Authievre Motors

C.M.SInyectores Electrnicos de

Combustible

INYECTORES

Si no el principal uno de los ms importantes elementos del sistema de inyeccin electrnica, existiendo tambin mecnicos como mencionamos en el sistema K y KE, pero en este capitulo abordaremos los inyectores elctricos.

Bsicamente son una vlvula que permite el flujo de combustible hacia las cmaras o mltiple de admisin al recibir una seal desde la unidad de control

Como muestra el diagrama elctrico el inyector es un solenoide normalmente cerrado que se encuentra conectado por una de sus 2 conexiones a alimentacin (12 volts) provenientes de un rele, interruptor de encendido etc. y por la otra terminal a la unidad de control.

Como hemos mencionado anteriormente la cantidad de combustible que fluya con la apertura del inyector estar ligada directamente con el tiempo que permanezca energizado dicho inyector y la cantidad de apertura que tenga, como sabemos la unidad de control para poder poner el inyector en posiciones intermedias y as regular el flujo de combustible debe ser capas de variar la magnitud del campo magntico del solenoide, pero como no lo puede hacer en forma anloga lo har en forma digital, a travs de pulsos de trabajo, especficamente en el control del negativo aplicado al inyector.

Tomaremos entonces un concepto antiguo, el ciclo de trabajo o Duty el que tomara un nuevo nombre en el control de inyeccin, lo denominaremos tiempo de inyeccin ti.

Para determinar el ti la unidad de control debe tomar en cuenta la informacin de sus sensores mas la almacenada en su memoria y as abrir mas o menos los o el inyector dependiendo el sistema en el que este instalado.

PROSESO DE CONTROL

Para poder entregar combustible, los inyectores deben ser constantemente alimentados de este a una presin estable lo que es regulado tanto por buen funcionamiento de la bomba de combustible como del regulador de presin y los dems elementos que componen el circuito y riel de inyeccin.

Suponiendo que la presin es constante y as mismo lo estima la computadora, la cantidad de combustible dosificado depender del tiempo que permanezca abierto el inyector, una seal digital de esto seria as.

Donde el cuadrante A corresponde al tiempo en que el inyector es activado, se mide en milisegundos (ms). Siendo esta curva terica en la realidad nos encontraremos por lo menos con 4 tipos diferentes de seales del pulso de inyeccin, las que se diferencian entre s por el modo de controlar la corriente de alimentacin al inyector.

Como todos sabemos al circular corriente por un elemento se provocan en el 2 efectos; Magnetismo y calor es este ultimo el que debe ser controlado para evitar el prematuro deterioro del inyector.

En busca de una solucin al problema del calentamiento existen mtodos de control sobre la corriente y que van en estrecha relacin con la resistencia interna de cada inyector.

Para comenzar sabremos que existen 2 tipos de inyectores diferenciados uno del otro por la resistencia ohmica interna de cada uno, el de alta resistencia que oscila entre 11 a 14 ohms y el de baja que esta entre 1 a 3 ohms

CONTROL DE CORRIENTE POR SOLENOIDE (IMPEDANCIA)

Al tener alta impedancia el inyector por si solo controla la corriente y acta como limitador de ella

El control en el negativo para estos inyectores provocara una seal que se muestra a continuacin y que es la ms comn en inyectores multipunto

Cuando estamos conectados con nuestro osciloscopio en el lado negativo del inyector y no se produce actividad de este observaremos 12 volts que son los pasan a travs del bobinado. En el momento en que la ECU excita el transistor y este deriva a tierra la terminal negativa veremos que estos 12 volts medidos se van a cero volts en el mismo instante que se abre el inyector, el tiempo que permanece la tensin en la lnea de cero se denomina tiempo de inyeccin y se mide en milisegundos, a hora bien el pulso depende de muchas variables en donde destaca la temperatura de motor, temperatura y cantidad del aire aspirado, las RPM del motor, posicin del acelerador, sensor de oxigeno y tensin de batera. Pero con un motor a temperatura normal de funcionamiento el pulso en un sistema multipunto no debe exceder los 3 ms al igual que en uno monopunto teniendo muy en cuenta que cada fabricante trabaja con sus propios valores.

Cuando exista una condicin que amerite aumentar la cantidad de combustible la unidad de control lo que har es aumentar el pulso de inyeccin y lo contrario si es que hay que empobrecer le mezcla, de esto destacamos que el pulso nunca es constante en un sistema cataltico pues en estos casos el sensor de oxigeno har que la ECU este corrigiendo constantemente el pulso entre rico y pobre alrededor de la mezcla estequiometrica

LIMITADOR DE CORRIENTE CON RESISTOR

La necesidad de evitar el retrazo natural que se provoca en abrir la vlvula del inyector desde el momento en el que se excita el transistor de la unidad de control, llevo a aumentar la potencia del campo magntico producido en el solenoide del inyector, esto se logra aumentando el dimetro del alambre y acortando las vueltas del cual esta hecho dicho solenoide, como resultado tendremos un inyector de muy baja resistencia por el cual circulara una gran corriente creando un campo magntico poderoso que har reaccionar instantneamente la vlvula del inyector. Pero este aumento de corriente tambin provocara una elevacin de la temperatura es por ello necesario intercalar en serie a los inyectores resistores de limitacin.

Tanto el diagrama elctrico como la seal osciloscopica son bastante parecidas con el caso anterior, pero tenemos 2 detalles que debemos destacar, en el diagrama existen resistores en serie con los inyectores puestos en ese sector para disminuir la corriente y as evitar la falla prematura, adems en la seal observamos que la punta del peack de induccin del solenoide es de aguja producto de la limitacin por resistencia.

El mtodo de disminuir la resistencia del inyector aumentando as su velocidad de respuesta es muy utilizado sobre todo en sistemas monopunto, pero aparte del recientemente estudiado resistor existen otros sistemas para limitar y controlar el calentamiento.

CORRIENTE CONTROLADA (PEACK AND HOLD)

Este de control cuenta con dos circuitos en paralelo que excitan un mismo inyector

Tal como muestra el esquema en el momento de vencer la inercia de la vlvula del inyector para abrirlo, se excitan ambos transistores logrando una reaccin inmediata, pero para disminuir la corriente una vez abierto se desconecta un transistor manteniendo la corriente solo uno de ellos disminuyendo as la corriente y la temperatura

Como muestra la osciloscopia el primer peack de induccin lo produce la desconexin del transistor A. En el tiempo de apertura ambos transistores estn energizando el inyector y en el tiempo de mantencin solo el segundo transistor B, la suma de ambos tiempos nos dar el ti o trabajo del inyector. Cuando la ECU necesite variar la dosificacin de combustible modificara el tiempo de mantencin permaneciendo fijo el de apertura. Por ultimo el segundo peack es la desconexin del transistor B y la desconexin total del inyector.

Este tipo de control es muy utilizado en sistemas monopunto con inyector Multec de baja resistencia

CORRIENTE CONTROLADA POR MODULADOR DE PULSO

Este sistema esta diseado para sistemas monopunto de baja resistencia y por ende alta corriente para una veloz respuesta de apertura su trabajo lo realiza a travs de modulacin de la corriente aplicada dentro del pulso de inyeccin, es decir cortando y abriendo el transistor despus de la apertura

Muy parecido a la forma anterior, en este caso el transistor es uno solo y se cierra aplicando gran corriente al inyector provocando su rpida apertura, luego desconecta y conecta manteniendo su apertura con lo que regula la corriente que circula por l, finalmente el ultimo peack corresponde a la desconexin final del solenoide al ser desenergizado.

Finalmente en cuanto a las seales de control en los inyectores, existe una utilizada por Chrysler en su modelo Lebaron en donde el pulso es trabajado a travs del positivo

Si nos conectamos para medir tal como muestra la figura observaremos primero que el negativo es constante en este sistema hasta el momento en el que la unidad excita el transistor aplicando 12 volts al inyector provocando su apertura, luego al desconectarlo se producir un peack de induccin en el cuadrante negativo producto del corte de alimentacin al solenoide del inyector oponindose a la polaridad que creo dicho campo magntico.

CASIFICACION SEGN SISTEMA DE INYECCIN

Existen bsicamente dos formas de dosificar combustible electrnicamente, una es a travs de un puerto, conocido comnmente como monopunto, TBI (Throttle Body Injection) o CFI ( Central Fuel Injection) y el segundo es el sistema multipunto o MPI.

Entre estos dos sistemas existen diferencias tales como los inyectores utilizados, la seal de control la forma de dosificar el combustible etc.

Sistema Monopunto

El sistema monopunto es muy similar al carburado en cuanto al lugar en donde se suministra el combustible, pero teniendo notables ventajas sobre este ultimo, ya que puede corregir en todo momento y situacin de trabajo la dosificacin del combustible provocando el aumento o disminucin e incluso el corte de la inyeccin.

Por lo general los inyectores monopunto son de baja resistencia por lo que tendrn que tener una limitacin de corriente para evitar su calentamiento y prematuro deterioro.

Existen tres tipos bsicos de inyectores monopunto deacuerdo a la limitacin de corriente que tengan

Inyector Rochester

Inyector Monopunto Rochester

A. conexin elctrica

B. bobina

C. resorte

D. vstago

E. vlvula de bola

F. disco pulverizado

Utilizado comnmente en unidades TBI de GM es de alimentacin inferior, asiento de bola y baja resistencia ohmica 1,5 aproximadamente. Al ser energizado con 12 volts y tierra proporcionada por la unidad de control es capaz de levantar y vencer la oposicin del resorte de retroceso permitiendo el flujo del combustible, el que es rociado sobre la mariposa, luego se dirige al mltiple de admisin y con ello a las cmaras. Debe ser de gran caudal puesto que esta instalado por lo general en motores de alta cilindrada cbica y de 6 u 8 cilindros, su limitador de corriente es a travs de modulador de pulso

Tambin esta curva la podemos ver en inyectores Wever monopunto utilizados en sistemas Marelli de Fiat, este tipo de inyector tiene asiento de aguja

INYECTOR MULTEC MONOPUNTO

Unidad monopunto Multec

A.- Inyector

B.- Regulador de presin

C.- Regulador de Relenti

D.- Entrada de combustible

E.- Sensor de Mariposa

F.- Retorno

Inyector Multec

1.- Campo Magntico

2.- Tope del cilindro de Elevacin

3.- Bobina

4.- Soporte de Bobina

5.- Filtro de retorno

6.- Gua del Vstago

7.- Vstago

8.- Filtro de entrada

9.- Protector de vlvula

10.-Surtidor

11.-Disco atomizador

12.-Asiento de Vlvula

13.-Sujecin del Asiento

14.-Resorte del Vstago

15.-Gua para el resorte

16.-Tornillo de ajuste permanente

17.-Vlvula de bola

Utilizado en la lnea Opel, Daewoo y GM es de baja resistencia, alrededor de 1,5 a 2 ohms y gran velocidad de respuesta, con sello de tipo aguja. El sistema que utilizan para controlar la corriente con este inyector es del tipo Peack and Hold

INYECTOR MONOPUNTO BOSCH

Uno de los ms masivos en diferentes tipos de marcas y modelos es pieza esencial en el sistema de inyeccin monomotronic de Bosch.

1, mariposa del acelerador 2, motor de relenti 3, regulador de presin 4, sensor de temperatura del aire 5, inyector 6, enchufe para inyector y sensor de temperatura del aire 7, potencimetro de la mariposa 8, entrada de combustible 9, retorno 10, enchufe para motor de relenti e interruptor cu/ off

Como apreciamos este inyector esta expuesto a la presin del sistema que en estos casos es de 1,1 BAR para cualquier modelo en el que se trabaje, adems el combustible circula constantemente a travs de sus conductos internos, ayudando a la refrigeracin del inyector.

Cuando se aplique energa en la terminal C el solenoide B atrae el vstago N lo que permitir a la presin del sistema vencer la oposicin del resorte M y as levantar la vlvula V tipo bola logrando fluir el combustible a travs de inyector hacia el mltiple de admisin debidamente pulverizado, este tipo de inyector al igual que los otros mencionados tienen un pulverizado muy bueno y en forma de cono.

Por ultimo el limitador de corriente que usa Bosch es del tipo resistivo teniendo alrededor de 3 ohms y el inyector entre 1,5 y 2.

INYECTORES MULTIPUNTO

La inyeccin multipunto a diferencia de la explicada anteriormente es capaz de entregar la cantidad exacta de combustible a cada cilindro justo detrs de la vlvula de admisin logrando as una mejor dosificacin, control, potencia y economa del sistema, existen adems sistemas secuenciales, los que inyectaran solo en el momento antes del tiempo de admisin de cada cilindro esto gracias a la seal del sensor del leva.

Antes de abordar el funcionamiento de este tipo de inyectores y sus caractersticas debemos comentar que la totalidad de los sistemas multipunto son de alta presin alrededor de 2,5 a 3 BAR esto debido a las altas presiones y turbulencias que se provocan en el mltiple de admisin en las cercanas de la cmara, esto ya es una gran diferencia con los sistemas monopunto los que por lo general son de baja presin 1 BAR aproximadamente esto debido a la mejor operatividad del sistema a esta presin al no estar en presencia de presiones y turbulencias, existen igualmente ciertos casos que trabajan con alta presin a pesar de ser monopunto como es la situacin del Monza de Chevrolet y el Vitara de Suzuki Al igual que en el caso de inyectores monopunto hay gran variedad de tipos y fabricantes de inyectores multipunto por lo que los clasificaremos primero por bloque de marcas donde tendremos Multec, Bosch y Asiticos.

Posteriormente y en ultimo lugar hablaremos de los inyectores de vlvula lateral en donde encontraremos un control central y otro con un puerto de inyeccin para cada cilindro

INYECTOR MULTIPUNTO BOSCH

El inyector Bosch es muy masivo y lo utiliza una gran cantidad de modelos y marcas de automviles, dentro de sus principales caractersticas destaca que es un inyector de alta resistencia entre 12 y 15 ohms y su vlvula de seguridad es del tipo aguja tal como muestra la figura.

Al observar la construccin interna del inyector en A veremos que cuenta con un filtro F en la entrada B una conexin elctrica en D y el correspondiente bobinado en E, tenemos adems el resorte tarado M que mantiene serrado el inyector con la aguja A apoyada en la tobera o asiento C provocando el sello.

Al aplicar corriente en el terminal D el resorte M es vencido por el campo magntico que atrae el ncleo I de la aguja retirando a esta ultima del asiento, permitiendo que el combustible fluya a presin hacia el mltiple de admisin. Como este tipo de inyector es de alta resistencia la limitacin de corriente se hace a travs de la misma impedancia del solenoide del inyector dando como resultado la siguiente curva caracterstica.

Los inyectores Bosch mas resientes tienen una boquilla ms alargada permitiendo un vstago con mayor superficie reduciendo la posibilidad de acumular sedimentos tanto en el vstago como en el asiento

INYECTOR MULTEC MULTIPUNTO

Inyector Multec Multipunto

A. Oring superior

B. Filtro

C. Conexin elctrica

D. Resorte

E. Bobina

F. Vstago

G. Vlvula de bola

H. Disco difusor

I. Oring inferior

El inyector multipunto de Multec usa una vlvula con vstago de acero tipo bola para controlar el paso de combustible hacia la admisin. En cuanto al roco y pulverizado cuenta con un disco de 6 perforaciones en el interior el que junto a la presin y al vstago tipo bola permiten una optima atomizacin.

Este tambin, al igual que el de Bosch es de alta resistencia por lo que el control de corriente se realiza a travs de la resistencia del solenoide del inyector

INYECTORES ASITICOS

Los dos principales productores de inyectores asiticos son ND (Nipon Denso) y Aisan

Nipon Denso (ND):

Existen de alta y baja resistencia lo que los diferencia es la forma de su conector

Este tipo de conector adems representa a un inyector cuya vlvula de seguridad es del tipo aguja

Nipon Denso adems cuenta con inyectores con vlvula de seguridad tipo cono o bola los que tambin se diferencian de los tipo aguja por el conector, de estos inyectores tipo bola tambin existen de baja y alta resistencia cuya diferencia tambin la podemos apreciar en la forma del conector

Aisan:

Los inyectores Aisan tienen alta y baja resistencia segn sea el caso los que tambin se diferencian segn la forma del conector, pero solo existen con vlvula de seguridad tipo bola o cono pudiendo tener uno o ms orificios de pulverizacin.

Caractersticas del Inyector Aisan No 1

A.- conexin elctrica

B.- entrada de combustible (filtro)

C.- bobina

D.- resorte

E.- vlvula de bola

Caractersticas del Inyector Aisan No 2

A.- conexin elctrica

B.- oring

C.- resorte

D.- bobina

E.- entrada de combustible (filtro)

F.- vlvula de cono

Nota: en este ultimo tipo de inyector el suministro de combustible es lateral y cuenta con uno o dos orificios de inyeccinSISTEMA DE INYECCION CENTRAL MULTIPLE A LOS PUERTOS ( CMFI)

Este sistema, utilizado generalmente por GM es la unin de un sistema Monopunto con uno mecnico k, es decir, por un lado tenemos un control electrnico con un inyector que se comporta con las mismas caractersticas de un inyector monopunto, es decir, es de baja resistencia y gran caudal de combustible, que debe contar con un limitador de corriente y por otro lado es multipunto pues tiene una vlvula vertical para cada cilindro que se abrir cuando la presin sobre ella acceda el valor preestablecido

Sistema de Inyeccin CMFI

A. Vlvula Vertical (una para cada cilindro)

B. Regulador de presin

C. Inyector

D. Retorno de combustible

E. Entrada de combustible

El cuerpo del conjunto de inyeccin esta en el interior del mltiple de admisin en un sistema Vortec y tras la vlvula del inyector existen 6 orificios o la cantidad de cilindros que tenga el motor en el que este trabajando, cada orificio esta unido a travs de un conducto de nylon a una vlvula de movimiento vertical.

El regulador de presin de este sistema esta en el mismo cuerpo dosificador y la mantiene a valor constante de 54 a 61 PSI.

Al energizar el inyector a travs de pulsos igual que si fuera un sistema monopunto, se proporciona combustible a todas las vlvulas que tenga el motor.

Vlvula Vertical

A. Baln

B. Resorte

C. seguro

D. Tubera flexible

Esta vlvula al alcanzar una presin de 37 a 43 PSI vence el accionar del resorte y el baln en el extremo de ella el que se mueve dando paso al combustible producindose la inyeccin.

INYECCIN CENTRAL SECUENCIAL MLTIPLE A LOS PUERTOS (CSFI)

Es muy similar al anterior en cuanto a la unin de un sistema de control electrnico y un accionamiento de la vlvula final en forma mecnica con la gran diferencia que el control electrnico cuenta con un inyector o solenoide para cada cilindro y la forma de inyeccin es secuencial, es decir, deacuerdo al orden de encendido justo antes del tiempo de admisin.

Unidad CSFI

A. Regulador de presin

B. Inyector (uno por cada cilindro)

C. Cuerpo CSFI

D. Vlvula vertical

Los inyectores, el regulador de presin y las conexiones elctricas estn todas en un mismo cuerpo de inyeccin dentro del mltiple de admisin, los solenoides utilizados en estos sistemas son de alta resistencia entre 12 ohms aproximadamente por lo que auto limitan la corriente.

Inyector CSFI

A. Baln

B. Conexiones

C. Bobina

D. Vlvula de bola

E. Tubera flexible

Tambin cuentan con una vlvula de movimiento vertical para cada cilindro que accionada por presin al excitar los solenoides retraern el resorte y a su vez el baln provocando la inyeccin. La presin de trabajo es la misma que en el sistema CMFI.

LIMPIEZA Y MANTENIMIENTO DE LOS INYECTORES

Elctricamente debemos verificar el pulso de inyeccin analizando la correcta forma de su seal, recuerde que la autoinduccion es mayor mientras ms corriente circula por el bobinado, esto quiere decir que si tenemos una muy baja resistencia provocada por un inyector en corto circuito tendremos un alto peack de induccin, lo anterior nos lleva a analizar la resistencia de cada inyector que pase por nuestras manos y a compararla entre uno y otro en el caso de un sistema MPI no debiendo haber diferencias entre ellos.

En cuanto al mantenimiento el inyector debe ser lavado peridicamente existiendo dos mtodos bsicos para ello.

Limpieza en el Automvil:

Este tipo de mantenimiento se realiza al sustituir el combustible con el cual opera normalmente el inyector y hacer funcionar el sistema por un determinado tiempo con un solvente combustible que al pasar por los conductos internos del inyector permitir la disolucin del material depositado en l, provocando as su limpieza.

El mtodo anteriormente descrito es muy masivo y eficaz en cuanto al mantenimiento del inyector y el sistema en general pero no puede dar un diagnostico del estado en el que se encontraba el inyector antes de la limpieza y despus de ella.

Limpieza en Laboratorio y con Ultrasonido:

El presente sistema permite verificar los parmetros ms caractersticos de un inyector, que son Pulverizado, Estanco y Caudal adems poder probarlo elctricamente.

Existe una gran variedad de laboratorios de limpieza de inyectores pero existe una caracterstica que es esencial tomar en cuenta al momento de adquirir uno y es la limpieza invertida.

Al tener un juego de inyectores en u banco de laboratorio, lo primero que debo saber es si son de baja o alta resistencia, para limitar as la corriente aplicada en su prueba adems de asegurar el perfecto funcionamiento en su parte elctrica.

Luego debe aplicar la presin del sistema para verificar el sello de la vlvula del inyector y con esto determinar el Estanco del mismo, posteriormente los energizaremos con pulsos de trabajo durante un tiempo determinado, logrando verificar al termino de la prueba el caudal uniforme de cada inyector, adems en este tipo de prueba nos abocaremos a observar el cono pulverizado del inyector, el que debe ser uniforme y parejo para todos.

Limpieza Ultrasonido:

La limpieza Ultrasonido consiste en colocar el o los inyectores en un recipiente especial con liquido detergente y generar ondas ultrasnicas que permitan la fragmentacin del material carbonizado depositado en el interior del inyector que provoca obstruccin y en muchos casos un mal estanco al deformar el asiento de la vlvula, esta limpieza requiere que los inyectores permanezcan energizados con pulsos de trabajo para permitir que el material fragmentado por el ultrasonido salga del interior del inyector.

Limpieza Invertida:

Una vez terminado el proceso de ultrasonido se utiliza la limpieza invertida que como primera medida exige el retiro del microfiltro del inyector. La gran ventaja de este tipo de limpieza es el permitir una gran puerta de escape a la suciedad fragmentada por el ultrasonido y que aun se encuentra en el interior del inyector, esta limpieza se realiza con liquido solvente y a presin de sistema el que en este caso entra por la punta del inyector y sale por la parte ms ancha.

Para finalizar se realiza nuevamente las comprobaciones de Estanco, Pulverizado y Caudal realizando as un completo diagnostico sobre el estado de los inyectores.

PAGE 9Claudio Morales S.

Ing. Mecnico