térmicos, mecánicos y químicos, y por tanto están sujetos al desgaste. Dado que las sondas lambda están dimensionadas según las especificaciones de los diferentes motores, las características técnicas de la sonda de sustitución y la sonda original deben ser idénticas. Las magnitudes básicas determinantes son, por ejemplo, el material, la estructura y la capa protectora de la sonda, así como el tipo del tubo protector (resistencia térmica y mecánica) el tipo de filamento calefactor.

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Funcionando como si fuera una nariz electrónica, ella “huele” (mide) los gases de escape y puede evaluar cómo está la combustión. Una parte de la sonda está en contacto con los gases de escape, y la otra en contacto con el aire exterior. Si la cantidad de oxígeno en las dos partes no es lo ideal, será generada una tensión que se enviará para la unidad de comando. A través de ese señal enviado por la sonda lambda, la unidad varia el volumen de combustible inyectado. La Sonda está instalada en el tubo de escape lo más cerca posible del motor, donde se alcanzan elevadas temperaturas, necesarias para su correcto funcionamiento. La sonda es un componente del sistema de inyección que requiere mucha atención del mecánico, pues su perfecto funcionamiento garantiza gases de escape limpios, sin contaminación del aire y economía de combustible.

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Cuando cambiar la Sonda Lambda Debido a su localización en el tubo de escape, la sonda está constantemente expuesta a las peores condiciones de funcionamiento, y recibe golpes, variaciones de temperatura, hollín, gases perjudiciales, quema de aceite, gasolina con plomo y otras cosas más que podrán acortar su vida útil. Sonda malograda resulta en aumento en las emisiones de gases contaminantes, además de desperdicio de combustible. ¡Probé la sonda regularmente. El cambio trae muchos beneficios!

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Verificación de Sensor con Osciloscopio

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Inyector. La válvula de inyección es del tipo electromagnético y los impulsos de inyección se producen con la misma frecuencia que los impulsos del circuito de encendido. La forma cónica del chorro de inyección se genera mediante seis agujeros inclinados dispuestos radialmente, en los modelos Mono-Jetronic o media aguja cónica en los Mono-Motronic. El combustible se pulveriza encima de la mariposa de aceleración en forma de hoz. Para poder dosificar cantidades minias de combustibles, tanto el inducido como el muelle, presentan masas reducidas que permiten tiempos de apertura del inyector inferiores de una milésima de segundo. Los cables de alimentación de la válvula son resistivos (3 ohmios aproximadamente), o disponen de resistencias aparte en los primeros modelos. Esto permite incorporar un bobinado de pocas espiras para reducir la tensión de alimentación. En caso de averías el motor se para por falta de combustible.

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Verificación con Polímetro o multímetro. •

Alimentación: Conectar un diodo led a los bornes del inyector y accionar el motor de arranque. En estas condiciones el led ha de parpadear, si no es así habrá que comprobar la resistencia entre la válvula de inyección y la unidad de mando.

•

Resistencia del Inyector: Desenchufar el conector del inyector y comprobar que la resistencia esta entre los valores indicados en la ficha de diagnóstico.

•

Cable Resistivo: Desconectar el enchufe del inyector y de la unidad de mando y comprobar la resistencia. Consultar la forma de verificación y los valores indicados en la ficha de diagnóstico.

Verificacion con Osciloscopio Conectar el osciloscopio al terminal de activacion del inyector y observar que la senal se corresponde con la imagen adjunta. Su amplitud debe aumentar si aceleramos. Si soltamos bruscamente el acelerador debe desaparecer la imagen, indicandonos que funciona el corte en marcha por inercia.

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Sensor de Presión Absoluta del Múltiple de Admisión. (MAP) Es un sensor del tipo piezo-resistencia que modifica su valor óhmico en función de la presión. Su misión consiste en informa a la unidad de control de las variaciones de depresión en el colector o múltiple de admisión y, por tanto, del estado de la carga del motor.

Esta alimentado por la unidad de mando con una tensión de 5 volt. Entre los terminales A y C, y emite un tensión variable por los bornes B en función de la presión reinante en el colector de admisión, al cual está unido por un tubo que dispone de un calibre. La señal que envía esta captador es uno de los parámetros más importantes para el cálculo del tiempo de inyección y la regulación del momento de encendido.

NOTA: En algunos modelos, el conector puede estar marcado con 1, 2 y 3en lugar de letras. Consultar la ficha de diagnóstico para efectuar las verificaciones.

En caso de averías de este componente, la unidad de mando sigue trabajando con la información del sensor de R.P.M pero al motor le falta repuesta.

Funcionamiento del Sensor MAP Al estar el motor en funcionamieto la presion negativa generada por las constantes aadmisones de los cilindros flextan la membrana actuando sobre las piezo-resistencias que estan alojadas en su superficie, variando el valor de la resistencia dentro del sensor y a la vez el voltaje que llega a la ECU.

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Verificacion con Polimetro o Multimetro 

Alimentacion: Con el contacto dado y el conector enchufado, conecte el voltimetro en los dos terminales de alimentacion y compruebe que llegan 5 voltios procedentes de la unidad de mando.



Senal: Realice la misma operación con el terminal de salida variable y verifique que la señal varia entre 0,3 y 4,7 voltios proporcionalmente a la presion existente en el colector de admision, o a la que nosotros provoquemos con una bomba de vacio conectada a la toma de depresion.

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Verficacion con Osciloscopio La señal del sensor de presion es una linea continua que va variando su tension entre 0.3 y 4,7 voltios a medida que modificamos la carga del motor. En ningun punto la imagen dene aparecer una variacion brusca que no este directamente relacionada con la variacion de presion del colector.

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Sensor de Masa del Flujo de Aire. (MAF) Este sensor un hilo de platino muy fino es calentado a una temperatura determinada. Para compensar la variacion de temperatura del aire aspirado se utiliza un sensor de temperatura integrado al conjunto de medicion de masa de aire de hilo caliente. Para mantener “caliente” el hilo es necesario una cantidad de corriente determinada, dicho valor de corriente procesado genera la senal que va hacia el ECM. El sensor de flujo de masa de aire (MAF) mide el volumen de aire que entra al motor, incluyendo el aire que pasa por la válvula IAC. Su señal es interpretada en gramos por segundo de caudal. Al entrar un mayor flujo de aire al motor se aumentan las RPM. El sensor MAF y el sensor MAP son primordiales para calcular el tiempo de inyección. Cuando el sensor MAF falla, produce principalmente humo negro que indica alto consumo de combustible reportándose en los códigos P0101, P0102, P0103 del scanner. El sensor MAF tiene 3 cables: el primero recibe el voltaje de alimentación a través de un fusible en la caja de fusibles bajo el cofre, el segundo está conectado a la tierra física (chasis) y el tercero va directo a la computadora con el dato del caudal de aire.

Los componentes primarios internos de un sensor MAF son un termistor, un cable de platino de alta temperatura y un circuito de control electrónico. El termistor mide la temperatura del aire que ingresa al motor. El cable de platino es mantenido a una temperatura constante en relación a la temperatura del termistor y ese mantenimiento de temperatura es realizado por el circuito de control electrónico. Un incremento en el flujo de aire ocasionará que el cable caliente de platino pierda calor con lo que disminuiría su temperatura y entonces lo que sucede en esos milisegundos, es que el circuito de control electrónico dentro del sensor compensará esa pérdida de calor del cable al enviar más corriente eléctrica a través del cable para mantenerlo caliente. El circuito de control electrónico simultáneamente mide el flujo de corriente con lo que envía una señal de voltaje en proporción al flujo de corriente eléctrica, es decir, entre mayor sea

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio la cantidad de aire que entre al motor ese incremento de aire enfriará más rápido al cable caliente, en consecuencia el circuito de control electrónico aumentará la corriente eléctrica para calentar más al cable de platino y justo cuando eso suceda, el mismo circuito de control electrónico se encargará de enviarle a la PCM una señal electrónica de incremento de voltaje; entre más aire ingrese al motor mayor será la señal de voltaje hacia la ECM.

El sensor MAF incluye en su cuerpo un Sensor de Temperatura del Aire (IAT). Su operación la veremos con detalles cuando lleguemos al curso de sensores de temperatura. Cuando miras el diagrama de control y encendido electrónico de cualquier auto que esté equipado con sensor MAF te puedes dar cuenta de que existe un cable de tierra a masa solo para el sensor MAF y uno más exclusivamente para el sensor IAT. Ese es un detalle muy importante cuando revisamos tierras de sensores al leer diagramas.

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Diagnóstico del Sensor MAF El diagnóstico del sensor MAF involucra revisiones visuales, de circuito y del componente. El conducto dentro del sensor MAF debe estar libre de residuos para que el sensor pueda operar normalmente. Si el conducto está obstruido, el motor por lo regular encenderá pero funcionará con falla, temblará y posiblemente se apagará sin que active un código de falla DTC en la memoria de la PCM, convirtiéndose en una falla difícil de detectar.

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Verificación con Osciloscopio

Sistema de Recirculacion de Gases de Escape. (EGR)

El sistema de Recirculación de Gases de Escape (EGR) está diseñado para reducir la cantidad de Óxidos de Nitrógeno (NOx) creados en la cámara de combustión durante períodos que por lo regular resultan en temperaturas de combustión elevadas. Los NOx se forman en altas concentraciones cuando las temperaturas de combustión excedan 2500 Grados Farenheit. (La temperatura dentro de la cámara de combustión al momento del encendido es mucho mayor que la temperatura general del anticongelante del motor). El sistema EGR reduce la producción de NOx al recircular pequeñas cantidades de gases de escape en el múltiple de admisión donde se mezcla con la carga entrante de aire y combustible. Al diluir la mezcla de aire/combustible bajo estas condiciones, las temperaturas pico de combustión y las altas presiones dentro de la cámara se reducen, lo cual resulta en una reducción general de la producción de Gas NOx. Hablando en términos generales, el flujo de gas EGR debería coincidir con las siguientes condiciones de operación: 

Se necesita un Alto Flujo de Gas EGR durante velocidades crucero y en aceleraciones de medio rango, que es cuando las temperaturas de combustión son más elevadas.



Se necesita un Bajo Flujo de Gas EGR durante bajas velocidades y condiciones de baja carga de trabajo sobre el motor.

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio 

NO se necesita Ningún Flujo de Gas EGR durante condiciones en que la operación de la Válvula EGR podría afectar severamente la eficiencia de operación del motor o la manejabilidad del vehículo (calentamiento inicial del motor, ralentí, aceleración total).

Impacto del sistema EGR sobre el sistema de control electronico del motor

La PCM considera al Sistema EGR una parte integral del Sistema de Control Electrónico del Motor. Por esa razón, la PCM es capaz de neutralizar aspectos negativos en el desempeño del Sistema EGR al programar avance de chispa adicional y disminuir la duración de inyección de combustible durante períodos de alto flujo de Gas EGR. Al integrar los controles de chispa y combustible con el sistema de medición del flujo de Gas EGR, el desempeño del motor y la economía en el ahorro de combustible pueden aumentarse de gran manera cuando el Sistema EGR funciona tal y como fue diseñado.

Teoría de operación del sistema EGR

El propósito del Sistema EGR es regular de forma precisa el flujo de Gas EGR bajo diferentes condiciones de operación, así como eliminar su flujo bajo condiciones que comprometerían el buen desempeño del motor. La cantidad precisa de gas EGR que debe suministrarse en el múltiple de admisión varía significativamente a medida que la carga de trabajo del motor cambie. Esto resulta en un Sistema EGR que opera en una línea muy fina entre un buen control de gases NOx producidos y un buen funcionamiento general del motor. Ambas cosas deben lograrse simultáneamente mediante el control electrónico del motor. Si se excede la cantidad de Gas EGR necesaria suministrada, el motor fallará. Si por el contrario, el flujo de

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Gas EGR fuese muy poco o casi nada, el motor no tardaría en comenzar a cascabelear/detonar además de que contaminaría con gases NOx que son venenosos. El volumen teórico de Gas de Recirculación de Escape se conoce como Ratio EGR. La siguiente gráfica muestra el Ratio EGR a medida que a carga de trabajo del motor aumenta.

Muy seguido ocurre que cuando a causa de la falla de un motor es el sistema EGR, no estamos en posibilidad de reconocerlo solo por simple desconocimiento de este sistema. Muchos mecánicos cometen el error de clausurar este sistema y luego, cuando comienzan los cascabeleos del motor ahí andan cambiando sensores knock pues ingenuamente creen que eso es lo que no le permite a la PCM controlar las detonaciones, cuando lo que en realidad ocurre es que debido a que no hay manera de que la PCM pueda minimizar los peligrosos cascabeleos que pueden arruinar un motor por ausencia del Sistema EGR que cancelaron, ahora no saben qué hacer pues piensan que el problema está por otro lado cuando ellos mismos fueron quienes lo provocaron al cancelarlo. Veamos pues cuales son los componentes del sistema.

Componentes del Sistema EGR

Para que se logre el control diseñado de recirculación de gases de escape, el sistema usa los siguientes componentes: 

Válvula EGR Controlada por Vacío o Eléctricamente.



Ensamblaje del Modulador de Vacío.



Válvula Switch de Vacío (VSV) Controlada por la PCM.

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Válvula EGR La Válvula EGR se usa para regular el flujo de gas de escape hacia el múltiple de admisión por medio de un vástago unido a un diafragma en la válvula misma. Una señal de vacío y un resorte calibrado en un lado del diafragma están balanceados contra la presión atmosférica actuando en un lado del diafragma. A medida que la señal de vacío aplicado a la válvula se incrementa, la válvula es jalada más lejos de su asiento. La clave para medir con exactitud del flujo EGR es un ensamblaje modulador de vacío que controla de forma precisa la fuerza de la señal de vacío aplicada.

Módulo de Vacío EGR Debido a que la contrapresión se incrementa proporcionalmente con la carga de trabajo del motor, el modulador de vacío EGR usa este principio para controlar con precisión la fuerza de la señal de vacío que se aplica a la Válvula EGR. Un sistema típico de control EGR usa dos señales por dos puertos de vacío desde el cuerpo de aceleración. Los dos puertos hacia el cuerpo de aceleración entra en fases, es decir, primero uno y enseguida el otro para ir abriendo gradualmente el conducto de la Válvula EGR.

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Cuando se aplica vacío desde el puerto A, la fuerza de la señal de vacío que se aplica a la Válvula EGR dependerá de la fuerza de la contrapresión de los gases de escape actuando sobre la Cámara Inferior del Modulador de Vacío. Cuando el vacío se aplica desde el puerto B, la fuerza de la señal de vacío aplicada a la válvula EGR ya no dependerá de la fuerza de la señal de contrapresión del gas de escape. Durante este modo, la fuerza de la señal EGR es determinada solamente por la fuerza de la señal desde el puerto A en el cuerpo de aceleración. El Modulador de Vacío EGR provee la habilidad de empatar de forma precisa el flujo de Gas EGR con la cantidad de carga de trabajo exigida al motor por el conductor.

Valvula Switch de Vacio (VSV) Controlada por la ECU

Además del Modulador de Vacío EGR, la válvula VSV controlada por la PCM se utiliza para inhibir la operación de la Válvula EGR durante condiciones donde podría afectar de forma adversa el desempeño del motor e impactar negativamente la manejabilidad del vehículo. La válvula VSV EGR puede ser del tipo normalmente abierta o cerrada y va instalada en serie entre el Modulador de Vacío y la Válvula EGR, o también va instalada en un segundo puerto de la Válvula EGR, según el fabricante. La válvula VSV controla la purga atmosférica que inhibe la operación del sistema EGR cada vez que se cumplan algunos parámetros de la PCM.

Inhibición del Sistema EGR mediante Control Electrónico de la ECU

Como mencionamos antes, la PCM es capaz de inhibir el flujo de Gases EGR a través de la operación de la purga de la válvula VSV. Cuando la PCM determina una condición de inhibición entonces desenergiza la válvula VSV, bloqueando la señal de vacío hacia la Válvula EGR y entonces liberando el diafragma de la válvula hacia la purga de aire atmosférico. Esto causa que la Válvula EGR se cierre.

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Parámetros Típicos de Inhibición del Sistema EGR 

Temperatura del Anticongelante del Motor: el sistema EGR se inhibirá en todos los motores si la temperatura del anticongelante del motor está por debajo de niveles normales de operación, por lo regular por debajo de 130 Grados Farenheit.



RPM's del Motor: el sistema EGR se inhibirá en la mayoría de los motores cuando las RPM's lleguen fuera de un rango especificado, típicamente alrededor de 4200 RPM's.



Carga de Trabajo del Motor: el sistema EGR se inhibirá en algunos motores cuando la carga de trabajo del motor se halle por debajo de porcentajes, casi siempre del 23% y menores.

Ubicación de Válvula VSV en Sistema EGR Existen tres variaciones básicas del circuito eléctrico de control de vacío del sistema EGR dependiendo siempre de la aplicación del vehículo y el fabricante. Los tres sistemas VSV funcionan de forma similar, pero la única de diferenciarlos siempre será la conexión de la válvula VSV en el circuito de vacío y la lógica de activación de esta Válvula por la PCM.

Sistema de Detección de Fallas EGR Se ha incorporado un sistema de detección de malfuncionamiento del EGR en la mayoría de los sistemas controlados por PCM's para advertirle al conductor que el sistema EGR no está funcionando apropiadamente. El sistema usa un sensor de medición de temperatura del gas EGR en el lado del múltiple de admisión de la válvula EGR donde está expuesto al gas de escape en cualquier momento que la válvula EGR se abra, o como en el caso de los vehículos Ford que vienen equipados con un sensor DPFE, (Diffrential Pressure Feedback Sensor) que con su exclusivo sistema de detección le indica a la PCM sobre el flujo de Gas EGR. (En un curso gratuito on-line especializado de sistemas DPFE de Ford veremos todos los detalles de funcionamiento del sistema DPFE para controlar al sistema EGR en vehículos Ford; si no te has inscrito en nuestros cursos gratuitos on-line de diagnóstico de sistemas eléctricos y electrónicos, regístrate y te escribiré a tu correo electrónico para que recibas muy pronto la próxima invitación y recibas capacitación técnica gratuita en temas de control electrónico automotriz on-line). La PCM compara las señales de los sensores de monitoreo del sistema EGR contra sus parámetros almacenados en su memoria. Si la temperatura del Gas EGR, o el DPFE, o el sensor que cada fabricante utilice, la PCM determina que el valor se sale fuera de rango cuando la Válvula EGR se active, se iluminará la luz Check Engine y además se grabará

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio un código de falla DTC en la memoria de la PCM. Esta configuración de autodiagnóstico le permite a la PCM monitorear por completo la operación del sistema EGR.

Inspección del Sistema EGR En otros vehículos la única forma de verificar de forma precisa la integridad del sistema EGR es realizar inspecciones sistemáticas de todo el sistema, con cada elemento por separado. Es mucho trabajo pero es la única manera. Esto es lo que puedes hacer: * Verifica el estado del modulador, su filtro interno y si es necesario, remuévelo y límpialo solo con aire comprimido. * Verifica el estado del diafragma; no debe estar roto ni flojo. * Verifica el estado de las mangueritas de caucho que conduzcan señales de vacío; no deben estar rotas, quemadas ni flojas. * Revisa a la válvula VSV, sus terminales eléctricas y el estado de circuito eléctrico. Si el problema está relacionado con la válvula EGR en sí, asegúrate entonces de que no hay depósitos de carbón que impidan que el vástago de la válvula siente perfectamente o que provoquen que la válvula se pegue. También, si el control de la válvula EGR está en orden remueve la válvula y verifica visualmente que los conductos de admisión y escape que se conectan con la válvula EGR no tengan ninguna restricción. Depósitos pesados de carbón pueden removerse usando espátulas o herramientas puntiagudas.

Esta inspección confirma sistemáticamente la integridad de la Válvula VSV, Válvula EGR, modulador de contrapresión, mangueritas de caucho, conductos de gases, conectores eléctricos y circuito de control desde la PCM. Una vez que hayas localizado la pieza y la identifiques como defectuosa después de probarla, podrás repararla o reemplazarla según sea necesario. En los sistemas EGR de General Motors la Válvula EGR es del tipo "lineal"; esto significa que estos sistemas lineales de EGR no hay modulador, ni válvulas VSV ni mangueritas de hule. En esos sistemas lo único que se necesita es comprobar que no haya obstrucciones en los conductos del escape a la admisión, que la válvula esté asentada y que el circuito electrónico del sensor control se halle en buen estado sin cortos ni abierto. Estos nuevos sistemas usan un sensor que va instalado

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio dentro del cuerpo de la misma Válvula EGR y funciona de la misma forma como lo hace un sensor TPS pues utilizan una resistencia variable.

Verificación con Osciloscopio

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Sistemas de Control de Marcha Mínima (IAC)

El sistema de control de macha mínima (ralentí) se utiliza para estabilizar la velocidad ralentí del motor durante arranques en frío y después de condiciones de operación tras un período de calentamiento. La estabilización de la velocidad ralentí se necesita debido al efecto que los cambios de requerimientos de trabajo y esfuerzo que se ejercen sobre el motor tienen un efecto directo sobre las emisiones, la calidad de la marcha mínima y la manejabilidad del vehículo en general. El sistema IAC utiliza a la PCM para controlar la Válvula de Control de Aire de Marcha Mínima (Válvula IAC) que regula el volumen de aire que se desvía alrededor del papalote cerrado del cuerpo de aceleración. La PCM controla la Válvula IAC al aplicarle varias señales eléctricas de entrada contra el programa de control que gobierna a la válvula IAC y que se encuentra instalado en la memoria de la PCM.

Tipos de Válvulas IAC

En general en la mayoría de modelos de casi todos los automóviles encontrarás cuatro tipos de válvulas IAC. Estos sistemas se conocen comúnmente con los siguientes nombres: 

Motor de Pasos



Solenoide Rotativo con Control de Trabajo



Válvula de Control de Aire con Control de Trabajo



Válvula Interruptora de Vacío ON/Off

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Sistema IAC con Motor de Pasos Este sistema usa un pequeño motor de pasos del tipo IACV para controlar el paso de aire desviado. El motor IACV consiste de un motor de pasos con cuatro bobinas, rotor magnético, válvula y asiento, y puede variarla cantidad de flujo de aire desviado al colocar el vástago de la válvula en una de las 125 posibles posiciones o "pasos". Básicamente, entre más alto sea el número del paso del IACV, mayor será la apertura de la válvula para permitir un flujo de aire mayor, persiguiendo una ruta distinta que rodeará el papalote cerrado del cuerpo de aceleración. La PCM controla la posición de la válvula IAC energizando secuencialmente sus cuatro bobinas del pequeño motor eléctrico. Por cada bobina que es pulsada, el rotor magnético de la válvula IAC se mueve un paso, lo cual a su vez mueve a la válvula y su asiento entonces se coloca en una nueva posición ligeramente. La PCM comanda cambios mayores de la posición de la válvula IAC al repetir pulsos secuenciales mayores a cada una de las cuatro bobinas del motor eléctrico dentro del cuerpo de la válvula, y esto ocurrirá hasta que se alcance la posición deseada. SiI al válvula IAC se desconectara o quedara inoperante, permanecería en una posición fija sin desplazarse ni un "paso" adelante ni un "paso" atrás con lo que no se conseguiría la regulación continua del aire que ingresa al motor durante la marcha mínima (ralentí).

Sistema IAC con Solenoide Rotativo de Control de Trabajo Este sistema usa un solenoide rotativo IAC para desarrollar la estabilización de la velocidad ralentí. El control del desvío de aire (bypass) se consigue por medio de una válvula móvil de giro rotativo que bloquea o expone un puerto "bypass" con base en señales comandos de la PCM. La válvula IAC de este sistema consiste en dos bobinas eléctricas, un magneto permanente, válvula, puerto de desvió "bypass" y una bobina bi-metálica.

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio La PCM controla la posición de la válvula IAC al aplicar una señal de ciclo de trabajo (Duty Cicle) a las dos bobinas eléctricas dentro de la válvula IAC. Al modificar el ratio de trabajo (tiempo en ON contra tiempo en OFF), se generan cambios del campo magnético que causan que la válvula rotativa gire. Básicamente, a medida que el ratio de trabajo excede el 50%, la válvula abre el conducto de desvío "bypass" y cuando el ratio de trabajo cae por debajo del 50%, la válvula cierra el conducto. Si la válvula IAC se desconecta o queda sin trabaja, la válvula se moverá a una posición default y la marcha mínima quedará más o menos entre 1000 y 1200 RPM's cuando alcance la temperatura normal de operación.

Sistema ACV de Control de Trabajo

Este sistema se encarga de regular el aire desviado al emplear una Válvula de Control de Aire (ACV) controlada por la PCM mediante señales digitales de ciclo eléctrico de trabajo. La válvula ACV usa un solenoide eléctrico para controlar a una válvula de aire normalmente cerrada, la cual obstruye el paso de aire desde el filtro de aire hacia el múltiple de admisión. Dado que la válvula ACV es incapaz de permitir el flujo de altos volúmenes de aire, una válvula mecánica de aire por separado se utiliza para desarrollar un ralentí rápido en frío solo en autos equipados con este tipo de sistema. Con este sistema, la PCM variará el flujo de aire desviado al modificar el ratio eléctrico de trabajo comandándole señales eléctricas a la ACV. Al incrementar el ratio de trabajo, la PCM detiene por más tiempo el desvío de aire en posición abierta, lo cual provocará que las RPM's se aceleren. La válvula ACV no tiene ningún efecto en ralentí rápidos de arranque en frío ni en modos de calentamiento rápido del motor, y solamente se utiliza durante condiciones de arranque y ralentí estándar de alcance de temperatura de operación.

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Efectos de la Operación del Sistema IAC sobre Emisiones y Calidad del Manejo

Si la operación del sistema IAC es inapropiada habrá un impacto significativo sobre la calidad del ralentí y manejabilidad. Si el ralentí es muy bajo, el motor podría apagarse o el ralentí sería tembloroso. Si por el contrario, el ralentí es muy alto, podría resultar en cambios de velocidad de transmisión muy duros o golpeados. En algunos sistemas IAC, la cuenta de pasos o el ratio de trabajo te pueden dar pistas si la PCM está tratando de realizar correcciones mayores para minimizar un problema asociados con la marcha mínima. Por ejemplo, si existiese una entrada de "aire falso" esto ocasionara que la velocidad ralentí sea mucho más alta de lo normal, entonces el sistema IAC intentaría corregir esta condición al disminuir el volumen de aire desviado por el "bypass" en un esfuerzo por traer el ralentí de vuelta a las RPM's objetivo, según el cilindraje de cada motor. La cuenta de pasos o en ratio de trabajo de un sistema IAC también pueden ayudarte a identificar un conducto de aire restringido, un cuerpo de aceleración desajustada o un problema directo en el sistema IAC. En tu escáner observa los datos de la señal IAC en ralentí, a la vez que le aplicas varias "cargas" al motor: prender luces, aire acondicionado, girar dirección hidráulica o meter cambios de velocidad. Busca un cambio correspondiente a la cuenta de pasos o al ratio de trabajo de la válvula IAC, a medida que vas aplicando las cargas sobre el motor. También puede resultar útil que compares la señal contra otro vehículo que se sepa que funciona normalmente.

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Pruebas Funcionales al Sistema IAC Debido a que las pruebas funcionales varían considerablemente entre los cuatro tipos de sistemas IAC, deberás tomar precauciones y con tus conocimientos sobre estos sistemas observar las diferencias en el comportamiento de cada sistema. Por ejemplo, en la mayoría de los vehículos con protocolo ODB II y utilizando un escáner con funciones activas en tiempo real tu puedes comandar manualmente que la válvula IAV se posicione desde el paso 0 hasta el paso 125, desde totalmente abierto hasta totalmente cerrado. Mientras haces eso y vas revisando los cambios en la cuenta de pasos o de ratio de trabajo revisa también los cambios en las RPM's del motor. Si así sucede, el sistema funciona normalmente; de lo contrario, habría que comprobar que el conducto del cuerpo de aceleración esté limpio y sin obstrucciones o que no exista ningún problema con el circuito eléctrico de la válvula. Pues eso es todo sobre sistemas de control de marcha mínima que utilizan válvula IAC. Actualmente los nuevos sistemas de control de marcha mínima ya no emplean válvulas IAC, sino que en lugar de ello ahora los cuerpos de aceleración son completamente electrónicos con la inclusión de un motor eléctrico que se encarga de controlar la posición del papalote mariposa, con lo que ya no se necesitan cables ajustables desde el acelerador hacia el cuerpo de aceleración para controlar la apertura del papalote. Ahora, es un motor parecido a la válvula IAC el que se encarga de esa tarea solo que ya no es visible.

Verificación con Polímetro o Multímetro Apague el motor y desconecte el conector eléctrico de la válvula IAC. Mida la resistencia eléctrica entre los terminales o pines D-C (3-4) y A-B (1-2). La resistencia debe ser de 40 a 60 ohms.

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Sensor de Posición del Eje de Levas. (CMP)

El CMP por su parte indica a la ECU la posición del árbol de levas para que determine la secuencia adecuada de inyección. El sensor CMP es necesario en motores con inyección secuencial multipunto para identificar el cilindro número 1, su información permite que el calculador defina un cilindro de referencia que servirá para respetar el orden de encendido e inyección.

Ubicación: Usualmente se encuentra del lado de la distribución frente a la polea del árbol de levas, frente al otro extremo del árbol de levas, fijado en la tapa válvulas, o en otros casos se encuentra dentro del distribuidor.

Tipo: Es un generador inductivo, cuyo funcionamiento es muy similar al sensor CKP o en otros casos es un sensor de efecto hall.

Número de cables: 2 cables: (Inductivo)

Número de cables: 3 cables: (Efecto hall)



Voltaje de referencia o G.N.D.



Alimentación: 12v.



Señal.



Masa.



Señal.

Síntoma de Falla del Sensor CMP 

El motor arranca con dificultad.



El régimen de ralentí falla en frío.



Falta de potencia.



Explosiones arranque.



Se enciende la luz de Check Engine.

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Condiciones de Trabajo de un CMP  Sensor de posición del árbol de levas CMP (Hall) El sensor del árbol de levas es el sensor de la identificación del cilindro número 1 y se utiliza a veces como referencia para medir el tiempo de la inyección secuencial del combustible. Además este sensor informa a la computadora, la posición exacta de las válvulas. Opera como un hall-efecto switch, esto permite que la bobina de encendido genere la chispa de alta tensión. Este sensor remplaza la función del distribuidor. La forma de onda de la señal puede ser o una onda magnética senoidal (alterna) o una onda tipo cuadrada. Las características de una buena forma de onda de efecto hall, son una conmutación limpia.

 Sensor de posición del árbol de levas CMP (Inductivo) El sensor de árbol de levas inductivo provee a la ECU la información que le permite identificar el cilindro número 1. Es utilizado en los sistemas de inyección secuencial. Es llamado también sensor de fase. Consta de una bobina arrollada sobre un núcleo de imán. Este sensor está enfrentado al árbol de levas y produce una señal cada dos vueltas del cigüeñal. El voltaje producido por el sensor del árbol de levas será determinado por varios factores: la velocidad del motor, la proximidad del rotor de metal al sensor y la fuerza del campo magnético ofrecida por el sensor. La ECU necesita ver la señal cuando el motor se enciende para su referencia. Las características de una buena forma de onda inductiva del sensor del árbol de levas son: una onda alterna que aumenta de magnitud como se aumenta la velocidad del motor y proporciona generalmente una señal por 7200 de la rotación del cigüeñal (3600 de la rotación del árbol de levas). El voltaje pico será aproximadamente 0.5v, mientras que el motor está encendiéndose, en marcha lenta trabaja alrededor de 2.5v.

Verificación del Sensor Sensor Inductivo 

Verificar la resistencia de 200 ohmios aproximadamente.



Comprobar la distancia del entrehierro: 0.6mm mínima a 1.2mm máxima.



Para determinar si el sensor está proporcionando una señal de velocidad a la ECU medir el voltaje. El voltaje estimado esperado durante el arranque está en (1-3) v.



La señal puede también ser detectada con un osciloscopio. En el caso de que un diente falte, una onda sinusoidal estará incompleta.

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Sensor efecto Hall 

Tres terminales (alimentación al sensor, señal, masa).



Comprobar que exista una alimentación de (5 o 12) v. al sensor.



Comprobar que el sensor esté conectado a tierra.



Observar la forma de onda generada con Osciloscopio.

Circuito Eléctrico del Sensor CMP

Verificacion con Osciloscopio

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Sensor de Velocidad. (VSS)

El sensor de velocidad del vehículo VSS (Vehicle Speed Sensor) es un captador magnético, se encuentra montado en el transeje donde iba el cable del velocímetro. El VSS proporciona una señal de corriente alterna al ECM la cuál es interpretada como velocidad del vehículo. Este sensor es un generador de imán permanente montado en el transeje. Al aumentar la velocidad del vehículo la frecuencia y el voltaje aumentan, entonces el ECM convierte ese voltaje en Km/hr, el cual usa para sus cálculos. Los Km/hr pueden leerse con el monitor OTC. Al aumentar la velocidad del vehículo la frecuencia y el voltaje aumentan, entonces el ECM convierte ese voltaje en Km/hr, el cual usa para sus cálculos. Los Km/hr pueden leerse con el monitor OTC. El VSS se encarga de informarle al ECM de la velocidad del vehículo para controlar el velocímetro y el odómetro, el acople del embrague convertidor de torsión (TCC) transmisiones automáticas, en algunos se utiliza como señal de referencia de velocidad para el control de crucero y controlar el electro ventilador de dos velocidades del radiador. Tiene en su interior un imán giratorio que genera una onda senoidal de corriente alterna directamente proporcional a la velocidad del vehículo. Por cada vuelta del eje genera 8 ciclos, su resistencia debe ser de 190 a 240 Ohmios. Con un voltímetro de corriente alterna se checa el voltaje de salida estando desconectado y poniendo a girar una de las ruedas motrices a unas 40 millas por hora. El voltaje deberá ser 3.2 voltios.

Al aparecer éste código, conecte un voltímetro de corriente alterna en sus 2 terminales y ponga a girar la rueda del lado del copiloto. El voltímetro deberá marcar un voltaje mayor de 1 voltio y se incrementará conforme aumente el giro de la rueda, si esto está bien deberá moverse la aguja del velocímetro, si se mueve, la falla fue intermitente y no está presente. Si no existe voltaje girando la rueda, revisar el engrane y si este está bien, quitar el sensor y probarlo afuera haciendo girar el engrane con el voltímetro conectado en sus 2 terminales.

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Si no existe voltaje, cambiar el sensor. Puede suceder que tenga el código y las pruebas anteriores sean satisfactorias, entonces borre códigos y pruebe el vehículo. Si después de un recorrido de más de 2 Km. no regresa el código, la falla fue intermitente. Es necesario un recorrido más largo y si en el recorrido se aprecian variaciones bruscas de la aguja del velocímetro, por lo general es culpa del sensor. Revise el cableado del VSS al ECM antes de cambiar el sensor.

Verificación con polímetro o multímetro

Verificación del sensor con osciloscopio

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Unidad de Control Electrónico. (ECU)

La unidad de control es el centro de cálculo que procesa las señales de entrada de los sensores, y a partir de esos datos calcula el tiempo de inyección como medida de la cantidad de combustible a inyectar, así como los ángulos óptimos de cierre y avance del encendido. Además puede encargarse de otras funciones. La unidad de mando dispone de un microordenador, con microprocesador (CPU), memoria de programa (ROM) y de datos (RAM) y unidad de entrada y salida, así como de un convertidor analógico digital (A/D) y un conformador de impulsos (CI). Además también consta de etapas de potencia que amplifican señales de salida.

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio Principios de Funcionamiento de la ECU

La estructura y el funcionamiento son en términos generales, comunes a todos los microordenadores dotados de microprocesadores.

CI: Los impulsos se modifican en magnitud y forma. A/D: Transforma las señales analógica en digitales. CPU: realiza los distintos cálculos. ROM: Están almacenadas los distintos datos y curvas características. RAM: Se almacenan los datos suministrados por los sensores. Etapas: Se amplifican las señales de salida.

Fases o Estrategias de Funcionamiento de la ECU 

Fase de arranque: Cuando la ECU recibe información de que el motor está siendo arrancado, provoca un enriquecimiento de la mezcla y un retraso del avance al encendido programado, dependiendo de la temperatura motor, consiguiéndose una rápida puesta en marcha.



Fase post-arranque: Comprende desde que el motor empieza a girar por sí mismo (motor ha arrancado) hasta que coge las revoluciones de ralentí y depende también de la temperatura motor. Se produce un enriquecimiento y un aumento del avance al encendido que mejoran, a bajas temperaturas, el comportamiento post-arranque.

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio 

Funcionamiento en frío: Consiste en aumentar la riqueza de la mezcla para compensar las pérdidas de carga cuando el motor está frío y adelantar el encendido ya que la velocidad de llama es menor.

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Fase de ralentí acelerado: La unidad de mando aumenta el régimen de ralentí cuando el motor está sometido a cargas adicionales, como puede ser el compresor del AC, el alternador, la dirección etc.

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Fase aceleración: Al detectar que existe una fase de aceleración, la unidad de mando enriquece la mezcla para dar al motor más capacidad de respuesta, variando el encendido lentamente para que así esta se produzca suavemente.

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Fase deceleración: Cuando la unidad de mando recibe información de que el motor no está dentro del régimen de ralentí y, en cambio, recibe información de que la mariposa de gases está cerrada, la ECU corta la alimentación de combustible hasta que el motor alcanza un número de vueltas determinado, cercano al régimen de ralentí y dependiente de la temperatura motor.

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Limitación de régimen: La unidad de mando corta la alimentación de combustible y limita el funcionamiento del encendido, por motivos de seguridad, cuando el motor alcanza un régimen máximo programado.

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Regulación Lambda: La sonda lambda proporciona a la unidad de mando una información proporcional a la dosificación de la mezcla admitida, la cual le permite ajustar dicha dosificación para obtener una composición de gases de escape concreta, para que puedan ser tratados posteriormente en el catalizador y de esta manera reducir la emisión de gases contaminantes.

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Funcionamiento en distintos estado de carga: Consiste en informar a la unidad de mando de la posición de la mariposa de gases, para que pueda ajustar la dosificación de mezcla y el avance correspondiente en cada caso. A ralentí, media y plena carga. Corrección de fluctuaciones de tensión de batería: Debido a que existen tiempos de respuesta en la apertura de los inyectores, los cuales varían con la tensión de la batería, la unidad de mando varia los tiempos teóricos de inyección, corrigiéndolos en función de las variaciones de tensión. Ante una baja tensión el tiempo aumenta y viceversa.

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Gobierno de la bomba de combustible: La unidad de mando sólo permite el funcionamiento de la electrobomba de combustible, si tiene constancia de que el motor está en marcha, de lo contrario desactiva la bomba por motivos de seguridad.

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio 

Anti-detonación: Si la unidad de mando recibe información de que en algún cilindro se está produciendo detonación, esta retrasa el punto de encendido, incluso de forma selectiva, hasta que desaparezca dicha detonación. Una vez desaparecido el riesgo de detonación la unidad restablece los distintos valores a los programados.

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Control de la presión del turbo: Controla la presión del turbo para que esta no sobrepase el valor de tarado, que repercutiría en la integridad del motor. También gobierna la función “overboat”, que permite elevar la presión de soplado del turbo durante un cierto tiempo, cuando se produce una aceleración brusca.

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Activación de los electro ventiladores de refrigeración: Algunos sistemas Motronic, se encargan también de la activación de los electro ventiladores de refrigeración, ya que a la unidad de mando le llega información de la temperatura del motor, esta excita los distintos relés para que funcionen los electros. Si a la ECU le llega información de la presión existente en el circuito de aire acondicionado, esta activará las distintas velocidades de los electros, según la presión.

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Activación del compresor del aire acondicionado: Algunas ECU activan directamente al compresor del aire acondicionado, según la información recibida de la unidad de aire acondicionado. Otros sólo autorizan la activación del compresor si la potencia pedida al motor no es considerable.

Autodiagnosis

Se denomina Autodiagnosis al programa de autocontrol del sistema completo de la inyección y del encendido, incluyendo la periferia. La Autodiagnosis del sistema de inyección electrónica. 

Indica al conductor que hay un fallo en el sistema.

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Introduce en la memoria el fallo que se ha producido con un «Código de avería».

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Orienta al personal de taller a la hora de buscar la avería

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Conector OBD

OBD (On Board Diagnostics) es un sistema de diagnóstico a bordo en vehículos (coches y camiones). Actualmente se emplean los estándares OBD-II (Estados Unidos), EOBD (Europa) y JOBD (Japón) que aportan un monitoreo y control completo del motor y otros dispositivos del vehículo. Los vehículos pesados poseen una norma diferente, regulada por la SAE, conocida como J1939.

Historia del OBD

Para reducir la contaminación del aire, la "California Air Resources Board" (CARB) determinó en 1988 que todos los automóviles a gasolina contaran con OBD (On Board Diagnostics), que controlara los límites máximos de emisiones y además un autocontrol, el On Board Diagnostics de componentes relevantes de las emisiones de gas a través de dispositivos de mando electrónicos. Para que el conductor detecte un mal funcionamiento del OBD se impuso la obligación de tener una lámpara que indique fallos (MIL - Malfunction Indicator Lamp). Medidas más estrictas en los límites de emisiones en 1996 llevó a la creación del OBD II. En Europa se introdujo el OBD ajustándose al OBD-II americano. Desde 1996 el OBD II es un requisito legal para automóviles nuevos en Estados Unidos. Con base en esta regla americana se impuso en los noventa la inclusión de sistemas de diagnóstico también para los automóviles destinados al mercado europeo.

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Dpto. Mecánica Automotriz Mantenimiento de Motor 4º Medio En Europa, según la Directiva 98/69EG, los automóviles a gasolina del año 2000 en adelante, los diésel de 2003 en adelante, y los camiones de 2005 en adelante tienen que estar provistos de un OBD. La interfaz estándar del OBD-II no solamente es utilizada por el fabricante para sus funciones avanzadas de diagnóstico sino también por aquellos que van más allá de lo que la ley exige. La siguiente etapa planeada es el OBD-III, en el que los propios automóviles se comunican con las autoridades si se produce un empeoramiento de las emisiones de gases nocivos mientras está en marcha. Si esto sucede, se pedirá a través de una tarjeta indicativa, que se corrijan los defectos.

OBD1

OBD I fue la primera regulación de OBD que obligaba a los productores a instalar un sistema de monitorización de algunos de los componentes controladores de emisiones en automóviles. Obligatorios en todos los vehículos a partir de 1991, sin embargo fue creada esta tecnología en 1983 así como implementada en algunos vehículos americanos en 1987 y 1988, los sistemas de OBD I no eran tan efectivos porque solamente monitorizaban algunos de los componentes relacionados con las emisiones, y no eran calibrados para un nivel específico de emisiones.

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OBD2

OBD II es la segunda generación del sistema de diagnóstico a bordo, sucesor de OBD I. Alerta al conductor cuando el nivel de las emisiones es 1.5 mayor a las diseñadas. A diferencia de OBD I, OBD II detecta fallos eléctricos, químicos y mecánicos que pueden afectar al nivel de emisiones del vehículo. Por ejemplo, con OBD I, el conductor no se daría cuenta de un fallo químico del catalizador. Con OBD II, los dos sensores de oxígeno, uno antes y el otro después del catalizador, garantiza el buen estado químico del mismo. El sistema verifica el estado de todos los sensores involucrados en las emisiones, como por ejemplo la inyección o la entrada de aire al motor. Cuando algo falla, el sistema se encarga automáticamente de informar al conductor encendiendo una luz indicadora de fallo (Malfunction Indication Lamp (MIL), también conocida como Check Engine o Service Engine Soon). Para ofrecer la máxima información posible para el mecánico, guarda un registro del fallo y las condiciones en que ocurrió. Cada fallo tiene un código asignado. El mecánico puede leer los registros con un dispositivo que envía comandos al sistema OBD II llamados PID (Parameter ID). Generalmente el conector OBD II suele encontrarse en la zona de los pies del conductor, consola central o debajo del asiento del copiloto. Actualmente se puede conectar con la máquina de diagnosis de diferentes maneras, mediante Bluetooth, WiFi, USB, cayendo en desuso el protocolo de conexión, el puerto serie (RS232). Este enlace, unido a un software ejecutándose desde un ordenador o un terminal móvil permite la monitorización en tiempo real de códigos de error y diversos parámetros directamente de la centralita del motor tales como las revoluciones del motor, el consumo de combustible en tiempo real (sin que el automóvil lleve equipado ordenador de abordo) o la temperatura del aceite, entre muchos otros parámetros dependiendo del modelo. El controlador ELM327 es el más extendido para establecer dichos enlaces entre la centralita del motor y el dispositivo con el software instalado. Existen controladores más avanzados, clones del software original de los fabricantes, que permiten adicionalmente programar ciertas configuraciones del vehículo, como el equipamiento y la realización de testeos. OP-COM, VAG-COM, etc son algunos ejemplos.

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EOBD EOBD es la abreviatura de European On Board Diagnostics (Diagnóstico de a Bordo Europeo), la variación europea de OBD II. Una de las diferencias es que no se monitorizan las evaporaciones del depósito de combustible. Sin embargo, EOBD es un sistema mucho más sofisticado que OBD II ya que usa "mapas" de las entradas a los sensores basados en las condiciones de operación del motor, y los componentes se adaptan al sistema calibrándose empíricamente. Esto significa que los repuestos necesitan ser de alta calidad y específicos para el vehículo y modelo.

JOBD JOBD es una versión de OBD-II para los vehículos vendidos en Japón.

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