1.9 Multijet 8v Caudalímetro digital BOSCH HFM6 4.7
El caudalímetro digital del tipo HFM 6 4.7 es un componente, realizado por Bosch, ( N de recambio 55350048 para la versión de 480Kg/ h de caudal configuración tubo-tubo) que equipará todos los nuevos y futuros motores Diesel 1.9 y 2.4 FASE 4 y el 1.3 multijet de 90 CV. Estará disponible con varios caudales y configuración geométrica (tanto tubo-tubo como brida-tubo para alojarlo directamente en la caja del filtro).
Las ventajas del nuevo caudalímetro son: 1. Mayor protección del elemento sensible integrado en el sensor con respecto a las impurezas presentes en el aire (partículas, agua, vapores de aceite, etc.) 2. Mediciones más exactas. Las diferencias entre el caudalímetro HFM6 y los anteriores son: - Señales digitales de temperatura y caudal del aire - Conexión eléctrica de cuatro hilos. - Distinta canalización del flujo de aire al cual el elemento sensible de medición está expuesto (nuevo by-pass). - Torreta soldada térmicamente al conducto del aire. - Rejilla de protección en la sección de salida del conducto de impulsión del aire (con función de condensación de los vapores de aceite).
2 El caudalímetro HFM6 cuenta con una nueva rejilla de plástico (1) ubicada en la sección de salida del conducto que aloja el sensor, cuya función es proteger el sensor de medición (elemento sensible) contra los vapores de blowby que podrían fluir en la fase de apagado del motor. En el caudalímetro digital la torreta (2) está soldada térmicamente al conducto que aloja el sensor y no se puede separar de éste. En el caudalímetro analógico, la torreta está fijada al conducto mediante dos tornillos. 1
CAUDALÍMETRO Analógico 3 4 5 6 4 5 CAUDALÍMETRO Digital 6 3 2 1 2 1 1- Entrada del flujo de aire proporcional al flujo total 2- Elemento sensible resistivo 3- Circuito de medición y amplificación de la señal. 4- Pantalla antiparásito. 5- Conector. 6- Cuerpo.
El sensor de medición del caudalímetro HFM6 utiliza todos los principios de funcionamiento de los caudalímetros precedentes de película caliente. Lo que cambia es la canalización del aire al elemento sensible. Evolución de los conductos o canalización del flujo del aire en los caudalímetros analógicos
Una delas ventajas del caudalímetro digital respecto al analógico es tener el elemento sensible del sensor más protegido contra las impurezas del aire. El flujo de medición deriva del flujo principal en la entrada mediante una canalización secundaria denominada by-pass. El flujo en excedencia se elimina a través de un orificio, obtenido en la tapa de cierre y se vuelve a introducir en el conducto principal. Dicha canalización, que tiene un menor espesor y mayor longitud con respecto a la canalización del flujo principal, aloja el elemento sensible. La nueva forma del bypass asegura que los agentes contaminantes presentes en el flujo de entrada procedan por energía cinética hacia el orificio de salida sin lograr entrar en la canalización de medición. El flujo de medición ha sido estudiado para ser proporcional a la cantidad de aire del conducto principal. Punto de medición mediante el elemento sensible Flujo de medición Flujo de entrada
B C E F D A Conexión de alfileres en la centralita de control del motor 44-37 - 42-1 - Alimentación de 2 V 2 - Masa 3 - Salida señal de temperatura 4 - Salida señal del caudal del aire
A CAUDALÍMETRO Analógico CAUDALÍMETRO Digital B C D E B C A E A - Salida señal de temperatura B - Alimentación (+) C- Masa (-) E- Salida señal del caudal del aire El caudalímetro HFM6 tiene un conector de cuatro vías, mientras que el caudalímetro analógico cuenta con un conector de cinco vías. El hilo adicional (D) se refiere a la tensión de 5V suministrada por la centralita y se utiliza para asegurar una señal del caudal del aire en la salida independiente de las variaciones de la tensión de batería.
1 2 3 NTC1 4 5 NTC2 A B caudalímetro analógico El flujo del aire toca normalmente el sensor (controlado y mantenido a una temperatura constante) de A hacia B. La caída de temperatura determinada por el aire que roza los termorresistores (NTC1, NTC2) produce en los mismos una variación del valor resistivo, proporcional a la cantidad de aire medida, capaz de desequilibrar el puente. Se utilizan dos termorresistores para poder determinar el sentido del flujo del aire (existen flujos inversos o pulsaciones en determinadas condiciones del motor). En el pin 1 la centralita mide el dato de temperatura que utiliza para integrar el valor (como dato) del flujo de aire en la salida del caudalímetro. También en caso de que el flujo de aire se mueva de B hacia A (reflujo del conducto de aspiración) la centralita de control del motor recibe la información adoptando las estrategias adecuadas.
P2 R1 Rx Rc P1 Ra Rb El principio de funcionamiento de la parte activa del caudalímetro se basa en la aplicación de un doble puente de resistencias denominado también puente de Wheatstone (compuesto por Ra, Rb, Rc y Rx). El doble puente, además de una resistencia de calentamiento (R1), se realiza (con técnica planar multicapa) en el mismo soporte (película caliente). El puente de Wheatstone, además de utilizarse para medir resistencias, también se emplea en el caso concreto, como circuito de medida para sensores resistivos. Se utiliza una termorresistencia con valores conocidos en lugar de la resistencia desconocida (Rx). Al variar la temperatura, varía el valor resistivo de la termorresistencia misma, con un consiguiente desequilibrio del puente. caudalímetro analógico Existe por tanto un vínculo de proporcionalidad entre el desequilibrio en tensión, la resistencia desconocida y la temperatura. El primer puente resistivo (P1), con un termorresistor, regula y estabiliza la temperatura del calefactor (R1) del sensor (calentamiento de la película caliente). El segundo puente resistivo (P2), con dos termorresistencias expuestas al flujo de aire, mide y convierte la variación del flujo de aire en tensión, determinando también el sentido del flujo.
1 Ampliación del elemento sensible en el caudalímetro analógico 2 3 4 5
Tendencia de la señal de temperatura En el caudalímetro analógico el valor de temperatura es medido por un NTC, cuyas características se describen al lado. En el caudalímetro digital, el valor de temperatura, enviado a la centralita de control del motor es una señal de tipo PWM en duty-cycle (de frecuencia fija). La tensión de trabajo es de 5 Voltios y el intervalo de medición está comprendido entre -50 ºC y +150 ºC (con un consiguiente valor de duty cycle comprendido entre 10% y 90%)
CAUDALÍMETRO Digital B C A E 1 2 3 La variación de los valores resistivos se convierte de analógica a lógica gracias a un Convertidor analógico digital (3). El dato obtenido es almacenado en una memoria de datos (2) y gracias a un Generador de Funciones (1) los datos se envían a la Centralita de Control del Motor.
Tendencia de la señal del CAUDAL DEL AIRE En el caudalímetro analógico el valor del caudal es una señal cuya tendencia se ha indicado en el gráfico de al lado. En el caudalímetro digital, la señal enviada a la centralita de control del motor tiene una amplitud de 5 Voltios y es variable en frecuencia, entre 1,4 khz y 12 khz.: Caudal de aire Salida en frecuencia 50 (Kg/h) 600 (Kg/h) 151 us 91 us A un aumento del caudal del aire en la entrada corresponde un aumento de la frecuencia de la señal de salida del medidor (y, consiguientemente, una disminución del valor del intervalo de tiempo).
Caudalímetro digital : señal del CAUDAL DEL AIRE Para medir y comprobar la amplitud de la señal (tensión de 5Voltios), es necesario emplear un voltímetro gráfico (Examiner). Para medir el valor de frecuencia es suficiente utilizar un multímetro con la medida de frecuencia seleccionada y las clavijas correspondientes conectadas una al pin de masa del caudalímetro y la otra al pin relativo a la señal del caudal del aire. En los gráficos ilustrados a continuación se han medido valores con un multímetro digital recogiendo las señales del conector de la centralita de control del motor. Los valores se deberán considerar con una tolerancia de un 20%. Motore con minimo regimatoegr Massa Aria Misurata [giri/min] [KHz] [mg/iniet] 850 2,35 ON 355 1500 2,75 ON 397 2000 2,93 ON 339 2500 3,19 ON 351 3000 4,23 OFF 638 3500 4,84 OFF 680 4000 5,30 OFF 670 4500 5,62 OFF 640 5000 6,00 OFF 615