rendimiento+del+motor.pdf

Capacitacin en Servicio Tcnico

Fundamentos GlobalesPlan de Estudios TF1010008S

Rendimiento del motor

Informacin para el Estudiante

FOM-13194

Introduccin Prefacio

Capacitacin en Servicio 1

Resumen de la capacitacin en fundamentos globales

El objetivo de la Capacitacin en Fundamentos Globales es proporcionar a los estudiantes una base deconocimientos comunes de la teora y el funcionamiento de los sistemas y componentes automotrices. ElPlan de Estudios de Capacitacin en Fundamentos Globales (FOM-13203) comprende nueve librosautodidactas. A continuacin se presenta una lista de los temas cubiertos en cada uno de los librosautodidactas.

! El libro autodidacta sobre Prcticas en el Taller (FOM-13202) explica cmo prepararse para el trabajo ydescribe los procedimientos para levantar materiales y elevar vehculos, el manejo seguro de sustancias, y cmollevar a cabo actividades peligrosas (tales como la soldadura). Tambin se cubre cmo leer etiquetas de peligro,la importancia de las polticas ambientales, y el uso de recursos tcnicos.

! El libro autodidacta sobre Sistemas de Frenos (FOM-13201) describen la funcin y elfuncionamiento de los frenos de tambor, los frenos de disco, el cilindro maestro y las lneas de frenos,frenos asistidos, y sistemas de frenado con antibloqueo.

! El libro autodidacta sobre Sistemas de Direccin y Suspensin (FOM-13196) describe la funcin yel funcionamiento del sistema de direccin asistida, las llantas y las ruedas, el sistema de suspensin, yla alineacin de la direccin.

! El libro autodidacta sobre Control del Clima (FOM-13198) explica las teoras que respaldan lossistemas de control del clima, tales como la transferencia de calor y la relacin de temperatura a presin.El libro autodidacta tambin describe la funcin y el funcionamiento de los sistemas de refrigeracin, elsistema de distribucin de aire, el sistema de ventilacin, y el sistema de control elctrico.

! El libro autodidacta sobre Sistemas Elctricos (FOM-13197) explica las teoras referentes a laelectricidad, incluyendo las caractersticas de la electricidad y de los circuitos bsicos. El libroautodidacta tambin describe la funcin y el funcionamiento de dispositivos automotrices elctricos yelectrnicos.

! El libro autodidacta sobre la Transmisin Manual y el Tren Motriz (FOM-13199) explica la teora yel funcionamiento de los engranes. El libro autodidacta tambin describe la funcin y el funcionamientodel tren motriz, el embrague, las transmisiones manuales y los transejes, la flecha, el eje y el diferencialtrasero, la caja de transferencia, y el sistema de traccin de 4x4.

! El libro autodidacta sobre Transmisiones Automticas (FOM-13200) explica la funcin y elfuncionamiento de la transmisin y transeje, el sistema mecnico, el sistema de control hidrulico, elsistema de control electrnico, y el mando final del transeje. El libro autodidacta tambin describe la teora querespalda las transmisiones automticas incluyendo el funcionamiento electrohidrulico y del flujo de potenciamecnica.

Prefacio Introduccin

2 Capacitacin en Servicio

! El libro autodidacta sobre Funcionamiento del Motor (FOM-13195) explica el proceso de los cuatrotiempos y la funcin y el funcionamiento del conjunto del monoblock y del tren de vlvulas. Tambinse describe el sistema de lubricacin, el sistema de entrada de aire, el sistema de escape, y el sistema deenfriamiento. El libro autodidacta tambin describe la funcin y el funcionamiento del motor Diesel.

! El libro autodidacta sobre el Rendimiento del Motor (FOM-13194) explica el proceso de lacombustin y las emisiones resultantes. El libro autodidacta tambin describe la funcin y elfuncionamiento del sistema de control del tren motriz, el sistema de inyeccin de combustible, elsistema de encendido, los dispositivos de control de emisiones, los sistemas de induccin forzada, y lainyeccin de combustible en motores diesel. Lea el libro autodidacta sobre Funcionamiento del Motorantes de leer el libro sobre el Rendimiento del Motor.

Para ordenar la matriz de entrenamiento o los libros autodidactas individuales, contacte a Entrenamiento a Distribuidures.

Telfono: 01-55-5899-7776

Internet: www.fordmexico.com.mx

Introduccin ndice


Introduccin ................................................................................................................................. 1Prefacio ..................................................................................................................................................................... 1

Resumen de la capacitacin en fundamentos globales .....................................................................................1ndice ........................................................................................................................................................................ 3Leccin 1 Proceso de combustin .................................................................................................................... 5General ..................................................................................................................................................................... 5

Objetivos ...........................................................................................................................................................5En una mirada .......................................................................................................................................................... 6

Introduccin ......................................................................................................................................................6Teora y funcionamiento ......................................................................................................................................... 7

Combustin .......................................................................................................................................................7Emisiones ........................................................................................................................................................12

Leccin 2 Sistema de entrega de combustible ...................................................................... 15General ................................................................................................................................................................... 15

Objetivos .........................................................................................................................................................15En una mirada ........................................................................................................................................................ 16

Sistema de entrega de combustible ................................................................................................................16Componentes ........................................................................................................................................................ 17

Sistema de entrega de combustible (contina) ...............................................................................................17

Leccin 3 Sistema de inyeccin de combustible .................................................................. 22General ................................................................................................................................................................... 22


Sistema de admisin de aire ...........................................................................................................................23Componentes ........................................................................................................................................................ 24

Tipos de sistemas de inyeccin de combustible ..............................................................................................25Resumen ................................................................................................................................................................ 27

Tipos de combustible .......................................................................................................................................27

Leccin 4 Sistema de control del motor ............................................................................... 29General ................................................................................................................................................................... 29


Sistema de inyeccin de combustible .............................................................................................................30Sistema de control de motor ...........................................................................................................................32

Componentes ........................................................................................................................................................ 34Entradas al mdulo PCM ...............................................................................................................................35Otras entradas ................................................................................................................................................43Salidas del mdulo PCM.................................................................................................................................44Diagnstico a bordo ........................................................................................................................................48Control del regulador de presin del combustible ...........................................................................................48Sistema bsico de marcha mnima..................................................................................................................49

ndice Introduccin


Leccin 5 Sistema de control de encendido .......................................................................... 50General ................................................................................................................................................................... 50

Objetivos ......................................................................................................................................................... 50En una mirada ........................................................................................................................................................ 51

Sistemas de control de encendido ................................................................................................................... 51Componentes ........................................................................................................................................................ 52

Sistemas de control de encendido (contina) ................................................................................................. 52

Leccin 6 Dispositivos de control de emisiones .................................................................. 58General ................................................................................................................................................................... 58


Dispositivos de control de emisiones .............................................................................................................. 59Componentes ........................................................................................................................................................ 60

Dispositivos de control de emisiones (contina) ............................................................................................. 60

Leccin 7 Inyeccin de combustible en motores diesel ...................................................... 69General ................................................................................................................................................................... 69


Principales diferencias de funcionamiento entre motores diesel y a gasolina ................................................ 70Sistema de inyeccin de combustible en motor diesel .................................................................................... 71

Funcionamiento ..................................................................................................................................................... 72Funcionamiento del sistema de inyeccin de combustible en motor diesel .....................................................72

Componentes ........................................................................................................................................................ 73Sistema de inyeccin de combustible en motor diesel (contina) ................................................................... 73

Leccin 8 Sistema de induccin forzada ............................................................................... 82General ................................................................................................................................................................... 82


Induccin forzada ........................................................................................................................................... 83Componentes ........................................................................................................................................................ 84

Induccin forzada (contina) .......................................................................................................................... 84

Leccin 9 Proceso de diagnstico ......................................................................................... 87General ................................................................................................................................................................... 87

Objetivo .......................................................................................................................................................... 87En una mirada ........................................................................................................................................................ 88

Proceso de diagnstico sntoma a sistema a componente a causa .................................................................88Publicaciones del taller ................................................................................................................................... 89

Lista de abreviaturas ................................................................................................................. 90


Leccin 1 Proceso de combustin General

Objetivos

Al completar esta leccin usted podr:

! Explicar el objetivo y la funcin del proceso de la combustin.

! Definir la combustin.

! Identificar los elementos de la combustin.

! Explicar el proceso de la combustin.


En una mirada Leccin 1 Proceso de combustin

Introduccin

El motor de combustin interna mezcla pequeascantidades de combustible con aire para crear la combustin.Desafortunadamente, el motor de combustin internano puede quemar todo el combustible que utiliza.Debido a esto, el motor enva productos secundariosde la combustin en los gases del escape. Algunos deestos productos secundarios son dainos y contaminanel aire. Como respuesta a este problema, losfabricantes de automviles han desarrolladodispositivos de control de emisiones que limitan oeliminan estos contaminantes dainos.

Vista panormica del sistema de funcionamientodel motor

1 Admisin de aire2 Lnea de combustible3 Tanque de combustible4 Mltiple del escape5 Tubera del escape6 Crter del aceite7 Bloque del motor

ENP001-A/VF

12

3

47

65


Leccin 1 Proceso de combustin Teora y funcionamiento

Combustin

Durante la combustin ocurren varias reaccionesqumicas. Algunos compuestos se descomponen, ytambin se forman nuevos compuestos. El control delproceso de la combustin es de importancia vital paracontrolar el rendimiento total y las emisiones de unmotor de combustin interna.

Se requieren tres elementos para que ocurra lacombustin:

1. Aire

2. Combustible

3. Chispa

Estos tres elementos algunas veces se refieren comola triada de la combustin. Si falta un elemento nopuede ocurrir la combustin. Un motor de combustininterna se disea para combinar los tres elementos enuna manera cuidadosamente controlada.

Triada de la Combustin

1 Aire2 Combustible3 Chispa

ENP002-A/VF

1

3 2


Teora y funcionamiento Leccin 1 Proceso de combustin

Combustin (contina)

Aire

El aire se compone de tomos de nitrgeno (N),oxgeno (O2), y otros gases. El aire est conformadoprincipalmente por nitrgeno, que es un gas inerte noflamable. El aire no se quema, pero este contienesuficiente oxgeno para soportar la combustin.

Combustible

La gasolina se compone de hidrocarburos que han sidorefinados de petrleo crudo. Los hidrocarburos seconforman de tomos de hidrgeno (H), y de carbono(C). Se agregan diversas sustancias qumicas a lagasolina, tales como inhibidores de la oxidacin,colorantes y detergentes. Estas sustancias qumicas seconocen como aditivos.

El calor y la presin de un motor de combustininterna pueden causar que la gasolina se encienda enla cmara de combustin antes de que ocurra lachispa. Esto se llama preencendido y se describir enmayor detalle ms adelante. La clasificacin de octanajede una gasolina indica, qu tan bien resiste alpreencendido. La refinacin adicional puedeincrementar el nivel de octanaje.

Actualmente se utiliza un tipo de combustible llamadogasolina reformulada (RFG por sus siglas en ingls) enlas regiones con niveles de contaminacin del aireextremadamente altos. La RFG tiene aditivosespeciales, llamados oxigenados, que mejoran lacombustin, incrementan el octanaje y reducen lasemisiones dainas.

Chispa

El motor de combustin interna necesita de aire ycombustible adems de la chispa para iniciar lacombustin. Antes de encender la mezcla de aire ycombustible, el motor calienta y comprime la mezcla.



Proceso de Combustin

En un motor de combustin interna, la combustinocurre en una fraccin de segundo (aproximadamente2 milsimas de segundo). En ese instante se rompenlas uniones entre los tomos de hidrgeno y decarbono. El rompimiento de las uniones libera energadentro de la cmara de combustin, empuja el pistnhacia abajo y causa que el cigeal gire.

Una vez que se separan los tomos de hidrgeno y decarbono, ambos se combinan con los tomos deoxgeno en el aire. Los tomos de hidrgeno secombinan con el oxgeno para formar agua. Lostomos de carbn se combinan con el oxgeno paraformar bixido de carbono.

Al ponerse en trminos qumicos, la combustincompleta en un motor de combustin interna sedescribe de la siguiente manera:

HC + O2 = H2O + CO2

En otras palabras:

Combustible + oxgeno = agua + bixido de carbono.

Un motor de combustin interna perfectamenteeficiente nicamente emitira agua (H2O) y bixido decarbono (CO2), al igual que en la frmula qumicadada anteriormente. Eso indicara que todos loshidrocarburos se separaron durante la combustin.Desafortunadamente esto no es el caso.

La combustin ineficiente es la causa principal decontaminantes en las emisiones automotrices. Lacombustin eficiente produce la menor cantidad deemisiones txicas. El ajuste de la relacin de aire/combustible incrementa la eficiencia de la combustin.

Proceso de combustin

ENP003-A/VF



Combustin (contina)

Relacin de aire/combustible

ENP100-A/VF

3

21

Comparacin de las relaciones de aire/combustible pobre y rica

1 Relacin de aire/combustible pobre2 Relacin de aire/combustible rica3 Molculas de combustible

Los ingenieros automotrices han determinado que lasemisiones de los vehculos se pueden reducir si unmotor de gasolina funciona a una relacin de aire acombustible de 14.7:1. El trmino tcnico se conocecomo relacin estequiomtrica. La Relacinestequiomtrica indica una mezcla qumicamentecorrecta que produce la reaccin qumica deseadapara que ocurra la combustin completa delcombustible con las emisiones de gases deseadas.

La relacin de aire/combustible de 14.7:1 proporcionael mejor control de los tres elementos (hidrocarburos,monxido de carbono y xidos de nitrgeno) en elescape bajo casi todas las condiciones. La relacin deaire/combustible tambin incrementa la eficiencia delconvertidor cataltico, que es parte del sistema deescape del vehculo.

Mezcla pobre de aire/combustible

Una condicin de falla en el motor es generalmente lacausa de una mezcla pobre de aire/combustible. Sellama pobre porque el motor recibe demasiado aire uoxgeno. Las fugas de vaco o un sistema de entregade combustible con fallas pueden causar que losniveles de oxgeno sean muy altos.

Mezcla rica de aire/combustible

Una mezcla rica de aire/combustible tambin es unaindicacin de falla en el motor. Se llama rica porque elmotor no puede quemar todo el combustible que entraen las cmaras de combustin. Una condicin demezcla rica puede ocurrir debido a alta presin delcombustible, a un problema con el tiempo deencendido, o a la baja compresin.



Combustin anormal

Se tienen dos tipos de combustin anormal que puedenocurrir en un motor: la detonacin y el preencendido.

La detonacin es una forma errtica de combustinque puede causar la falla del empaque de la cabezaas como otros daos al motor. La detonacin ocurrecuando se desarrolla excesivo calor y presin en lacmara de combustin. Cuando esto ocurre, se creauna fuerza explosiva que produce una elevacin sbitade presin en el cilindro acompaada de un ruidometlico fuerte o ruido de golpeteo. Las ondas dechoque de martilleo generadas por la detonacinfuerzan una severa sobrecarga sobre el empaque de lacabeza, el pistn, los anillos y la buja y los cojinetesde las bielas.

El preencendido es otra condicin de combustinanormal que algunas veces se confunde con ladetonacin. El preencendido ocurre cuando un puntodentro de la cmara de combustin se calienta tantoque se convierte en una fuente de encendido y causaque el combustible se encienda antes que en la buja se genere el arco elctrico, lo cual puede contribuir o causar un problema de detonacin.

En vez de que el combustible se encienda en el instantecorrecto para darle al cigeal un empuje uniforme enla direccin correcta, el combustible se enciendeprematuramente, lo cual causa un retrocesomomentneo cuando el pistn trata de hacer girar elcigeal en la direccin equivocada. Este retrocesopuede ser muy daino debido a los esfuerzos quegenera. El preencendido tambin puede localizarse en unpunto donde el calor llega a tal extremo que derrite o quema unorificio a travs de la parte superior de un pistn.



Emisiones

Componentes tpicos del sistema del escape

1 Mltiple del escape2 Tubo de salida del escape

3 Convertidor cataltico4 Tubera del escape

ENP074-A/VF

1

4

2

3

Una mezcla de aire/combustible estoquiomtricaproduce la mejor combinacin de rendimiento, usoeficiente de combustible y las emisiones.

Las mezclas ricas de aire/combustible no queman todoel combustible, por lo que se incrementan lasemisiones de hidrocarburos y del monxido decarbono. Las mezclas pobres de aire/combustiblepueden quemarse con temperaturas extremadamentealtas, por lo que se incrementan las emisiones de losxidos de nitrgeno. Las mezclas de aire/combustibleextremadamente pobres pueden resultar en la falla deencendido, por lo que se incrementan las emisiones dehidrocarburos.

Los convertidores catalticos, que neutralizanqumicamente a las emisiones en el escape, son mseficientes en un rango muy angosto cerca de larelacin estoquiomtrica.



Productos secundarios de la combustin

Como el motor de combustin interna no esperfectamente eficiente, se tiene como resultado tresproductos secundarios indeseables del proceso de lacombustin:

1. Hidrocarburos (HC)

2. Monxido de carbono (CO)

3. xidos de nitrgeno (NOx)

La combustin incompleta causa emisiones dehidrocarburos y de monxido de carbono. Lasemisiones de hidrocarburos son los hidrocarburos queno fueron descompuestos durante la combustin. Elmonxido de carbono se forma por que no haysuficientes tomos de oxgeno disponibles con queunirse.

En un proceso ideal, el nitrgeno pasara por lacmara de la combustin sin sufrir cambios. Perocuando la temperatura de la cmara de combustin seaproxima a la temperatura de 1371 C (2500F), lostomos de nitrgeno y de oxgeno se unen para formarNOx.

La frmula qumica para la combustin cuando seforman los xidos de nitrgeno es como sigue:

HC + O2 + N2 = H2O + CO + NOX

El smbolo NOx se utiliza para los xidos denitrgeno ya que representa la combinacin de untomo de nitrgeno y cualquier cantidad de tomos deoxgeno. Por ejemplo, el xido de nitrgeno (NO) seconforma de un tomo de nitrgeno y un tomo deoxgeno, mientras que el bixido de nitrgeno seconforma de un tomo de nitrgeno y dos tomos deoxgeno.

xidos de nitrgeno producidos por combustin

ENP008-B/VF

1371C(2500F)



Emisiones (contina)

Alto nivel de hidrocarburos (HC)

El alto nivel de HC puede ser causado por una chispainsuficiente, un encendido o tiempo de las vlvulasincorrectos, fugas de vaco, consumo de aceite, o labaja compresin. Los hidrocarburos se miden enpartes por milln.

Alto nivel de monxido de carbono (CO)

Los niveles altos de CO pueden ser causados por:

! Una mezcla de combustible demasiado rica

! Un filtro de aire obstruido

! Una vlvula PCV con fallas

! Aceite contaminado con combustible

! Un inyector de combustible que se atasca o quetiene fugas

En un vehculo que funciona correctamente con unconvertidor cataltico, el nivel de monxido de carbononormalmente est cerca de cero. El monxido decarbono se mide como un porcentaje del volumen totalen el aire.

Alto nivel de xido de nitrgeno (NOx)

El alto nivel de NOx ocurre a temperaturas decombustin altas, superiores a aproximadamente1371 C (2500F) y ocurre normalmente a menos quese controle la temperatura de la combustin. Losxidos de nitrgeno se miden en partes por milln(ppm).


Leccin 2 Sistema de entrega de combustible General

Objetivos

Al completar esta leccin, usted podr:

! Explicar el objetivo y la funcin del sistema de entrega de combustible.

! Describir el sistema de entrega de combustible.

! Identificar los componentes de un sistema de entrega de combustible.

! Explicar la teora y el funcionamiento del sistema de entrega de combustible.


En una mirada Leccin 2 Sistema de entrega de combustible

ENP009-A/VF

1

2

3

45

Sistema de entrega de combustible

Sistema de entrega de combustible (tpico)

1 Regulador de presin2 Tanque de combustible3 Bomba de combustible

4 Filtro de combustible5 Inyector de combustible

La entrega de combustible es un sistema quesuministra el combustible a un motor.El sistema de entrega de combustible controladoelectrnicamente reemplaz los sistemas basados encarburadores, que entregaban el combustible al motorde manera mecnica.

El sistema de suministro de combustible proporcionacombustible para la combustin y mantiene elcombustible a una presin constante en relacin concambios en la presin del mltiple de admisin. Seutilizan dos diferentes tipos de suministro decombustible:

1. El sistema de retorno de combustible o sea el sistema de combustible tipo de regreso

2. El sistema de combustible sin regreso

En el sistema de combustible de retorno de combustible, elcombustible presurizado viaja desde el tanque decombustible hasta los inyectores, y el combustible queno se utiliza circula otra vez de regreso hasta el tanquede combustible.

En el sistema de combustible sin regreso, no esnecesaria una lnea de regreso. Como no se requiereel regreso del combustible, se reducen los vapores decombustible en el tanque de combustible, lo cualresulta en la reduccin de las emisiones de vapor.


Leccin 2 Sistema de entrega de combustible Componentes

Tanque de combustible

ENP075-A/VF

2 3

4

7

8

6

5

1

Componentes del tanque de combustible

1 Tapn de llenado de combustible2 Manguera de respiracin3 Tubo de llenado4 Bomba de combustible dentro del tanque

5 Tanque de combustible6 Filtro de combustible7 Tubera de regreso de combustible8 Tubera de suministro de combustible

El tanque de combustible es un depsito que contieneel combustible necesario para el funcionamiento delmotor. El tanque de combustible generalmente sefabrica ya sea de metal o de plstico. El tanque decombustible generalmente contiene el mdulo de labomba de combustible, que incluye una bomba decombustible elctrica. Un tubo de llenado decombustible suministra la entrega de combustible altanque. Un tapn de llenado de combustible, ventiladoy desmontable, se enrosca en el tubo de llenado decombustible. El tanque contiene una vlvulaantiderrame para que en caso de volcadura impida quehaya fugas de combustible por la ventilacin deltanque en caso de que ocurra la volcadura delvehculo.


Componentes Leccin 2 Sistema de entrega de combustible

Bomba de combustible en el tanque (tpica)

1 Regulador de presin del combustible2 Filtro de combustible3 Bomba de combustible4 Filtro/colador de baja presin

ENP010-A/VF

3

7

6

2

4

1

5

5 Vlvula de retencin de entrada de la bomba6 Vlvula de retencin de salida de la bomba7 Lnea de combustible a filtro de alta presin

Bomba de combustible

Existen dos tipos de bombas de combustible, las quese instalan dentro del tanque y las que se instalan en lalnea de combustible.

El tipo de bomba que se instala dentro del tanque esuna bomba de turbina que se monta dentro del tanque.La bomba utiliza vlvulas de retencin para mantenerla presin en la lnea cuando la bomba no est enfuncionamiento e impedir que el combustible sufra eldrenado hacia el tanque de combustible cuando estapagado el motor, lo cual ayuda a impedir la formacinde una bolsa o cierre de vapor (una condicin dondelas tuberas de combustible se llenan de vapor en lugarde lquido).

El tipo de bomba que se instala en la lnea decombustible se instala fuera del tanque decombustible. La bomba consta de un motor, unidad de

bombeo, vlvula de retencin, vlvula de alivio ysilenciador.

Filtro de combustible

El filtro de combustible separa la suciedad y otroscontaminantes del combustible para impedir lasobstrucciones y daos a los inyectores de combustible.Se tienen dos tipos de filtro: de baja presin y de altapresin.

El filtro de baja presin generalmente se encuentra enel tanque de combustible, corriente arriba de la bombade combustible, y filtra la mayor parte de la suciedad.El filtro de alta presin se encuentra entre la bomba decombustible y los inyectores. El filtro de alta presincaptura las partculas muy pequeas que no fueronseparadas por el filtro de baja presin.

Sistema de entrega de combustible (contina)



Regulador de presin del combustible

Es de importancia vital una regulacin de presin decombustible precisa, ya que la presin de combustibley el tiempo que dura conectado (abierto) un inyectorson los nicos dos controles sobre la cantidad decombustible que se inyecta. El regulador de presinmantiene la presin del combustible a una presinconstante en relacin con la presin en el mltiple deadmisin.


Componentes Leccin 2 Sistema de entrega de combustible

ENP011-A/VF

2

54

6 3

1

Sistema de entrega de combustible (contina)

Inyector de combustible

1 mbolo2 Conexin elctrica3 Entrada de la lnea de combustible

4 Bobina de solenoide5 Vlvula de aguja6 Salida de combustible

Un inyector de combustible es una vlvula elctricatipo solenoide de accin rpida que se abre en una distancia fija y tiene una tasa de flujo fija mientras estabierta. Un inyector toma el combustible ya sea por laparte superior o por el lado, dependiendo del modelo.

Los inyectores de combustible reciben combustible delriel o distribuidor de combustible, y cada inyector tieneun filtro de entrada para separar del combustible laspartculas que pueden obstruir o tapar la vlvula delinyector.

La amplitud de pulso de inyeccin (tiempo que duraabierto el inyector) determina la cantidad decombustible inyectado. Los inyectores de combustiblese abren solamente durante algunas milsimas desegundos cada vez.

Una computadora de control del motor determina lacantidad de combustible requerida y controla laamplitud de pulso de inyeccin (tiempo en el que estactivado el inyector).

Los inyectores de combustible rocan combustibledentro del mltiple de admisin. La tobera oboquilla del inyector atomiza el combustible paraoptimizar el mezclado con el aire.

Inyector de combustible



ENP012-A/VF

3

2

1

4

Amortiguador de pulso

1 Cubierta del amortiguador de pulso2 Diafragma3 Flujo de combustible desde el filtro de alta presin4 Flujo de combustible hacia inyectores

Amortiguador de pulso

Aunque el regulador de presin mantiene la presindel combustible, se tienen pequeas variaciones en lapresin de la lnea debido a la apertura y cierre de losinyectores de combustible. En algunos motores setiene un amortiguador de pulso que absorbe estasvariaciones mediante un resorte y diafragma.

General Leccin 3 Sistema de inyeccin de combustible


Objetivos


! Explicar el objetivo y la funcin del sistema de inyeccin de combustible.

! Describir el sistema de inyeccin de combustible e identificar los tipos de sistemas de inyeccin de combustible.

! Identificar los componentes del sistema de inyeccin de combustible.

! Explicar la teora y el funcionamiento del sistema de inyeccin de combustible.


Leccin 3 Sistema de inyeccin de combustible En una mirada

Sistema de admisin de aire

Sistema de admisin de aire (tpico)

1 Cmara dinmica2 Cuerpo del acelerador3 Manguera de admisin de aire4 Sensor de flujo de masa de aire

ENP015-A/VF

7

6

2

5

3

4

1

5 Ducto de aire fresco6 Elemento del filtro de aire7 Mltiple de admisin

El sistema de inyeccin de combustible combina elcombustible y el aire en la cmara de combustin detal manera que maximiza el rendimiento del motor, laeficiencia en el uso de combustible, y el control de lasemisiones. A la vez que el sistema de inyeccin decombustible mantiene la relacin estequiomtrica deaire/combustible.


Componentes Leccin 3 Sistema de inyeccin de combustible

ENP013-A/VF

1

2

Sistema de admisin de aire (contina)

Cuerpo de mariposa del acelerador

El cuerpo de mariposa del acelerador regula el flujo de aire de admisin. El cuerpo consta de una compuertaconectada al acelerador, y el sistema dederivacin que permite que una pequea cantidad deaire se desve de la compuerta del acelerador cuando stase cierra. El sistema de derivacin se describe enmayor detalle ms adelante. El cuerpo del aceleradortambin incluye un sensor de posicin del acelerador, que detecta la apertura de la compuerta del acelerador, y en algunos casos un amortiguador que impide la produccin de una mezcla de aire/combustible rica causada por un cierre rpido de la compuerta del acelerador durante la desaceleracin.

Controlada directamente por el pedal del acelerador, lacompuerta del acelerador modifica el volumen de aire queentra en el mltiple de admisin. La mariposa delacelerador se abre para permitir que ms aire fluyahacia el motor cuando el conductor pide ms potencia.

Conjunto del cuerpo del acelerador

1 Amortiguador2 Sensor de posicin del acelerador


Leccin 3 Sistema de inyeccin de combustible Componentes

Inyeccin de combustible en el cuerpo delacelerador

1 Suministro de combustible2 Aire3 Mariposa del acelerador4 Mltiple de admisin5 Cabeza de cilindros6 Inyector de combustible

ENP061-A/VF

1

6

2

3

4

5

Tipos de sistemas de inyeccin decombustible

Se tienen dos tipos bsicos de inyeccin decombustible:

! Inyeccin de combustible en el cuerpo del acelerador

! Inyeccin de combustible multipuertos

Sistema de inyeccin de combustible en el cuerpodel acelerador

En el sistema de inyeccin en el cuerpo del acelerador(TBI por sus siglas en ingls), todos los cilindros sesuministran con combustible mediante uno o dosinyectores montados en un rea central. Lassiguientes son caractersticas del sistema TBI:

! Controlado electrnicamente.

! Una bomba elctrica produce la presin requeridapara entregar el combustible al inyector.

! A medida que el aire fluye hacia el interior delmltiple de admisin, se mezcla con el combustibleatomizado proporcionado por uno o dos inyectoresque estn situados arriba de la mariposa delacelerador.

! La mariposa del acelerador controla el aire queentra al motor.


Componentes Leccin 3 Sistema de inyeccin de combustible

Tipos de sistemas de inyeccin decombustible (contina)

Inyeccin de combustible multipuertos

Se tienen dos tipos de sistemas de inyeccin decombustible multipuertos:

! Inyeccin de combustible multipuertos (MFI porsus siglas en ingls): Los inyectores de combustiblese activan en dos grupos. En cualquier momento ungrupo de inyectores de combustible inyecta elcombustible dos veces por revolucin delmotor.

! Inyeccin de combustible multipuertos secuencial(SFI por sus siglas en ingls): Los inyectores decombustible funcionan uno por uno en el orden deencendido. El combustible se entrega en la vlvulade admisin justamente antes que se inicie eltiempo de admisin.

ENP062-A/VF

3

4

5

6

2

1

Inyeccin de combustible multipuertos

1 Suministro de combustible2 Aire3 Mariposa del acelerador4 Mltiple de admisin5 Inyectores de combustible6 Cabeza de cilindros


Leccin 3 Sistema de inyeccin de combustible Resumen

Tipos de combustible

Bsicamente se tienen dos tipos de combustible paralos motores a gasolina: con plomo y sin plomo. Lagasolina con plomo contiene compuestos de plomo queincrementan su resistencia a la detonacin. Elcombustible con plomo tambin proporcionalubricacin a los asientos de las vlvulas. Sin embargo,el plomo es txico, as que se est eliminando. Elplomo no se puede utilizar con los convertidorescatalticos ya que el plomo contamina la capa de metal.Los vehculos con convertidores catalticos requierengasolina sin plomo. Es por esta razn que el contenidode plomo en la llamada gasolina sin plomo se reducea un mnimo (en la prctica no se pueden evitar losvestigios de plomo). Sin embargo, la gasolina sinplomo reduce la resistencia a la detonacin, lo cualdebe ser rectificado mediante aditivos adecuados.

Gasolina

La gasolina es el combustible diseado para motoresde combustin interna de encendido con chispa. Lagasolina se deriva del petrleo y consta de ms de 200hidrocarburos diferentes. La gasolina se destila y serefina para crear hidrocarburos que tengan lavolatilidad correcta y las caractersticas de quemadonecesarias para el buen rendimiento del motor.

Combustible Diesel

Se tienen dos grados de combustible diesel para usoautomotriz: Un tipo se utiliza en climas fros cuando senecesita un grado menor de viscosidad. El otro tipo decombustible diesel est formulado con suficienteviscosidad y contenido energtico para poderse utilizaren la mayora de los motores diesel, pero se utiliza enclimas ms calientes.

Combustibles alternativos

El gobierno de Estados Unidos y la industriapetrolera estn trabajando en diversos combustiblesalternativos para reemplazar, ya sea parcial ototalmente, el uso de combustibles tipo gasolina. Entreestos combustibles alternativos se tienen:

! Metanol

! Etanol

Mezclas de temporada

Las mezclas de temporada de la gasolina se utilizanpara compensar los cambios estacionales detemperatura. Los combustibles de invierno tienden aser ms voltiles para proporcionar mejores arranquesen fro y un mejor rendimiento de calentamiento delmotor. Los combustibles para el verano son menosvoltiles para reducir las condiciones de manejo enclimas calientes tales como las bolsas o cierres devapor. Al ajustarse la gasolina a las condicionesestacionales ayuda a reducir problemas, pero noelimina los problemas de manera total. Lastemperaturas son impredecibles, especialmente en laprimavera y en el otoo, y pueden caer por abajo, osubir por arriba, de los lmites de volatilidad delcombustible.


Resumen Leccin 3 Sistema de inyeccin de combustible

Tipos de combustible (contina)

Combustibles oxigenados

Los combustibles oxigenados contienen compuestosportadores de oxgeno (teres o alcohol). El etanol, elmetanol y el ter terbutil metlico (MTBE porsus siglas en ingls) son compuestos oxigenados.Como estos compuestos agregan oxgeno a la mezclade aire/combustible, dichos compuestos empobrecenartificialmente la mezcla de aire/combustible, lo cualresulta en una combustin ms completa y lareduccin de los niveles de hidrocarburos.

Clasificaciones del octanaje

El octanaje es una medida del poder antidetonante. Elpoder antidetonante es una medida de la habilidad delcombustible para resistir las detonaciones en el motor.El ndice de octanaje se muestra como un nmerorelativo al poder antidetonante, por ejemplo 87, 89 y92, etc.

El mtodo para calcular el nmero de octanaje es(RON+MON)/2. El RON (por sus siglas en ingls) serefiere al nmero de octanaje de investigacin, y elMON (por sus siglas en ingls) al nmero de octanajedel motor. Los dos nmeros resultan de condiciones depruebas diferentes. El mtodo RON representacondiciones normales de manejo, mientras que laspruebas MON se llevan a cabo bajo condicionesseveras y altas velocidades del motor.

BTU's

La eficiencia en la utilizacin del combustible sedetermina a partir de diversas variables, incluyendo elcontenido energtico del combustible. Doscombustibles de octanaje idntico pudieran tenerdiferente contenido energtico debido a diferentesprocesos de manufactura. El contenido energtico deun combustible se mide en Unidades TrmicasBritnicas (BTU por sus siglas en ingls). Entre msalto sean las BTU's, mayor ser el contenidoenergtico y mejor ser la eficiencia en la utilizacindel combustible.


Leccin 4 Sistema de control del motor General

Objetivos


! Explicar el objetivo y la funcin del sistema de control del motor.

! Describir el sistema de control de manejo del motor.

! Identificar los componentes del sistema de control de manejo del motor.

! Explicar la teora y el funcionamiento del sistema de control de manejo del motor.


En una mirada Leccin 4 Sistema de control del motor

ENP014-A/VF

34 5

6

2

1

Sistema de inyeccin de combustible

Sistema de inyeccin de combustible

1 Mltiple de admisin2 Mdulo de control del tren motriz3 Inyectores de combustible

4 Suministro5 Retorno6 Tanque de combustible

El sistema de inyeccin de combustible comprendetres sistemas que trabajan en conjunto paracontrolar el proceso de la combustin y proporcionarinformacin de realimentacin sobre la eficiencia defuncionamiento. Los sistemas son:

1. Admisin de aire2. Suministro de combustible3. Control del combustible (manejo)

El sistema de admisin de aire proporciona el airenecesario para la combustin y mide el aire que entraal motor. Los componentes tpicos incluyen la entradade aire, el filtro de aire, ductos de admisin, el medidor(o sensor) de flujo de aire (o de masa de aire), ycualquier dispositivo de admisin especializado.

El sistema de suministro de combustible bombeagasolina del tanque de combustible, la filtra, y laproporciona al motor a alta presin. Los componentesincluyen la bomba de combustible, el filtro decombustible, el riel o distribuidor de combustible, losinyectores de combustible, el regulador de presin, y elamortiguador de pulso. En los motores consistema de retorno, el sistema tambin incluye unalnea de combustible que regresa el combustible noutilizado al tanque.


Leccin 4 Sistema de control del motor En una mirada

En el sistema de control o de manejo de combustible,los sensores de entrada toman medidas continuas ytransmiten la informacin a la computadora de controldel motor. La computadora determina la cantidad decombustible que se debe inyectar y utiliza actuadoresde salida para activar los inyectores de combustibledurante un perodo de tiempo preciso. Elfuncionamiento de la computadora de control delmotor se examina en mayor detalle ms adelante.

La computadora hace miles de clculos cada minuto yajusta la cantidad de combustible constantemente amedida que cambian las condiciones de manejo. Estasacciones ocurren continuamente desde el momentoque arranca el motor. La inyeccin de combustible sebasa en mediciones extremadamente precisas del airede admisin. Cualquier falla que altera estainformacin da por resultado que la computadoracalcule errneamente la tasa de inyeccin decombustible.

La computadora calcula la cantidad de inyeccin decombustible basndose en las seales de entrada querecibe sobre la cantidad y masa de flujo de aire, y dela temperatura del aire de admisin.

En una mirada Leccin 4 Sistema de control del motor

Sistema de control de motor.

Componentes comunes de control del motor

1 Inyector de combustible 4 Sensor de temperatura del refrigerante del motor2 Sensor del acelerador 5 Sensor de flujo de masa de aire3 Mdulo de control del tren motriz 6 Sensor de oxgeno

Una computadora interna realiza el control del motor;diferentes fabricantes le han puesto diversos nombresa dicha computadora. Los siguientes son dos nombrescomunes para la computadora: Mdulo de Control del Tren Motriz (PCM) Mdulo de Control del Motor (ECM)


En esta publicacin el controlador del motor se conocecomo mdulo PCM (por sus siglas en ingls).El mdulo PCM es la parte vital del sistema modernode control del motor. El mdulo PCM controla elsistema de encendido, el sistema de inyeccin decombustible y otros componentes. El mdulo PCMest diseado para incrementar la eficiencia del motory disminuir las emisiones por el escape.

1

2

4

3

56


Leccin 4 Sistema de control del motor Notas


Componentes Leccin 4 Sistema de control del motor

Sistema de control de motor (contina)

ENP088-B/VF

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3

Entradas y salidas tpicas del mdulo PCM

1 Entradas tpicas2 Salidas tpicas3 Mdulo de control del tren motriz4 Sensor de flujo de masa de aire (MAF)5 Sensor de temperatura del aire de admisin (en el

sensor MAF)6 Sensor de posicin del cigeal7 Sensor de posicin del rbol de levas8 Sensor de temperatura del refrigerante del motor9 Sensor de oxgeno10 Sensor de posicin del acelerador

11 Sensor de detonacin12 Sensor de presin de la direccin asistida13 Sensor de velocidad del vehculo14 Interruptor selector del aire acondicionado15 Vlvula de control del aire de marcha mnima16 Inyector de combustible17 Relevador de la bomba de combustible18 Relevador del ventilador de enfriamiento19 Relevador del aire acondicionado20 Generador


Leccin 4 Sistema de control del motor Componentes

El mdulo PCM mantiene una relacinestequiomtrica del aire/combustible durante lascondiciones de crucero. Sin embargo, las condicionesde manejo cambian y una mezcla estequiomtrica deaire/combustible no es ideal para todas lascondiciones. El mdulo PCM hace que la mezcla deaire/combustible sea ms pobre o ms ricadependiendo de las condiciones.

El mdulo PCM toma la informacin de los sensoresde entrada y envia seales de control a las salidas,tales como los inyectores de combustible. Laubicacin del mdulo PCM y de los sensores vara pormodelo y por fabricante. Verifique siempre laubicacin de los componentes en el Manual de taller.

Entradas al mdulo PCM

Los sensores de las entradas proporcionaninformacin continua y detallada relacionada condiversos aspectos del funcionamiento del vehculo. Lasiguiente seccin describe los sensores quegeneralmente se encuentran en los sistemas modernosde control del tren motriz.

Seal de pulso de encendido

El mdulo PCM recibe una seal de pulso deencendido de la bobina de encendido y fija la cantidady el tiempo de inyeccin de combustible a travs de laseal.



Entradas al mdulo PCM (contina)

Grfica de voltios en funcin de la temperatura

1 Voltios2 Temperatura

Sensor de temperatura del refrigerante del motor

Las mezclas de aire/combustible ms ricas compensanla baja tasa de evaporacin del combustible atemperaturas bajas. El mdulo PCM monitorea latemperatura del refrigerante e incrementa el volumende inyeccin del combustible para mejorar la capacidadde manejo mientras el motor est fro.

El sensor de temperatura del refrigerante del motor(ECT, por sus siglas en ingls) mide la temperatura delrefrigerante mediante la resistencia elctrica; eltermosensor cambia su resistencia elctrica al cambiarla temperatura.

ENP076-B/VF

4.535

3.999

3.003

1.986

0.996

0.242

-40 24 71 110 160 257

1

2

Sensor de temperatura del aire de admisin

El sensor de temperatura del aire de admisin (IAT,por sus siglas en ingls) es un dispositivo tiporesistencia trmica y se coloca en la entrada del aireal motor para registrar la temperatura del aire deadmisin. El sensor IAT proporciona una seal devoltaje que vara dependiendo de la resistencia. Laresistencia del sensor y el voltaje del sensor resultanteson altos cuando el sensor est fro. A medida queaumenta la temperatura, tanto la resistencia como elvoltaje del sensor se reducen.



ENP017-A/VF

1

2

Sensor de posicin del cigeal

1 Rotor de seal (vista frontal y lateral)2 Sensor de posicin del cigeal (vista frontal y

lateral)

Sensor de posicin del cigeal (CKP)

El mdulo PCM utiliza la velocidad del motor parapoder ajustar la cantidad de inyeccin base. El sensorde posicin del cigeal (CKP, por sus siglas en ingls)puede estar ubicado en el cigeal o dentro deldistribuidor.

Un rotor especial, con salientes o dientes en elcigeal, gira cerca de un sensor. El sensor detecta loscambios en la fuerza magntica cuando pasa cadasaliente o diente por su lado.




ENP018-B/VF

5

1

4

3

2

6

Sensor de velocidad del motor montado en eldistribuidor

1 Sensor2 Tapa del distribuidor3 Disco

4 Diodos emisores de luz (LED)5 Fotodiodos6 Disco

El sensor de velocidad del motor montado en eldistribuidor o sensor de ngulo de giro, puede ser undispositivo tipo disco o de efecto Hall.

El sensor tipo disco utiliza un disco ranurado montadoen el eje del distribuidor, dos diodos emisores de luz(LED's, por sus siglas en ingls), y dos fotodiodos. UnLED indica el ngulo de giro, mientras que el segundoLED indica la posicin del Cilindro No. 1.



Sensor de posicin del rbol de levas (CMP)

ENP077-A/VF

6

3

21

4

5

1 Rotacin2 Imn3 Interruptor de efecto Hall

4 Seal del cigeal5 Seal del rbol de levas6 Hoja de interruptor (1 de 3)

El mdulo PCM utiliza un sensor de posicin del rbolde levas (CMP, por sus siglas en ingls) para seguir laposicin de todos los cilindros y controlar los sistemasde combustible y de encendido. El sensor detecta laposicin en el punto muerto superior (TDC, por sussiglas en ingls) en la carrera de compresin del Cilindro No. 1 y puede estar ubicado en el distribuidor o cerca del rbol de levas. El sensor CMP detecta los cambios en la fuerza magntica causada por salientes o dientes en el rbol de levas.

Funcionamiento del sensor de posicin del rbol de levas



ENP078-A/VF

1

23


Sensor de velocidad del vehculo

Algunos fabricantes de automviles tambin utilizan unsensor de velocidad de rueda, que es parte de unsistema de frenos antibloqueo, para obtener lainformacin sobre la velocidad del vehculo.

Sensor de velocidad del vehculo de tipocaptador electromagntico

1 Sensor de velocidad del vehculo2 Engrane3 Conector de salida

Un sensor de velocidad del vehculo (VSS, por sussiglas en ingls) indica la velocidad a la que viaja elvehculo. Se tienen tres tipos de VSS, los sensores tipo interruptor de caa, los de tipo fotoacoplador que se encuentran en el velocmetro, yel sensor tipo captador electromagntico que seencuentra en el eje de salida de la transmisin.



ENP021-A/VF

3

1 2

Sensores de oxgeno

Tambin se tiene un sensor de oxgeno traserocorriente abajo del convertidor cataltico. El mduloPCM compara las seales de los dos sensores deoxgeno para monitorear la eficiencia del convertidorcataltico y determinar si el convertidor catalticofunciona correctamente.

Ubicaciones de sensores de oxgeno

1 Sensor de oxgeno trasero2 Convertidor cataltico3 Sensor de oxgeno delantero

El sensor de oxgeno delantero mide la densidad deloxgeno en el gas de escape y enva esta informacinal mdulo PCM. El sensor de oxgeno delantero seencuentra adelante del convertidor cataltico. Elmdulo PCM utiliza esta entrada desde el sensor deoxgeno delantero para calcular cambios en la relacinde aire/combustible.



ENP022-A/VF

21

Sensor de flujo de masa de aire

1 Resistencia calentada2 Direccin de flujo de aire


Sensor de posicin del acelerador (TPS)

El sensor de posicin del acelerador (TPS, por sussiglas en ingls) es una resistencia variable(potencimetro) montado en el cuerpo del acelerador. El cuerpo del acelerador se abre y se cierra mediante un cable que est conectado al pedal del acelerador. Cuando secierra el acelerador, la computadora lee una seal debajo voltaje. Cuando el acelerador est totalmenteabierto, la computadora lee una seal de alto voltaje. ENP079-B/VF

3

1

2

Sensor de posicin del acelerador

1 Conjunto del cuerpo del acelerador2 Conjunto de tornillo3 Sensor de posicin del acelerador

Sensor de flujo de aire/flujo de masa de aire

El sensor de flujo de masa de aire (MAF, por sussiglas en ingls) mide el volumen y la densidad del airede admisin. Debido a la manera como el sensor MAFhace la medicin, el sensor puede tomar en cuenta latemperatura, la densidad y la humedad del aire. Todasestas variables en conjunto determinan la masa delaire de admisin. La computadora lee la masa del flujode aire real para ayudar a calcular la relacin de aire/combustible.



Otras entradas

Se tienen varios dispositivos de entradadependiendo del fabricante. Entre estos otrosdispositivos de entrada se tienen:

! El sensor de presin absoluta del mltiple (MAP,por sus siglas en ingls) que mide los cambios dela presin del aire en el mltiple de admisin.

! El sensor de detonacin que enva una seal almdulo PCM para retardar el encendido en casode tener detonaciones extremas.

! El sensor de posicin de la transmisin(TR, por sus siglas en ingls) le indica almdulo PCM si la transmisin est en PARK(estacionamiento) o en NEUTRAL, o si est enalguna de las velocidades normales de impulsin.

! El sensor de presin de direccin asistida(velocidad de marcha mnima) que se utiliza paradetectar alta presin del fluido del sistema de ladireccin asistida.

! Sensor de alta presin del aire acondicionado queenva una seal de la presin de fluido del aire acondicionado al mdulo PCM de tal manera que el mdulo PCM inicie el funcionamiento del compresor del aire acondicionado.

! Interruptor de control de crucero cuando elmdulo PCM recibe una seal de control decrucero, el mdulo almacena la velocidad deseadaen la memoria para poder mantener la velocidaddeseada.



Salidas del mdulo PCM

Los actuadores de salida abren y cierran vlvulas,inyectan combustible, y llevan a cabo otras tareascomo respuesta a las seales de control provenientesdel mdulo PCM. Algunos actuadores se controlan demanera variable, mientras que otros simplementeestn ENCENDIDOS (ON) o APAGADOS(OFF). El ciclo de trabajo de un actuador es elperodo de tiempo durante el cual el actuador est enfuncionamiento. El mdulo PCM controla los ciclos detrabajo y puede extenderlos o acortarlos segn serequiera.

Inyectores de combustible

El combustible se entrega al motor mediante losinyectores de combustible. El mdulo PCM controla alos inyectores de combustible. La bomba decombustible proporciona al inyector de combustible unsuministro constante de combustible presurizado. Elinyector de combustible es un solenoide que, al serconectado a tierra por la computadora, se energiza yel combustible presurizado se inyecta en el mltiplede admisin. La computadora controla el flujo decombustible mediante la modulacin de la amplitud delpulso del tiempo de CONEXIN (ON) del inyector.El tiempo de CONEXIN (ON) del inyector sedetermina mediante una combinacin de las entradasal mdulo PCM descritas anteriormente.

ENP080-A/VF

1

7

5

22

4

3

6

Componentes del inyector de combustible

1 Conexin elctrica2 Anillo O-ring superior3 Filtro de entrada de combustible4 Embobinados de solenoide5 Anillo O-ring inferior6 Distribuidor7 Vlvula de aguja



Vlvula de control de aire de marcha mnima

La vlvula de control de aire de marcha mnima (IAC,por sus siglas en ingls) se localiza en el cuerpo delacelerador. La vlvula IAC consta de una clavijamvil, que es accionada por un pequeo motorelctrico llamado motor de pasos. El motor de pasoses capaz de moverse en cantidades medidas muyexactas llamadas escalones. La computadora utilizala vlvula IAC para controlar las revoluciones porminuto (rpm) de marcha mnima. La vlvula IACcambia la posicin de la clavija en el pasaje de aire demarcha mnima del cuerpo del acelerador. El aire deadmisin vara entonces alrededor de la placa delacelerador cuando se cierra el acelerador.

ENP081-A/VF

1

4 3

2

Vlvula de control de aire de marcha mnima

1 Clavija de la vlvula IAC2 Vlvula de control del aire de marcha mnima3 Conjunto de tornillo de la vlvula IAC4 Anillo O-ring de vlvula IAC



ENP082-A/VF

1

6

2

4

3

5

Salidas del mdulo PCM (contina)

Bomba de combustible elctrica

La mayora de los sistemas de inyeccin utilizan unabomba elctrica ubicada en el interior del tanque decombustible y controlada mediante un relevador.Cuando el interruptor de encendido se coloca enENCENDIDO (ON), la computadora energiza elrelevador que controla a la bomba de combustiblemediante la aplicacin de voltaje de la batera. Elrelevador permanece encendido mientras el motor dearranque impulsa al motor y cuando est enmarcha, en esta accin la computadora recibe pulsos dereferencia. Si no hay pulsos de referencia, lacomputadora desconecta el relevador.

Componentes tpicos de la bomba de combus-tible

1 Sello de la bomba de combustible2 Salida de la bomba de combustible3 Lnea de regreso de combustible4 Unidad transmisora de nivel de combustible5 Filtro de entrada de combustible6 Bomba



ENP083-A/VF1

Ventilador elctrico de enfriamiento

Se utilizan uno o dos ventiladores elctricos deenfriamiento para ayudar a enfriar el radiador y/o elcondensador del aire acondicionado bajo ciertascondiciones. En la mayora de las aplicaciones, elmdulo PCM controla a los ventiladores deenfriamiento. Las aplicaciones controladas porcomputadora utilizan un relevador de ventilador deenfriamiento. La computadora conecta a tierra elrelevador del ventilador de enfriamiento, lo cualprovee voltaje del sistema al motor del ventilador deenfriamiento bajo una o todas las condicionessiguientes:

! El sensor de temperatura del refrigerante indicarefrigerante caliente

! Se solicita el arranque del sistema de aireacondicionado

! El aire acondicionado est encendido (ON) y laventilacin del sistema de enfriamiento del motorno es la adecuada (baja velocidad del vehculo).

! La presin en el fluido del aire acondicionado est por arriba de un valor especificado, lo cual abre un interruptor en el sensor de alta presin.

Ventiladores elctricos de enfriamiento

1 Sujetadores del mdulo del ventilador al radiador

Lmpara indicadora de fallas

La lmpara indicadora de mal funcionamiento delMotor (Service Engine Soon) o la lmparaindicadora de fallas (MIL, por siglas en ingls) seilumina cuando la llave de encendido se gira a laposicin de ENCENDIDO (ON), y el motor no esten funcionamiento. No se preocupe si esto sucede yaque esto es slo una verificacin rpida de que el focofunciona. Cuando el motor est en funcionamiento, lalmpara MIL normalmente est APAGADA (OFF).Si se almacena un cdigo de falla, la computadorapasa a la modalidad de respaldo, se ilumina la lmparaMIL, lo cual indica que la computadora ha conectadoa tierra el circuito de la lmpara MIL. Si la condicincambia y el cdigo o cdigos ya no existe(n), lalmpara se apagar, pero en la memoria de lacomputadora permanece almacenado un cdigo.



ENP023-A/VF

2

3

1

Componentes de la regulacin de presin decombustible

1 Tanque de combustible2 Regulador de presin3 Inyector de combustible

Diagnstico a bordo

El mdulo PCM contiene software de diagnstico, elcual monitorea el funcionamiento del tren motrz yregistra las fallas que pudieran ocurrir. Este softwarese conoce como diagnstico a bordo (OBD, por sussiglas en ingls).

En 1994 los fabricantes empezaron a equipar losvehculos con mdulos PCM que incluyen elDiagnstico A Bordo de Segunda Generacin (OBDII), o EOBD para Europa. La programacin monitoreatodo aquello en los sistemas de inyeccin decombustible y de control de emisiones que pudieracausar que los niveles de emisiones se elevaran.Adems de verificar si se tienen fallas decomponentes, el OBD II verifica y prueba elfuncionamiento de sistemas completos para revisarsu funcionamiento correcto, a la vez que monitoreasensores y actuadores para verificar si sufuncionamiento se ha degradado.

Control del regulador de presin delcombustible

En algunos motores el mdulo PCM incrementa lapresin del combustible para evitar la formacin deuna bolsa o cierre de vapor de combustible (ebullicindel combustible) cuando la temperatura del motor esalta durante un nuevo intento de arranque. Porejemplo, si la temperatura del refrigerante es de 100C (212 F) o mayor durante el arranque, el mduloPCM activa la vlvula solenoide de control delregulador de presin.

Cuando la vlvula solenoide entra en funcionamiento,el vaco se corta al regulador de presin, lo cual causaque la presin del combustible sea superior que lapresin dada en condiciones normales del motor. Lavlvula solenoide permanece energizada durante uncorto perodo de tiempo despus de haberse puesto enmarcha el motor.



ENP026-A/VF

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1

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3

Sistema bsico de marcha mnima

Sistema bsico de marcha mnima

1 Flujo de aire de admisin2 Filtro de aire3 Bobina de solenoide4 Vlvula de control de aire de marcha mnima/de

control de velocidad de marcha mnima

5 Flujo de aire al mltiple de admisin6 Mariposa del acelerador7 Mdulo PCM

Una derivacin permite que una parte del aire deadmisin pase al mltiple de admisin durante lamarcha mnima ya que la mariposa del acelerador estcasi completamente cerrada. La vlvula IAC controlael aire de desvo necesario para estabilizar la velocidadde marcha mnima bajo diversas cargas (aireacondicionado, carga elctrica, direccin asistida,etc.). El mdulo PCM acciona la vlvula IAC, que esun actuador de tipo solenoide. Esta vlvulaproporciona un control preciso de la cantidad de aireque se desva de la mariposa del acelerador.

Algunos vehculos utilizan una combinacin de dosvlvulas, una mecnica y otra tipo solenoide, para elcontrol de la marcha mnima base. Ambas vlvulas seabren durante un arranque en fro, lo cual permite quems aire fluya durante el arranque y el calentamientodel motor. A medida que la temperatura delrefrigerante se incrementa hasta la temperaturanormal, la vlvula mecnica se cierra gradualmente, yel aire fluye nicamente a travs de la vlvulasolenoide.


General Leccin 5 Sistemas de control de encendido

Objetivos


! Explicar el objetivo y la funcin del sistema de control de encendido.

! Describir el sistema de encendido e identificar los tipos de sistemas de control de encendido.

! Identificar los componentes del sistema de control de encendido.

! Describir la teora y el funcionamiento del sistema de control de encendido.


Leccin 5 Sistemas de control de encendido En una mirada

Sistemas de control de encendido

Sistema de encendido tipo distribuidor

En un sistema de encendido tipo distribuidor, el mduloPCM utiliza el distribuidor para enviar pulsos devoltaje de encendido de alto voltaje del secundario alas bujas. El mdulo PCM utiliza seales de bajovoltaje del primario desde el distribuidor paradeterminar el momento adecuado para generar unachispa de encendido.

El mdulo PCM tambin utiliza otros sensores deentradas para controlar con precisin el tiempo deencendido, tales como:

! El sensor de presin baromtrica

! El interruptor de posicin cerrada del acelerador

! El sensor de temperatura del refrigerante del motor

! El sensor de temperatura del aire de admisin

! El sensor de detonacin

! El sensor de posicin del acelerador

Para generar una chispa, el mdulo PCM energiza untransistor de potencia, que inicia el flujo de corriente atravs de la bobina de encendido. En la bobina seincrementa un campo magntico que genera un altovoltaje.

Para disparar la chispa, el mdulo PCM desenergiza eltransistor de potencia para interrumpir el flujo decorriente. El campo magntico en la bobina deencendido decae y libera el alto voltaje. El distribuidorenva el alto voltaje de la bobina de encendido hasta labuja correspondiente a travs del rotor del distribuidor,la tapa y los cables de encendido del secundario.

Los controles modernos de encendido eliminan losmecanismos convencionales de avance centrfugos yde vaco del distribuidor. El mdulo PCM controla elavance de la buja electrnicamente al leer lainformacin transmitida por sensores instalados dentrodel distribuidor y por otros sensores del motor.

Estos sensores tipo distribuidor proporcionan al mduloPCM seales elctricas que indican la posicin delcigeal y la posicin del Cilindro No. 1. Los sensorespueden ser de uno de estos tres tipos:

1. Bobina captadora2. Disco de diodos emisores de luz (LED)3. Dispositivo de efecto Hall


Componentes Leccin 5 Sistemas de control de encendido

Sistemas de control de encendido (contina)

Sensores de bobina captadora

Sensor de bobina captadora

1 Rotor de tiempo2 Bobina captadora3 Tapa de distribuidor

ENP101-A/VF

2

3

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5

1

6

4 Rotor de distribuidor5 Distribuidor6 Seal elctrica

Los sensores de bobina captadora utilizan rotores detiempo y bobinas captadoras para las seales. Elnmero de dientes en el rotor y el nmero de bobinascaptadoras varan de acuerdo con el nmero decilindros del motor. Cuando pasa un diente del rotorpor una bobina captadora, la bobina genera una sealelctrica.


Leccin 5 Sistemas de control de encendido Componentes

Sensores de disco

Sensor de disco

1 Disco que gira entre los LED's y los fotodiodos2 Seal elctrica al mdulo PCM

Los sensores tipo de disco consisten en un discoranurado montado en el eje del distribuidor, unconjunto de unidad de sensor, y una seccin dedistribucin de alto voltaje.

Se tienen 4 ranuras separadas a 90 grados una de laotra (en un motor de cuatro cilindros) en las orillas deldisco para permitir que el distribuidor seale laposicin de punto muerto superior (TDC, por sussiglas en ingls) de cada pistn (seal NE). Unaranura interior identifica el cilindro No. 1 (seal G).

ENP028-A/VF

1

2

El conjunto de la unidad de sensor consiste en dosLED's y dos receptores de luz (fotodiodos) queproducen la seal NE y la seal G. El conjunto de launidad de sensor enva seales de bajo voltaje (de 0 a0.5 V) cuando la luz del LED llega hasta la base delfotodiodo. El conjunto de la unidad de sensor envaseales de alto voltaje (4.5-5 V) si se bloquea la luz.

Los sensores tipo de disco no son dispositivos decontacto. Ambos sensores son un conjunto de una solaunidad para detectar el movimiento de las ranuras enel disco. Los sensores que no son de contacto nosufren las fallas asociadas con los sensores decontacto.



ENP029-A/VF

1

2

Sensores de efecto Hall

En un sensor de efecto Hall un solo rotor NE/Gcomparte un mismo eje con el eje impulsado. El rotorNE/G de combinacin es un cilindro con seis aberturas(en un motor de seis cilindros) para la seal NE, y undedo extendido para la seal G.

A medida que las partes slidas del rotor pasan por lossensores Hall, el sensor genera seales NE quecorresponden al nmero de cilindros y una seal G.Cada rotacin del distribuidor (dos vueltas delcigeal) genera un grupo de seales. La seal NEindica la posicin del cigeal relativa al punto muertosuperior (TDC) de compresin. La seal G indica elTDC de compresin de los cilindros No. 1 y No. 4.

Sensor de efecto Hall

1 Rotor2 Sensor de posicin del cigeal




Efecto Hall

El efecto Hall

1 El elemento Hall con corriente normal2 El elemento Hall muestra el efecto Hall

Cuando un campo magntico se acerca a unsemiconductor cargado elctricamente a un ngulo de90 grados, se genera una distorsin en el flujo decorriente. Esta distorsin es el efecto Hall, y unsemiconductor que se utiliza para este efecto es unelemento Hall. Al conectar dos cables conductoresverticalmente a uno u otro lado del semiconductor, sepermite medir el efecto Hall como un cambio devoltaje.

Si no se tiene un campo magntico, el valor de lacorriente es constante y por lo tanto, no hay diferenciade voltaje entre las terminales de salida.

Sin embargo, cuando s hay un campo magnticocercano ubicado en ngulo recto a la corriente, sedistorsiona el flujo de la corriente, lo cual causa unadiferencia de voltaje entre las terminales de salida.

Los sistemas de encendido utilizan la seal de voltajegenerada para controlar un transistor de potencia en eldistribuidor.

ENP030-A/VF

1 2




Circuito de control de encendido con distribuidor

ENP031-A/VF

1 2

5

3

6

4

Circuito de control de encendido condistribuidor

1 Seales de entrada de los sensores2 Mdulo PCM

4 Bobina de encendido5 Distribuidor6 Bujas

3 Encendido (con seal de ngulo de avance)

El mdulo PCM determina el tiempo de encendidobasndose en las seales G y NE y en las seales deotros sensores. Despus de determinar el tiempo deencendido, el mdulo PCM enva una seal de tiempode encendido (IGT, por sus siglas en ingls) alencendido.

Cuando la seal de tiempo de encendido se detiene , laseal de encendido se apaga, lo cual interrumpe la corrientedel primario a la bobina de encendido y se genera unalto voltaje. La bobina de encendido enva este altovoltaje al distribuidor. En el distribuidor, el rotortransmite el alto voltaje a cada cilindro. La bujagenera la chispa, la cual enciende la mezcla de aire/combustible en la cmara de combustin.



Se tienen dos tipos de encendidos:

1. Encendido con circuito de control de ngulo deavance: recibe las seales de tiempo de encendidodel mdulo PCM, fija el ngulo de avance (tiempode flujo de corriente a la bobina de encendido), yenva la corriente a la bobina de encendido.

2. Encendido sencillo: incorpora el circuito de controlde ngulo de avance en el mdulo PCM, lo cualsimplifica el diseo.

Funcionamiento del control de encendido sindistribuidor

El sistema de encendido sin distribuidor (DIS, por sussiglas en ingls) utiliza el sensor CKP y otros sensoresutilizados por los sistemas con distribuidor paracontrolar con precisin el tiempo de encendido.

Los sistemas DIS no utilizan un distribuidor ni tapa dedistribuidor o un rotor de distribuidor para ladistribucin de encendido de secundario. En unsistema DIS cada cilindro individual (o par decilindros) tiene una bobina de encendido separada, y labobina enciende directamente la buja de encendido.

Cada cilindro (o par de cilindros) en un sistema DIStiene su propia bobina de encendido, la cual contieneun mdulo de encendido. Al aplicar el voltaje generado por la bobina de encendido directamente a la buja, se reduce el desgaste de piezas y elimina elservicio regular que tradicionalmente se requera parareemplazar la tapa del distribuidor y el rotor. Tambinse mejoran la eficiencia en el uso de combustible y elrendimiento de las emisiones.

Un sistema DIS generalmente es ms confiable queun sistema de encendido tipo distribuidor ya que notiene piezas mviles en el lado de salida del sistemaDIS. Adems, un sistema DIS puede controlar cada

cilindro (o par de cilindros) de manera individual. Laprecisin del tiempo de encendido se mejora y seelimina la necesidad de ajustar el tiempo de encendido.


General Leccin 6 Dispositivos de control de emisiones

Objetivos


! Explicar el objetivo y la funcin de los dispositivos de control de emisiones.

! Describir los dispositivos de control de emisiones e identificar los tipos de dispositivos de control de emisiones.

! Identificar los componentes de control de emisiones.

! Describir la teora y el funcionamiento de los dispositivos de control de emisiones.


Leccin 6 Dispositivos de control de emisiones En una mirada

Dispositivos de control de emisiones

Los dispositivos de control de emisiones trabajan paracontrolar una o ms fuentes de emisiones especficas.Se tienen varios dispositivos para cada fuente deemisiones, tal como se muestra.

Los sistemas de control de emisiones son unacombinacin de dispositivos individuales y decomplejos sistemas de control diseados para reducirlas emisiones dainas. Aunque los controles estnaltamente computarizados, los dispositivos trabajanbasndose en principios bsicos de la qumica y de lamecnica. Esta seccin describe tres tipos de sistemasde control de emisiones:

! Sistema de ventilacin positiva del crter (PCV, porsus siglas en ingls)

! Sistema de recirculacin de los gases del escape(EGR, por sus siglas en ingls)

! Sistema de control de emisiones evaporativas(EVAP)

Gases del crter

La vlvula de ventilacin positiva del crter (PCV) yla presin en el mltiple de admisin controlan a losgases del crter. La vlvula PCV retorna los gases delcrter al motor para ser quemados.

Dispositivos de control de emisiones

1 Mltiple de admisin2 Recipiente de carbn activado3 Lnea de vapor de combustible4 Tanque de combustible5 Mltiple del escape6 Vlvula PCV7 Monoblock8 Crter del aceite9 Convertidor cataltico

ENP034-A/VF

1

6

3

2

4

5

7

89


Componentes Leccin 6 Dispositivos de control de emisiones

Gases del escape

El convertidor cataltico y el sistema EGRdirectamente controlan a los gases del escape. Elconvertidor cataltico neutraliza los hidrocarburos, elmonxido de carbono, y los xidos de nitrgenocuando los gases del escape pasan por el interior delconvertidor. La vlvula EGR disminuye los xidos denitrgeno al enviar parte de los gases del escape otravez al motor, lo cual reduce la temperatura en lacmara de combustin.

Evaporacin

El recipiente de carbn activado y dispositivosespeciales de sellado en el sistema de combustiblecontrolan a los vapores del combustible. El recipientede carbn absorbe los vapores del sistema decombustible mientras el vehculo est estacionado ydurante ciertas condiciones de manejo.

Dispositivos especiales de sellado en el sistema decombustible impiden que los vapores se fugen delsistema. Estos dispositivos incluyen:

! Un tanque de combustible sellado

! Una vlvula de control de purga que enva lasemanaciones evaporativas almacenadas al motor

! Un equipo especializado de tapn y tubo de llenadode combustible diseado para impedir que losvapores se escapen durante el manejo y al llenar eltanque de combustible

! Un recipiente de carbn activado para almacenarlos vapores

La siguiente tabla explica algunas de lascaractersticas comunes de las altas emisiones,relacionadas por tipo de emisin.

Dispositivos de control de emisiones (contina)


Leccin 6 Dispositivos de control de emisiones Componentes

Emisin Qu quiere decir Si muy alta Si muy baja

Hidrocarburos (HC) Una lectura de HC baja es El HC es el mejor indicador de una El convertidor catalticonormal. El combustible que falla de encendido causada por procesa los hidrocarburos.toca el metal ms fro de la problemas de encendido o por una Siempre es mejor tener unacmara de combustin mezcla excesivamente pobre. Un lectura lo ms baja posible.(paredes y cabeza de cilindros, cilindro que constantemente tieney el pistn) no se quema. fallas de encendido puede elevar

la lectura de HC por arriba del lmitesuperior del analizador.

Monxido de carbono El mejor indicador de la relacin Indica que la relacin aire/- Nunca puede ser demasiado bajo.(CO) aire/combustible. combustible es muy rica (demasiado Una lectura de cero indica que el

combustible y poco aire). Una convertidor cataltico funcionamezcla rica significa que no adecuadamente y que la relacinhay suficiente oxigeno (o que hay de aire/combustible es la correcta.demasiados hidrocarburos). El convertidor cataltico combina

CO con una molcula adicional deoxgeno para crear CO2.

Bixido de carbono Mide la eficiencia de Indica una mezcla rica en un Lecturas de diez por ciento(CO2) funcionamiento del motor. vehculo que tiene un convertidor indican que la relacin aire/-

Las lecturas ms altas indican que cataltico y una bomba de aire. combustible es rica o es pobre.el motor funciona de manera ms El catalizador combina el CO Tambin indican una falla deeficiente. CO2 por abajo de7% con oxgeno adicional para de encendido o algn otrono podr soportar la combustin. crear CO2. problema de encendido o de

entrega de combustible.

Oxgeno (O2) La combustin debe Una fuga de aire, los sistemas de Tericamente la lectura debeconsumir todo el oxgeno. inyeccin de aire, o una mezcla ser de cero. La mayora de losComo no es posible tener una pobre pueden causar una lectura de automviles tienen menos decombustin perfecta, siempre oxgeno mayor de 1.5%. Una 1.5% de O2 cuando funcionanse tendr un pequeo sobrante relacin de aire/combustible pobre normalmente.(menos de 2%). contiene exceso de oxgeno

(no hay suficiente combustible). Elexceso de oxgeno pasa por lacmara de combustin sin sufrirefecto alguno.

xidos de nitrgeno La nica manera de minimizar Generalmente causados por un Siempre se tendr algo de NOX(NOX) los NOX es mantener las sistema EGR que no funciona en el gas de escape. Niveles de

temperaturas de la combustin o que funciona incorrectamente. NOX muy bajos puede indicarlo ms bajas posible. El sistema EGR recicla el gas del relaciones de aire/combustibleEl gas del escape que se agrega escape hacia la admisin. ricas.a la corriente de aire de admisin Los altos niveles de NOXdiluye la carga de aire y reduce tambin pueden ser causados porlas temperaturas de la combustin. la detonacin, el preencendido,

mezclas pobres de combustible,incremento en el avance de la chispa,

deterioro del catalizador, u holln enla cmara de combustin.


Componentes Leccin 6 Dispositivos de control de emisiones

Dispositivos de control de las emisiones (contina)

Sistema de ventilacin positiva del crter (PCV)

1 Mltiple de admisin2 Separador de aceite3 Filtro de aire

ENP063-B/VF

2

5

4

3

1

4 Vlvula PCV5 Conexin al mltiple de admisin

A diferencia de otros sistemas de control deemisiones, el mdulo PCM no controla al sistemaPCV. La presin en el mltiple de admisin, que es unvaco, controla al sistema PCV.

Como ningn anillo de pistn puede proporcionar unsello total entre la cmara de combustin y el crter,los gases con una alta concentracin de hidrocarburospueden pasar por los anillos de los pistones yacumularse en el crter. En los Estados Unidos, la leyde control de emisiones especifica que estos gases nodeben pasar a la atmsfera.

Todos los vapores en el crter y en la cabeza de cilindrosse llevan mediante las conexiones correspondientes demangueras hasta el mltiple de admisin. Los vaporesluego pasan a la cmara de combustin.

En los vehculos modernos se utiliza un sistemasensible a la presin para dosificar la cantidad devapores que se sacan del crter. Si se tiene un altovaco en el mltiple de admisin, los gases del crterpasan al mltiple de admisin a travs de la vlvulaPCV.

Si se tiene bajo vaco en el mltiple de admisin, lavlvula PCV se cierra. Los gases del crter pasan porel filtro de aire hacia el sistema de admisin.


Leccin 6 Dispositivos de control de emisiones Componentes

Recirculacin de los gases del escape

ENP064-A/VF

7

5

4

6

21

3

El sistema de recirculacin de los gases del escape(EGR) hace recircular los gases del escape por laentrada de aire para reducir la temperatura dentro dela cmara de combustin. El sistema EGR incorporauna vlvula EGR situada entre los mltiples deadmisin y del escape. La unidad de diafragma abre elasiento de la vlvula en la vlvula EGR bajo vaco.

Sistema de recirculacin de los gases del escape(tpico)

1 Mltiple de admisin2 Regulador de vaco EGR (EVR)3 Mdulo PCM4 Vlvula EGR

5 Transductor de presin EGR6 Punto de aceleracin7 Mltiple del escape

El vaco se toma del mltiple de admisin y se regulamediante el regulador de vaco EGR (EVR) de talmanera que la vlvula EGR se abre lo suficient

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