GESTIONES ELECTRNICASSENSORES Y ACTUADORES

El automvil es inconcebible hoy sin las unidades de control electrnicascon sus sensores y actuadores. Ellas han revolucionado el mundo automovilstico. Todas las funciones esenciales del vehculo son controladas yreguladas electrnicamente en un espacio mnimo; el mando del motor y el cambio de velocidades, los sistemas de seguridad, pero tambin un sinnmero de sistemas de confort y as vemos que la inteligencia en el automvil siguecreciendo vertiginosamente, sin que pueda percibirse el fin de este desarrollo.

Esta presentacin est dirigida a mostrar algunos aspectos resaltantes en el vasto mundo de la electrnica automotriz, as como, detallar las caractersticas y principios de algunos de los sensores y actuadores ms representativos en el Automvil.

Sistema de Control Electrnico de MotorLos Motores de Hoy tienen que ser:Eficiente y Potente Ms Kilmetros por litroDe Bajo Costo

Sistema de Control Electrnico de MotorSISTEMA DE ALIMENTACIN DE COMBUSTIBLE CON CARBURADORSISTEMA DE ALIMENTACIN CONINYECCIN ELECTRNICA DECOMBUSTIBLE

32+1234CKPCMPECMInyectoresBobinas de IGSistema de Control Electrnico de Motor

0.81.01.2PotenciaConsumo de Combustible Factor de Exceso de Aire Efecto de exceso de aire en potencia y consumo especfico de combustiblePotencia Consumo especfico de combustible11.7:114.7:117.6:1Relacin de Aire/GasolinaMezcla RicaMezcla pobreMejor zona de PotenciaMejor Zona deEmisionesMejor Zona EconmicaMejor zona de Potencia: 13:1Mejor Zona deEmisiones: 14.7:1Mejor Zona Econmica 16:1Sistema de Control Electrnico de MotorPosicin de Mariposa

En el ser humano

Audicin

Visin

Paladar

Olfato

Tacto

SENSORESACTUADORESUNIDAD DE CONTROL DEL MOTOR

El trmino "seal" se refiere a un voltaje elctrico, un patrn luminoso o una onda electromagntica modulada que se desea obtener. Esta seal vara en funcin del medio de transmisin de que se trate y se propaga a travs este mismo medio de transmisin.

Se caracteriza por ser un valor en funcin del tiempo s(t), es decir, su valor vara en funcin del tiempo. Si esta seal es un voltaje o una intensidad de corriente, es fcilmente relacionable con la potencia.

Analgico: Significa algo que varia de forma continua, es decir que la seal de voltaje es variable, sin un rango determinado.

Digital: Significa algo de naturaleza incremental, lo que supone que la seal de voltaje tiene uno o dos estados como encendido-apagado, si no, o alto y bajo.TIPOS DE SEAL :

EEELLLLLAAAAA

EL OSCILOSCOPIO El osciloscopio es un instrumento de medida que presenta en una pantalla una imagen grafica de una seal electrica. Esta imagen muestra como cambia la seal a medida que transcurre el tiempo La imagen es trazada sobre una pantalla en la que se reproduce un eje de coordenadas (Tensin/tiempo). Esto permite determinar los valores de tiempo y tensin de una seal, asi como la frecuencia, tipos de impulso, ciclos de trabajo (DWELL, RCO o dusty cicle), etc.

Seales de tensin de corriente alterna (CA) - amplitud, frecuencia y formaLas seales de tensin de corriente alterna son generadas por componentes como:

Sensor de detonacin Sensor de rgimen del motor - tipo inductivo

Sensores pticos de velocidad y posicinSensores de velocidad y posicin de efecto Hall

Los sensores son los dispositivos que convierten (traducen) una magnitud fsica en una seal elctrica.Se utilizan muchos tipos de sensores y su clasificacin depende del principio de funcionamiento en que se basan.

Activo: cuando la magnitud fsica a detectar proporciona la energa necesaria para la generacin de la seal elctrica, como por ejemplo los sensores piezoelctricos o magnticos.

Pasivo: cuando la magnitud a detectar se limita a modificar algunos de los parmetros elctricos caractersticos del elemento sensor, tales como resistencia,capacidad, reluctancia, etc.

Los sensores magnticos se basan en el fenmeno del magnetismo de un imn o una bobina. Su campo de aplicacin se extiende desde la medicin de revoluciones hasta la deteccin del campo magntico terrestre en los sistemas de navegacin por satlite.

SENSOR DE POSICIN DE CIGEAL (INDUCTIVO)Funcin: Indica el RPM del motor y la posicin de PMS del pistn nmero 1, La unidad de control requiere de esta seal para el inicio de la secuencia de encendido y suministrar el tiempo de inyeccin de acuerdo al rgimen del motor. Esta corona con el diente faltante pasa delante del sensor entre 45 y 50 antes del PMS, para que la unidad de control, se tome el tiempo calculando el cilindro nmero 1 y los cilindros siguientes.

FALLAS QUE OCASIONA:El vehculo se para en forma espordica cuando est en marcha.El motor no arranca en forma definitiva.

DIAGNSTICO :

FundamentosLos sensores Hall se basan en el denominado efecto hall que se producecuando un cierto tipo de semiconductor al ser recorrido por unacorriente y sometido a un campo magntico en forma perpendicular, genera en sus extremos una diferencia de tensin

SENSOR DE POSICIN DE EJE DE LEVAS (EFECTO HALL) TIPO : Pasivo Seal digital FUNCIN : Determina la posicin del PMS del pistn nmero 1. Prescindiendo de la posibilidad de obtener ambas datos a travs de un sensor solamente, en muchos sistemas la seal adicional desde el sensor CMP se utiliza para distinguir el PMS del cilindro #1 y #4. En los motores con CVVT, el sensor de posicin del eje de levas tambin se utiliza para controlar la posicin precisa del eje, as como suministrar el tiempo de inyeccin en forma secuencial.

Forma de comprobar el sensor de fase de tipo Efecto Hall, el cual genera seales de onda cuadrada y se comprueba con frecuencia

FundamentosLa conductividad define la facilidad con que circula la corriente poruna sustancia cuando se halla sometida a determinadas condiciones fsicas.La conductividad de un material puede originarse por un cambio ensu estructura atmica, en la cual se permite que los electrones puedancircular libremente o bien facilitar el paso de iones de otrassustancias (los iones son tomos cargados elctricamente).La conductividad depende del nmero de electrones libres, y enlos metales es funcin inversa de la temperatura. A temperaturasprximas al cero absoluto la conductividad alcanza valores casi infinitos(resistencia nula) para algunos metales, fenmeno que seconoce con el nombre de superconductividad.

SENSOR DE OXGENO DE ZIRCONIO (ZRO2)TIPO : Activo Seal analgicaFUNCIN : Determinar el contenido de oxgeno en los gases de escape. Es un generador de voltaje nico, de dixido de zirconio que mide el contenido de oxgeno en el escape. Genera seales analgicas de 0 a 1 voltio, comparando la diferencia entre el oxgeno que hay en el escape y el oxgeno que hay en aire ambiente.

COMO TRABAJA LA SONDA LAMBDAPARMETRO LAMBDA

La superficie externa del elemento sensible en Circonio est en contacto con el gas de escape, mientras que la interna est en contacto con el aire de enfriamiento.Ambas capas estn revestidas por una fina capa Platino.

LA SONDA LAMBDA ES UNA ESPECIE DE INTERRUPTOR

OPERACIN : Genera una seal de voltaje de acuerdo al contenido de O2. Rango de operacin 0 ~ 1 voltios. Mezcla pobre (menos de 500 mV). Mezcla rica (ms de 500 mV).

Diagnstico:Verificar onda con osciloscopio. - El tipo de onda sinusoidal debe siempre sobrepasar la lnea de 500mV. - Verificar el tiempo de respuesta del sensor.Forma de efectuar el diagnstico del sensor de oxgeno, a travs del voltmetro; en esta prueba el voltaje numrico ser variable

Este sensor detecta el ngulo de apertura de la vlvula de aceleracin. Bsicamente, este es un potencimetro conectado mecnicamente con el eje del estrangulador. Este crea un cambio de voltaje, relacionado con la posicin del estrangulador. TIPO : Pasivo Seal analgica de amplitud(v) variable Potencimetro: Resistencia variable De acuerdo a la posicin, vara la resistencia, la cual cambia el voltajeFuncin :

FALLAS QUE OCASIONA : Causa tironeos durante la marcha, lo cual puede ser en ralent, en media carga y a media carga. Esto sucede cuando el potencimetro resistivo o el cursor se encuentra en circuito abierto o en corto. El motor emite en alto porcentaje la emisin de gases, en especial el monxido de carbono (CO). Esto tambin sucede cuando el potencimetro se encuentra en corto circuito a travs del voltaje referencial, lo cual quiere decir que el voltaje de retorno de seal se encuentra muy elevado, de acuerdo a los parmetros de seal que requiere la unidad de control, entonces, en esta ocasin la unidad de control emite mayor tiempo de inyeccin, ocasionando mezcla rica y mayor consumo de combustible

Los sensores termoelctricos proporcionan una variacin elctrica cuando existe una alteracin en la temperatura.Constituyen el principio de funcionamiento del transmisor de temperatura, pero tambin del medidor de masa de aire.

TIPO : Pasivo Termistor: Resistencia variable De acuerdo a la temperatura, vara la resistencia, la cual cambia el voltajeFuncin: Determinacin de temperatura de refrigerante de motor (ECT) Determinacin de temperatura de aire de entrada al motor (IAT) Determinacin de temperatura de combustible (FTS)

ese

FALLAS QUE OCASIONA:

SENSOR DE FLUJO DE AIRE (MASA DE AIRE) MAFTipos:

El medidor de masa de aire se utiliza en los sistemas de gestin electrnica del motor. Se intercala en el conducto de aspiracin para medir el caudal msico de aire que entra al motor y poder as determinar los parmetros de funcionamiento que correspondan. El sensor lo compone un hilo de platino (resistencia tipo PTC) o pelcula caliente que modifica su resistencia al paso del aire.

CABLE CALIENTE: Fenmeno de transferencia de calor entre el aire y el cable caliente Variacin en densidad no afecta FALLAS QUE OCASIONA : Ralent inestable. Corte de secuencia de inyeccin en alto rgimen. Riqueza de combustible.- Mezcla pobre.Para localizar la seal de este sensor,Se debe considerar las letras de acuerdo al grfico ya que la letra E, es el circuito de la seal que se emite hacia la ECU

Se define como actuador a todo aquel dispositivo que transforma la energa elctrica que recibe en otro tipo de energa, normalmente mecnica o trmica que ejecuta finalmente las condiciones de funcionamiento del sistema, que previamente ha establecido la Unidad de Control Electrnico.

Mediante los actuadores electromagnticos, aprovechando el efecto electroimn creado por la corriente al circular por una bobina, es posible controlar elevadas corrientes de potencia, as como la circulacin de fluidos en circuitos hidrulicos o neumticos (rels, electrovlvulas, etc.).Tambin es posible la transformacin de la tensin para el encendido.

RelsEl funcionamiento del rel se basa en el efecto electroimn que tiene lugar cuando circula corriente por una bobina arrollada a un ncleo de hierro dulce.El rel se construye para facilitar que corrientes de elevado valor puedan circular de modo controlado, con una pequea corriente de mando.

INYECTORFuncin: Solenoide de inyeccin controlado por la ECM Inyectar la cantidad correcta de combustible Cantidad depende del tiempo de apertura indicado por la ECM

INYECTOR (OPERACIN)Operacin: La ECM provee tierra a la bobina del inyector PWM (Modulacin de Ancho de Pulso) El campo magntico generado por la bobina abre la aguja Al colapsar el campo magntico se crea un voltaje de retorno que puede alcanzar los 50 V

DIANSTICO : Patrn de Chorro.

Verificar onda

Verificar resistencia

SEAL TIPO INTERUPTOR SATURADO

Conocido como interrupcin saturada (pulso saturado) se aplica para activar al inyector variando el voltaje. Los inyectores utilizados en este tipo de activacin por pulso saturado son de alta resistencia (de 10 a 20). Muchos fabricantes utilizan inyectores de baja resistencia (de 1 a 3) enseriada con una resistencia externa en el circuito controlado por la chapa de contacto.

Forma de localizar la seal de impulsos de la ECU en frecuencia

Dentro de la familia de los electromotores hay una gran variedad de dispositivos destinados a diversas funciones: vlvulas de regulacin de ralent, bomba de combustible, elevalunas, relojes, etc.FundamentosLos electromotores o motores elctricos basan su funcionamiento en el principio de que la energa elctrica se puede transformar en energa mecnica. Cuando circula corriente a travs de un conductor se crea a su alrededor un campo magntico; si este conductor se coloca bajo la accin de un fuerte campo magntico fijo (el estator) y de mayor intensidad (por ejemplo, un imn permanente), este ltimo trata de empujar y desplazar al conductor fuera del mismo.

BOMBA DE COMBUSTIBLE

Operacin: La mayora son del tipo de aspas Velocidad de Operacin : 1,700 ~ 2,500 rpm Presin de descarga : 3.0 ~ 6.0 Kg/cm2 (42.6 ~ 85.32 psi)Beneficios: Ruido de Operacin bajo y pulsasin de Presin menor Bajo torque y alta revolucin de motor Buenas caractersticas de prevencin de fuga de combustible y gases

ACTUADOR DE VELOCIDAD DE RALENT, VLVULA ROTATORIAEl conjunto de la vlvula esta compuesto por dos bobinas elctricas, un imn permanente, una vlvula y el eje de la vlvula. El ECM controla el movimiento de la vlvula aplicando un ciclo con relacin de trabajo de 100Hz a las bobinas T1 y T2.

Operacin: Parte de manejo Bobina e imn permanente Parte de Control Vlvula del tipo rotativa Ventaja: control estable, no afectado por el espacio entre los flujos.

ISA (TIPO MOTOR DE PASOS)Operacin: 4 bobinas 12 V a cada bobina a travs de transistores individuales en la ECM 125 pasos/seg Motor estacionario: se energizan dos bobinas Para mover un paso: la ECM apaga una bobina y energiza la otra

ISA (DIAGNSTICO)Diagnstico: Verificar continuidad (terminal 2&1 y 2&3). Verificar voltaje B+ terminal 2 Verificar onda Verificar resistencia

BOBINA DE IGNICINOperacin Aparato de almacenar energa TransformadorTipos: Tipo Con Distribuidor Tipo Sin Distribuidor

El sistema ESA (Avance electrnico de la chispa) es un sistema que utiliza la ECU del motor para determinar el ajuste del encendido en base a las seales procedentes de diversos sensores.La ECU del motor calcula el ajuste del encendido utilizando el ajuste del encendido ptimo almacenado en la memoria para que se ajuste a las condiciones del motor, y despus enva la seal de encendido al dispositivo de encendido.El ajuste del encendido ptimo se determina bsicamente utilizando el rgimen del motor y la masa del aire de admisin (presin del colector).

BOBINA DE IGNICIN (TIPO DISTRIBUIDOR)Operacin Una sola bobina de ignicin Voltaje es distribuido utilizando el distribuidor

BOBINA DE IGNICIN (TIPO SIN DISTRIBUIDOR)Operacin Dos o ms bobinas de ignicin La ECM controla directamente la bobina primaria.

SISTEMA DE ENCENDIDO INTEGRADO (DIS)

ENCENDIDO TIPO BOBINA POR CILINDRO

RECIRCULACIN DE GASES DE ESCAPE (EGR)Operacin Recircular gases como resultado de la combustin Bajar la tempertura de la cmara de combustin Reducir la produccin de Oxidos Nitrosos (Nox)Principio El vaco vencer la fuerza ejercida por el resorte Este har que la vlvula suba

RECIRCULACIN GASES ESCAPE (ELECTRNICAMENTE)ECM controla de acuerdo a varios sensoresVlvula solenoide permite el paso de vaco hacia el EGR

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