Descripciones de componentes de control del motor

Transcripción

1 Página 1 de 17 Descripciones de componentes de control del motor Módulo de control del motor Sistema de alimentación de combustible Medida del flujo de aire Control de velocidad de ralentí Sensores Sensores de régimen y posición del motor Válvulas Módulo de control del motor Las señales eléctricas de los sensores de los sistemas de alimentación de combustible y de encendido son recibidas y procesadas por los circuitos electrónicos del módulo de control del motor. Funciones Las salidas del módulo de control del motor controlan lo siguiente: Inyectores - controlando el tiempo que permanece abierta cada válvula de inyector. Relé de la bomba de combustible. Sistema de control de la velocidad de ralentí. Sistema de emisiones por evaporación. Recirculación de los gases de escape. Reglaje del encendido y detección de detonación. Autodiagnosis de fallos, indicada por un testigo luminoso (LED) en el módulo de control del motor Fig 1 o un testigo de averías o un testigo de comprobación del motor situado en el tablero de instrumentos Fig 2. Programa de funcionamiento básico de emergencia, que sustituye a un sensor averiado por un valor medio permitiendo que se pueda conducir el vehículo a un taller para repararse. Fig 1

2 Página 2 de 17 Fig 2 Sistema de alimentación de combustible Regulador de presión de combustible - Fig 3 Mantiene una alimentación de presión uniforme a los inyectores. Sistemas de punto único - incorporados al cuerpo de la mariposa. Sistemas multipunto - montados aguas abajo de los inyectores. Fig 3 1. Diafragma 2. Muelle 3. Conexión de vacío 4. Entrada de combustible presurizado 5. Retorno de combustible

3 Página 3 de 17 El cuerpo regulador está dividido en dos cámaras por un diafragma. La cámara superior (muelle) está conectada, mediante un tubo flexible de vacío, al colector de admisión aguas abajo de la válvula de mariposa. La cámara inferior recibe combustible presurizado. Cuando la presión de alimentación de combustible sobrepasa la presión prefijada del regulador se abre la válvula de diafragma y permite que el combustible sobrante fluya de vuelta al depósito. El vacío ejercido sobre la cámara superior modifica la presión del muelle y garantiza que la diferencia de presión entre la cámara de combustible y el colector de admisión sea constante. Inyector Sistemas de punto único - el inyector pulveriza combustible en el cuerpo de la mariposa. Sistemas multipunto - los inyectores pulverizan combustible en el colector de admisión. Los inyectores electrónicamente controlados se abren mediante un solenoide incorporado - de punto único Fig 4, multipunto Fig 5, que responde a las señales del módulo de control del motor. El combustible se inyecta en forma de pulverización fina, para garantizar una mezcla perfecta con el aire de admisión. Pueden proporcionarse resistores externos para cada inyector. Los inyectores de sistemas mecánicos (KE-Jetronic y derivados) tienen una válvula cargada por muelle que funciona mediante presión del combustible Fig 6. Fig 4 1. Solenoide 2. Admisión de combustible 3. Retorno de combustible 4. Válvula de aguja Fig 5

4 Página 4 de Solenoide 2. Admisión de combustible 3. Válvula de aguja Fig 6 1. Entrada de combustible 2. Malla del filtro 3. Válvula de aguja - abierta 4. Válvula de aguja - cerrada Medida del flujo de aire Sensor de flujo del volumen de aire - Fig 7 El sensor de flujo del volumen de aire está montado entre el filtro de aire y el cuerpo de la mariposa. Mide la cantidad de aire atraído al motor por la desviación de una charnela dentro del sensor.

5 Página 5 de 17 Fig 7 1. Charnela del sensor 2. Charnela del amortiguador de vibraciones 3. Potenciómetro 4. Sensor de temperatura del aire de admisión La charnela está conectada con un potenciómetro que envía una tensión de señal al módulo de control del motor. Esta es la señal primaria que, junto con las de los sensores de otros sistemas, se usa para determinar las necesidades del motor respecto al combustible. En muchas aplicaciones el sensor de temperatura del aire de admisión está incorporado a este tipo de sensor de flujo de aire. Sensor de flujo de la masa de aire - tipo de alambre caliente - Fig 8 El sensor del flujo de la masa de aire no tiene partes móviles y proporciona muy poca restricción al flujo de aire. Está montado entre el filtro de aire y el cuerpo de la mariposa. El sensor del flujo de la masa de aire consta de un venturi con un cable de resistencia expuesto al aire que entra. Hay también un sensor o cable compensador de temperatura del aire expuesto al flujo de aire. El módulo de control del motor detecta los cambios de temperatura causados por las variaciones de la masa de aire que pasa por el cuerpo del sensor y aumenta o disminuye la corriente que fluye por el alambre de medición. Un circuito electrónico interno mantiene la temperatura aproximada del alambre de medición a 120 C constantemente, por encima de la temperatura del aire de admisión. Conforme aumenta la masa de aire que pasa por el alambre, también aumenta la corriente requerida para mantener la temperatura. Este aumento de corriente lo detecta el módulo de control del motor. Ésta es la señal principal, utilizada junto con las señales de los sensores de los otros sistemas, para determinar la cantidad correcta de combustible que hay que suministrar al motor. Cuando el sistema está desconectado, funciona un servicio de `burn-off'" (quemado) para eliminar la suciedad del filamento.

6 Página 6 de 17 Fig 8 1. Malla protectora 2. Alambre de resistencia 3. Aire de admisión 4. Alambre de compensación Sensor de flujo de la masa de aire - tipo de lámina caliente Parecido al tipo de alambre caliente, pero con el elemento de medición incorporado en una placa cerámica. Esta disposición elimina la necesidad de un servicio de "quemado". Sensor de presión absoluta del colector - Fig 9 Conectado por un tubo flexible de vacío al colector de admisión del motor. Generalmente situado en la plataforma del motor, o incorporado a la carcasa del módulo de control del motor. El sensor consta de un diafragma y un circuito piezoeléctrico que varía la resistencia en proporción a la presión del colector. El sensor tiene una alimentación de 5 V y envía una tensión de señal al módulo de control del motor que es proporcional a la presión del colector. El módulo de control del motor utiliza las señales de tensión del sensor de presión absoluta del colector para ajustar las señales a los inyectores. Fig 9

7 Página 7 de 17 A. Plena carga B. Al ralentí 1. Conector de vacío 2. Cristal piezoeléctrico 3. Conexiones eléctricas Control de velocidad de ralentí Los dispositivos de control de velocidad de ralentí están todos incorporados a un sistema de bypass de la mariposa, permitiendo que entre aire suplementario en el motor. Este aire extra complementa el enriquecimiento de la mezcla durante un arranque en frío y el periodo de calentamiento posterior. Válvula de control del aire de ralentí - Fig 10 La válvula de aire auxiliar permite que el aire se desvíe de la válvula mariposa cuando el motor está frío, para aumentar la velocidad de ralentí durante el periodo de calentamiento. Fig 10

8 Página 8 de Tira bimetálica 2. Elemento térmico 3. Placa de válvula 4. Aire de bypass La válvula está montada sobre el motor en una posición donde está en contacto directo con la temperatura del motor. La válvula incorpora una tira bimetálica calentada por electricidad que determina el punto de corte conforme el motor alcanza la temperatura normal de funcionamiento. Válvula de control del aire de ralentí - tipo de solenoide - Fig 11 El actuador de control del aire de ralentí de solenoide permite que el aire se desvíe de la válvula mariposa para controlar la velocidad de ralentí, en todas las condiciones. Fig Solenoide

9 Página 9 de Válvula de aire 3. Salida de aire 4. Entrada de aire Está controlado directamente por el módulo de control del motor, que interpreta las señales de los sensores tales como r.p.m. y la temperatura del refrigerante para mantener la velocidad de ralentí a un nivel predeterminado. El solenoide actúa contra un muelle, ya sea con un movimiento rotatorio o lineal. Válvula de control del aire de ralentí - tipo rotatorio - Fig 12 El actuador rotatorio de control del aire de ralentí permite que el aire se desvíe de la mariposa para controlar la velocidad de ralentí, en todas las condiciones. Fig Válvula rotatoria 2. Entrada de aire 3. Salida de aire 4. Motor El dispositivo consta de una válvula rotatoria, en el conducto de aire de bypass, montada sobre el eje de un motor eléctrico especial. El motor tiene dos conjuntos de devanados de inducido y está limitado a un movimiento angular de 90. El módulo de control del motor suministra una tensión alterna a los dos devanados, según las señales de sensores tales como el régimen del motor y la temperatura del refrigerante. Las tensiones alternas ejercen fuerzas opuestas sobre el inducido con el resultado de que la válvula adopta una posición que corresponde a la proporción de la tensión. Válvula de control del aire de ralentí - tipo de motor paso a paso - Fig 13 El motor paso a paso del control del aire de ralentí coloca una válvula de aire de bypass válvula montada en el cuerpo de la mariposa y se utiliza fundamentalmente con sistemas de inyección de

10 Página 10 de 17 punto único. El motor paso a paso tiene cuatro devanados de control, que le permiten estar colocado precisamente en cualquier dirección. Está controlado por el módulo de control del motor y cambia la velocidad de ralentí independientemente de la posición de la válvula de mariposa. Como función suplementaria el motor paso a paso puede abrir la válvula de mariposa mecánicamente para aumentar la velocidad de ralentí. Fig 13 Sensores Sensor calentado de oxígeno - Fig 14 A veces se le denomina sensor Lambda. Está montado en el sistema de escape aguas arriba del catalizador, donde puede medir de manera uniforme los gases de escape de todos los cilindros. En caso necesario (p.ej. en un motor en V con un sistema de escape doble) pueden montarse dos sensores. Fig 14

11 Página 11 de Tapa protectora con ranuras 2. Elemento térmico 3. Elemento sensor 4. Conexiones eléctricas El sensor reacciona ante el contenido de oxígeno de los gases de escape y utiliza la tensión generada ( mv) para enviar una señal al módulo de control del motor para que modifique la proporción de la mezcla (aire/combustible). Si el contenido de oxígeno está al valor ideal (Lambda = 1), la tensión de la señal del sensor será de 500 mv. Si la mezcla es demasiado pobre la tensión será de mv (Lambda = 1,10). Si es demasiado rica la tensión será de mv (Lambda = 0,96). En la práctica el sensor de oxígeno envía continuamente señales al módulo de control del motor para modificar la alimentación de combustible en una cantidad pequeña, a fin de mantener la concentración de la mezcla lo más cerca posible (± 1%) a la proporción ideal teórica (estequiométrica) de 14.7 partes de aire a 1 parte de combustible, que es la óptima para que el catalizador funcione eficazmente. El sensor no comenzará a funcionar hasta que haya alcanzado C, pero la mayoría incorpora actualmente un elemento calentador, que permite que el sistema de bucle cerrado empiece a funcionar momentos después de un arranque en frío. Sensor de temperatura del refrigerante del motor - Fig 15 La sonda del sensor de temperatura de refrigerante del motor está inmersa en el refrigerante del motor y cambia su resistencia en proporción a los cambios de temperatura. Fig 15

12 Página 12 de Conexiones eléctricas 2. Carcasa 3. Resistor de coeficiente negativo de temperatura En la mayoría de los casos el sensor incorpora un resistor de coeficiente negativo de temperatura, cuya resistencia disminuye conforme aumenta la temperatura del refrigerante. Sensores de régimen y posición del motor Los sensores de régimen del motor, de posición del cigüeñal y de posición del árbol de levas son de dos tipos básicos, inductivos o de efecto Hall. Los sensores inductivos pueden montarse sobre la carcasa del árbol de levas, sobre el bloque motor o en el distribuidor, pero los sensores de efecto Hall van normalmente montados en el distribuidor. Tipo inductivo - Fig 16 Estos sensores contienen un imán permanente encerrado parcialmente en un núcleo de hierro de bobina móvil y en parte en un devanado inductor. La punta del sensor está colocada cerca de la corona dentada del volante, un disco dentado emisor de impulsos, o una rueda dentada sujeta a la polea del cigüeñal. En algunas aplicaciones el(los) sensor(es) están incorporados en el distribuidor de encendido o en una unidad independiente accionada por el árbol de levas. Fig 16

13 Página 13 de Núcleo de bobina móvil 2. Devanado inductor 3. Imán permanente 4. Corona dentada del volante 5. Terminal del punto muerto superior Conforme van pasando los dientes o terminales del disco emisor de impulsos, el sensor del campo magnético cambia, induciendo una señal de tensión que se envía al módulo de control del motor. Efecto Hall - Fig 17 El generador de efecto Hall consta de un material semiconductor, a través del cual fluye una corriente, encerrada en un campo magnético en ángulo recto con el flujo de corriente. Fig Paleta emisora de impulsos 2. Generador Hall

14 Página 14 de Eje distribuidor Cuando está dado el contacto, se genera una pequeña tensión en el semiconductor (la tensión Hall). Se coloca una paleta emisora de impulsos de bobina móvil sujeta al eje distribuidor para que pase entre los polos del imán. Con ello se desvía el campo magnético y se produce el efecto de disminuir la tensión Hall a prácticamente cero Fig 18. Conforme la paleta pasa por el sensor, se enciende el emisor de impulsos Hall cuando se encuentra frente a una separación [1] y [2] y se apaga cuando no hay separación [3] y [4]. Fig 18 Interruptor de posición de la mariposa - Fig 19 El interruptor de posición de la mariposa está montado sobre el cuerpo de la mariposa y sujeto al eje de la válvula de mariposa. Lleva incorporado un interruptor de ralentí y un interruptor de mariposa a plena carga. Fig 19

15 Página 15 de Interruptor de la mariposa a plena carga 2. Eje de la mariposa 3. Interruptor de ralentí El interruptor de ralentí controla el corte de combustible cuando se pasa de vueltas el motor y el interruptor de la mariposa a plena carga envía una señal al módulo de control del motor para suministrar una enriquecimiento de plena carga. Sensor de posición de la mariposa - Fig 20 El sensor de posición de la mariposa es una resistencia variable (potenciómetro) conectado al eje de la válvula de mariposa, y se utiliza como alternativa a un interruptor de la mariposa. En el caso de los sistemas de inyección de punto único, la detección de la carga puede realizarse mediante este sensor, evitando la necesidad de un sensor de la presión absoluta del colector. Fig Eje de mariposa 2. Brazo del contacto móvil 3. Pistas de resistencia Se suministra con una tensión de referencia y el módulo de control del motor utiliza la tensión de la señal de salida para interpretar la posición exacta de la mariposa. Válvulas Válvula de control de emisiones por evaporación - Fig 21 Si se monta un sistema de control de emisiones por evaporación puede conseguirse una disminución de la contaminación atmosférica. El vapor de combustible procedente del depósito se almacena en un filtro de carbón cuando se para el motor.

16 Página 16 de 17 Fig Entrada de vapor 2. Válvula antirretorno 3. Solenoide 4. Salida de vapor Cuando el motor se aproxima a la temperatura normal de funcionamiento, la válvula solenoide del filtro de carbón se abre, permitiendo que se saque el vapor de combustible del filtro de carbón y se meta en el colector de admisión. Válvula de recirculación de los gases de escape - Fig 22 A fin de disminuir los óxidos de nitrógeno emitidos por el escape, puede reconducirse una proporción de los gases de escape al colector de admisión cuando el motor esté a plena carga. La válvula de recirculación de los gases de escape es de funcionamiento mecánico o mediante vacío para controlar el flujo de los gases de escape hacia el colector de admisión. Fig 22

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