UNIVERSIDAD INTERNACIONAL DEL ECUADORFacultad de Ingeniera Mecnica Automotriz

Tema: Informe de Practica

Asignatura: Inyeccin Electrnica a Gasolina y Diesel

Docente: Ing. Edwin PuenteAutor:Fabian Bajaa Rivas

Semestre: Octubre 2014 Febrero 2015

INDICE GENERALCONTENIDO PGINASCONTENIDO PGINAS2Resumen3INFORME DE PRCTICA SENSORES DE POSICIN4CKP (CRANKSHAFT POSITION)4SENSORES PIEZOELCTRICOS8SENSORES DE OXIGENO11INFORME DE PRCTICA ACTUADORES DE CONTROL DE INYECCIN18

ResumenEn el siguiente trabajo se recopilan todas las tareas que se han realizado a lo largo de este primer parcial de la materia de Inyeccin Electrnica a Gasolina y Diesel, aqu tenemos distintas investigaciones que se han hecho acerca de los temas que hemos visto en el transcurso de las clases, as como los informes de las distintas prcticas que hemos realizado, con el fin de complementar la parte terica que hemos aprendido.

Dentro de los temas que tratamos en esta recopilacin de tareas, estn temas bsicos como la inyeccin electrnica, como se realiza, cules son sus ventajas y sus principales componentes, as como sus caractersticas principales, tambin tratamos sobre los tipos de sensores que existen en el vehculo, detallamos sus caractersticas principales y los mtodos de diagnstico para determinar su correcto funcionamiento.

Esta tarea nos ha servido para refrescar y aclarar conceptos que tenemos sobres los distintos temas planteados.

INFORME DE PRCTICA SENSORES DE POSICINCKP (CRANKSHAFT POSITION)

Para saber a fondo qu es un sensor CKP (sensor de posicin del cigeal) debemos tener claro que es un dispositivo de efecto Hall que reporta el nmero y secuencias de las ranuras hechas en el plato del convertidor de torsin detectando de esa manera la velocidad del motor y junto con el dato del sensor del rbol de levas (CMP), la computadora ubique la posicin del pistn en cada uno de los cilindros, y la generacin de chispa e inyeccin pueda ser sincronizada en el momento que el pistn este en su carrera de compresin. En algunos casos si el motor tiene distribuidor el sensor CKP est ubicado dentro de l, en caso contrario el sensor est localizado atrs del motor del lado derecho en la parte inferior del monoblock en direccin de la cremallera.Este tipo de sensor (Sensor de Posicin del Cigeal) consta de un imn permanente que induce un campo magntico a travs del cual se le aplica una corriente de 5v, este campo magntico y esta corriente son interrumpidas cada vez que un diente del volante del cigeal pasa cerca del imn del sensor, entonces la seal de 5v es interrumpida varias veces, lo que genera una seal de frecuencia que va de los 0v a los 5v, y esta seal de frecuencia la interpreta la computadora como las revoluciones del volante y por ende la posicin de los pistones.

Figura 1: Sensor de posicin del cigeal Fuente: http://www.autoavance.co/images/Sensor_Crankshaft.jpgEl sensor CKP es un dispositivo de efecto Hall que registra la velocidad del motor y la posicin del cigeal. La computadora utiliza esta informacin para determinar el pulso de inyeccin y la sincronizacin de la chispa.Sensor de posicin del rbol de levas (CMP)Es llamado tambin sensor de fase. Consta de una bobina arrollada sobre un ncleo de imn. Este sensor est enfrentado a un camn del rbol de levas y produce una seal cada dos vueltas de cigeal. En algunos vehculos est colocado dentro del distribuidor (Toyota). Es un dispositivo de efecto Hall que registra la posicin del rbol de levas y que auxilia al CKP en la sincronizacin y la identificacin de cilindros. La computadora utiliza esta informacin para ajustar el pulso de inyeccin y la sincronizacin de la chispa.Conexiones Alimentacin del sensor: 12 Volts. Masa del sensor. Seal del sensor: 0 V 5 V 0 V 5Localizacin tpica del sensor CMPEl sensor CMP generalmente se localiza en el extremo de la cabeza del motor y es utilizado en vehculos de encendido computarizado sin distribuidor y con sistema fuel injection.Sntomas de falla del sensor CMPCuando el sensor CMP falla, provoca lo siguiente: Explosiones en el arranque. El motor no enciende. Se enciende la luz Check Engine.

Figura 2: Ubicacin del sensor de posicin del rbol de levas Fuente: http://www.conevyt.org.mx/educhamba/guias_emprendizaje/sensor4.pdf

Desarrollo de la Prctica

Lo primero que haremos ser ubicar los sensores de posicin dentro de la maqueta de simulacin.En este caso tenemos el sensor CMP de efecto Hall, y los sensores CKP de efecto hall y ptico.Luego de ello ubicaremos los terminales de seal, para hacer la prueba de verificacin de cada uno de ellos.A continuacin nos ubicamos con el osciloscopio automotriz OTC y lo calibramos de acuerdo al voltaje y el tiempo adecuado para poder apreciar correctamente la grfica que nos genere este sensor.As mismo calibraremos el tacmetro, para poder medir las revoluciones a las que necesitemos obtener la grfica.

Figura 3: Seal del sensor Hall Editado por: Fabian Bajaa Fuente: Maqueta Talleres UIDE

Figura 4 Seal del sensor HallEditado por: Fabian Bajaa Fuente: Mazda 3 Talleres UIDE

Figura 5: Seal del sensor Inductivo Editado por: Fabian Bajaa Fuente: Maqueta Talleres UIDESENSORES PIEZOELCTRICOSMarco terico Son sensores empleados en sistemas de retencin de pasajeros para activar los tensores de los cinturones, los sistemas de airbag, etc., este elemento se aloja en una carcasa conjuntamente con una primera fase amplificadora de seal. El principio de funcionamiento del sensor es inverso al de un actuador. Un elemento piezoelctrico no encapsulado mide las fuerzas de inercia que actan sobre una masa ssmica de igual forma

Figura 7: Esquema de un sensor de tipo piezoelctricoFuente: http://www.pesadillo.com/pesadillo/?p=2696AplicacionesLos sensores piezoelctricos son catalogados como herramientas verstiles para la medicin de varios procesos. Son utilizados para garantas de calidad, procesos de control, investigacin y desarrollo en diferentes campos industriales. Aunque el efecto piezoelctrico fue descubierto por Curie en 1880, ste comenz a ser implementado en las areas sensoriales de la industria solamente a partir del ao 1950. Desde entonces, el uso de este principio de medicin se ha incrementado, ya que puede ser considerado como una tecnologa madura gracias a su fcil manejo y su alto nivel de confiabilidad.Tiene aplicaciones en campos como la medicina, la industria aeroespacial y la instrumentacin nuclear, as como pantallas tctiles de telfonos celulares. En la industria automovilstica, los elementos piezoelctricos son utilizados para monitorear la combustin durante el desarrollo de motores de combustin interna. Los sensores pueden estar, bien sea montado directamente en hoyos adicionales en la culata o en las bujas las cuales estn equipadas con un sensor piezoelctrico en miniaturaMateriales sensiblesDos grandes grupos de materiales son usados en los sensores piezoelctricos: cermicos piezoelctricos y materiales de un solo cristal. El material cermico (como por ejemplo la cermica PZT) tienen una sensibilidad constante que es aproximadamente dos rdenes de magnitud ms grande que los materiales de un solo cristal y pueden ser producidos a travs de procesos de sinterizacin de bajo costo. El Efecto Piezo en las piezocermicas se considera que es entrenado por lo que desafortunadamente su alta sensibilidad se ve degradada con el tiempo. Esta degradacin est altamente correlacionada con la temperatura. Los materiales de cristal menos sensibles (fosfato de galio, cuarzo, turmalina) cuando se manipulan con cuidado tienen mayor estabilidad a largo plazo.Desarrollo de Practica

Figura 8: Seal del sensor MAPEditado por: Fabian Bajaa Fuente: Maqueta Talleres UIDELo primero que haremos ser ubicar los sensores piezoelctricos dentro de la maqueta de simulacin. Luego de ello ubicaremos los terminales de seal, para hacer la prueba de verificacin de cada uno de ellos. Luego nos ubicamos en el osciloscopio automotriz OTC y lo calibramos de acuerdo al voltaje y el tiempo adecuado para poder apreciar correctamente la grfica que nos genere este sensor.

Figura 9: Seal del sensor MAPEditado por: Fabian Bajaa Fuente: Maqueta Talleres UIDE

Figura 10: Seal del sensor Inductivo MAPEditado por: Fabian Bajaa Fuente: Maqueta Talleres UIDE

SENSORES DE OXIGENOMarco TericoCon la combustin del combustible, adems de productos inocuos como agua, dixido de carbono o nitrgeno, tambin se generan gases nocivos peligrosos. Para reducirlos se utiliza el catalizador regulado, que desde finales de los aos ochenta se monta en todos los vehculos nuevos con motor de gasolina, y con l, una sonda Lambda que garantiza que las condiciones de funcionamiento del catalizador sean ptimas.Principio bsico de la sonda LambdaEn funcin del porcentaje de oxgeno residual contenido en el gas de escape, la sonda produce diferentes seales. La unidad de control del motor interpreta esta seal y regula la mezcla. Partiendo de este principio bsico de funcionamiento, la tecnologa de las sondas Lambda se ha ido desarrollando de forma continuada. Garantiza que las emisiones txicas se mantienen en un nivel reducido, as como un consumo eficaz y una larga duracin del catalizador.Qu es un Sensor de Oxigeno?Un sensor de oxgeno es un generador de tensin que est basado en la diferencia de contenido de oxgeno que hay entre dos fluidos. El oxgeno es un elemento qumicamente muy reactivo, por eso cuando hay diferentes concentraciones de oxgeno entre dos medios, aparece una diferencia de potencial elctrico. El sensor de oxgeno ms importante que se utiliza en el automvil es la sonda lambda que verifica la composicin de los gases de escape (el valor lambda es el cociente entre la cantidad de aire aspirado y la cantidad de aire que tericamente hace falta), por eso, por defecto, siempre se les llama con esa denominacin. Los sensores de oxgeno para el anlisis de los gases de escape son uno de los elementos que ms ha evolucionado debido a su gran importancia en el control de las emisiones nocivas.

Figura 11: Factor lambdaFuente: http://www.aficionadosalamecanica.com/images-inyecc-direc/-lambda.jpgEl sensor de Oxigeno (sensor 02) est encargado de medir el contenido de Oxigeno de los gases de escape. La habilidad de detectar Oxigeno se produce cuando este sensor genera un voltaje proporcional al contenido de oxgeno en los gases de escape. En otras palabras, si el contenido de Oxigeno es bajo, el voltaje producido es alto (0.90 voltios o mezcla rica en combustible) y si el contenido de oxigeno es alto, el voltaje es bajo ( 0.10 voltios o mezcla pobre en combustible). Aunque el sensor ()2 debe tericamente ciclar entre 0.00 voltio y 1.00 voltio, en practica el ciclo es de entre 0.10 voltios y 0.90 voltios. A continuacin estos son los puntos claves para analizar cualquier seal del sensor ()2. El sensor 02 siempre va a ciclar entre 0.10V y 0.90V. Esta seal siempre debe de llegar a 0.80V o ms de amplitud, funcionando a plena capacidad. Y tambin la seal del sensor ()2 tiene que bajar a 0.10V o menos de amplitud. Es decir, mientras este sensor est ciclando la seal tiene que alcanzar como mnimo el valor de entre 0.1 OV a 0.80V.El funcionamiento a plena capacidad quiere decir con el motor caliente, el sensor 02 a ms de 600 E de temperatura operacional, y sin ningn problema de mezcla aire/combustible. El sensor ()2 debe de ciclar por lo menos 1 vez por segundo (I Hz). Eso quiere decir tres conteos de cruce (cross counls) en la computadora de diagnstico (que de ahora en adelante se le referir como SCANNER). Silicn es la razn ms comn de contaminacin del sensor 02. Al sensor 02 le es ms fcil ciclar de mezcla rica a mezcla pobre que vise-versa.Este sensor tiende a fallar en alta. sea, su seal se queda ciclando a un nivel de voltaje alto (cerca de 0.90 V). Si esto pasa la computadora del carro (ECM) siempre percibe la mezcla como rica en gasolina.Se distinguen tres tipos diferentes de sondas Lambda. Las sondas Lambda de dixido de circonio y dixido de titanio tambin se denominan "de salto" o "binarias" porque la seal de la sonda oscila entre dos valores. El tercer grupo est formado por las llamadas sondas Lambda de banda ancha, tambin denominadas "lineales", porque pueden medir y lograr una transicin fluida entre diferentes estados de mezcla.

Figura 12: Sonda lambda de dixido de circonioFuente: http://www.aficionadosalamecanica.com/images-inyecc-direc/-lambda.jpgSonda Lambda de dixido de circonioEsta sonda Lambda consta de un electrolito slido de circonio. Este material es conductor inico de oxgeno a partir de 300 C. El contenido de oxgeno en el gas de escape se mide mediante los electrodos situados en la parte interior (referencia/aire ambiental) y la parte del gas de escape (gas de medicin). La seal de salida se crea con los iones de oxgeno que se mueven por el elemento e intentan compensar la diferencia de oxgeno (diferencia en la presin parcial de oxgeno). La sonda Lambda de dixido de circonio se caracteriza por las siguientes propiedades: Rpida puesta en funcionamiento Resistencia trmica Resistencia a los golpes de agua Resistencia a la toxicidad Alto grado de fiabilidadEstas sondas se utilizan, dependiendo del vehculo, como sondas reguladoras y de diagnstico.Sonda Lambda de dixido de titanioLa sonda Lambda de dixido de titanio tambin es una sonda binaria. El dixido de titanio tiene una propiedad especial: la resistencia elctrica se modifica de forma proporcional a la cantidad de oxgeno en el gas de escape. En este caso, la resistencia medida informa sobre el estado de funcionamiento en el que se encuentra el motor. La sonda Lambda de dixido de titanio se caracteriza por las siguientes propiedades: Es robusta y compacta Presenta una gran velocidad de reaccin No necesita aire de referencia Alcanza rpidamente la temperatura de funcionamientoEstas sondas se utilizaban, dependiendo del vehculo, como sondas reguladoras y de diagnstico, pero en los equipos originales ya no se utilizan.

Figura 13: Principio de funcionamiento de sonda lambda de dixido de titanioFuente: http://www.ngk.de/uploads/tx_templavoila/ntk_arbeitsprinzip_zirkonia_1_es.jpgSonda Lambda de banda anchaA partir de la aprobacin de la legislacin correspondiente para la reduccin de las emisiones y el consumo, surge la necesidad de que los motores funcionen de forma regulada al margen de la mezcla estequiomtrica. Para conseguir esto se han desarrollado las llamadas sondas Lambda. Estas sondas Lambda lineales pueden emitir una seal proporcional a la cantidad de oxgeno residual contenida en el gas de escape. Esta seal est disponible en una amplia relacin de aire y combustible.La seal de salida se corresponde con el flujo bombeado necesario para fijar un nivel de oxgeno constante en una cmara de medicin (Lambda = 1 se corresponde con 450 mV). Cuanto ms se aleje de este valor el gas de escape que se introduce, mayor ser el flujo bombeado y en consecuencia, la seal de salida de la sonda.

Figura 14: Sonda lambda de banda anchaFuente: http://www.ngk.de/uploads/tx_templavoila/ngk_breitband_lambdasonde_08.jpgLa sonda Lambda de banda ancha tiene las siguientes ventajas: rpida puesta en funcionamiento elemento monoltico con calefactor integrado estructura hermtica para generar automticamente una referencia del oxgeno resistencia trmica alto grado de fiabilidadEstas sondas Lambda son las que se utilizan de forma habitual en los motores de gasolina y tienen mltiples aplicaciones en los vehculos disel.

Desarrollo de Practica Lo primero que haremos ser ubicar el sensor de oxigeno dentro de la maqueta de simulacin. Luego de ello ubicaremos los terminales de seal, para hacer la prueba de verificacin de cada uno de ellos. Luego nos ubicamos en el osciloscopio automotriz OTC y lo calibramos de acuerdo al voltaje y el tiempo adecuado para poder apreciar correctamente la grfica que nos genere este sensor. Luego colocamos la punta del osciloscopio en el terminal de seal, en nuestro caso usamos el canal A En caso de requerir se deber introducir previamente algn elemento(con buena conductividad) que tenga una punta ms fina y as hacer mejor contacto al cable del sensor

Figura 13: Seal tpica del sensor de Oxigeno Fuente: http://www.ngk.de/uploads/tx_templavoila/ntk_arbeitsprinzip_zirkonia_1_es.jpgINFORME DE PRCTICA ACTUADORES DE CONTROL DE INYECCINMarco tericoDentro de los sistemas de inyeccin electrnica un subsistema particular lo compone la estabilizacin de la marcha lenta, recordemos que en el momento de arranque la mezcla debe ser rica y que el motor puede encontrarse a temperaturas muy bajas.Cuando el motor est en marcha este subsistema se encargar de acelerar el rgimen de motor cuando se accion el aire acondicionado o bien cuando el alternador comience a cargar e intente frenar al motor, en pocas palabras este subsistema ha crecido en complejidad a medida que los controles electrnicos fueron desarrollando tecnologas ms eficientes en la estabilizacin de la marcha lenta. El subsistema se compone fundamentalmente del E.C.M. y un actuador.

Figura 14: Seal tpica del sensor de Oxigeno Fuente: http://www.ngk.de/uploads/tx_templavoila/ntk_arbeitsprinzip_zirkonia_1_es.jpgConclusiones Como se da a conocer estos elementos actuadores influyen en la inyeccin de combustible del vehculo y por ende en el rendimiento del vehculo. Cada uno de estos elementos son importantes para el control del vehculo, dependiendo de cada fabricante pueden incluir otros elementos adicionales para el control de la inyeccin.Recomendaciones Seguir los mantenimientos de estos elementos de acuerdo a lo que recomiende el fabricante, y de acuerdo a su criterio. Realizar prcticas con este tipo de actuadores para identificar sus conexiones y la manera de diagnosticar su correcto funcionamiento.BibliografaRueda Santander, Jess. (2006). Manual tcnico de FUEL INJECTION. Guayaquil: Diselihttp://www.conevyt.org.mx/educhamba/guias_emprendizaje/valvula_control.pdfhttp://www.conevyt.org.mx/educhamba/guias_emprendizaje/inyectores.pdf