FORMACIÓN MECÁNICA   AVANZADA   I

Autor: Francisco Barbadillo Divassón

 

                                   

 

Este curso de GARANTÍAS MECÄNICAS se informa con carácter general del funcionamiento de los Sistemas electrónicos de gestión de motor, así como de los diferentes y múltiples sistemas de control que aportan los vehículos.

Se muestra el funcionamiento de los componentes como también el diagnóstico de los mismos.

El curso consta de tres volúmenes  de información.

Se muestra a continuación el índice de materias que se imparte en el primer curso de Mecánica Avanzada. 

 

 

TEMARIO DEL CURSO

 

SISTEMAS ALIMENTACION, ALTA PRESION EN VEHICULOS DIESEL

SENSORES Y ACTUADORES EN LOS

MOTORES DIESEL Y GASOLINA

CONTROL DE LA PRESION DE LOS NEUMATICOS

 Sistema de inyección common rail:      

-       Sistema de combustible.

-       Filtro de combustible.

-       Bomba de engranajes.

-       Bomba de alta presión.

-       Acumulador de alta presión

-       Válvula limitadora de presión.

-       Inyectores

-       Sistema de precalentamiento

Inyección:

-       Preinyección, inyección principal, posición de reposo, comienzo y fin de la inyección.

 

Sistema de Inyección DHELPI:

 

Circuito de gasoil

-        El filtro de gasoil

-        La bomba de inyección DFP3.4

-        La bomba de transferencia

-        Regulador de la presión

-        Captador de temperatura gasoil

-        Regulador de caudal

Limitador de presión

-        Rampa de inyección

-        Inyectores

Circuito de aire

-        Caudalímetro

-        Captador de presión

-        Doble dosificador de aire

-        Turbocompresor (Garret)

-        EGR

 

DIAGNOSTICO Y REPARACION DE COMPONENTES

 

Sensores del automóvil:

-      Principios fundamentales

-      Concepto

-      Función del sensor

Metodología de diagnosis:

Método de trabajo:

-       Información

-       Formación

-       Medios adecuados

-       Método de trabajo

-       Importancia de la información

 

 

Tipos de sensores:

-       Activo

-       Pasivo

Grupos de sensores:

-       Magnéticos

-       De efecto Hall

-       Termoeléctricos

-       Fotoeléctricos

-       Piezoeléctricos

-       Conductividad eléctrica

-       Ultrasonidos

-       Radiofrecuencia

-       Interruptores y conmutadores

 

Sensores en la gestión de motor:

-       Temperatura gases de escape

-       Temperatura del aire de admisión

-       Temperatura del refrigerante motor

-       Temperatura del combustible

-       Posición del cigüeñal

-       Árbol de levas

-       Masa de aire

-       Presión en el colector

-       Posición de  la mariposa

-       Velocidad del vehículo

-       Presión barométrica

-       Presión diferencial FAP Euro V

-       Sensor de NOx

-       Pedal del acelerador

-       Presión de combustible

-       Aire acondicionado

-       Presión amplificador de servofreno

-       Alzada de aguja

-       Sonda lambda delantera A/F.

-       Sonda lambda trasera.

 

Actuadores:

-       Electromagnéticos

-       Calefactores

-       Electromotores

-       Acústicos

-       Pantallas de cristal líquido

-       Piezoeléctricos

 

Sistema de encendido electrónico:

-       Bobina de encendido.

-       Módulo de control de la mariposa.

-       Módulo de control del turbo.

 

Captadores de presión:

Trama radiofrecuencia

Aprendizaje captadores

Receptor:

Unidad Central Habitáculo

Cuadro de instrumentos

Presión neumáticos en BMW:

Indicador de pérdida

Presión neumáticos

 

FAROS DIRECCIONABLES

 

Funciones globales de los faros direccionales:

El calculador

Captadores de altura de carrocería

Principio de funcionamiento:

Arquitectura eléctrica

Diagnosis

 

FILTRO DE PARTICULAS DIESEL CON RECUBRIMIENTO CATALITICO

 

Introducción

Gases de escape

Normas EU3, EU4 y EU5

Origen de los contaminantes

Partículas de hollín

Medidas para la reducción

Sistema de filtración de partículas

Regeneración

Aditivo

Gestión del motor:

Estructura del sistema

Sensores

Actuadores

Esquema de funciones

Mantenimiento del filtro

Mantenimiento del depósito

Sensores filtro y medidores:

Sensor de presión

Sensor temp. antes del filtro

Sensor temp. después del filtro

Sensor temp. turbocompresor

Sonda lambda

Medidor de la masa de aire

Testigo de contaminación

Testigo filtro de partículas diésel

 

 

 

 

SISTEMA DE INYECCION COMMON RAIL

 

Introducción

El sistema de common-rail o conducto común es un sistema de inyección de combustible electrónico para motores diesel de inyección directa en el que el gasóleo es aspirado directamente del depósito de combustible a una bomba de alta presión y ésta a su vez lo envía a un conducto común para todos los inyectores y por alta presión al cilindro. En 1998 recibió el Premio "Paul Pietsch Preis" para Bosch y Fiat por el sistema Common Rail como innovación técnica para el futuro.

Este sistema fue desarrollado por el grupo industrial italiano Fiat Group, en el Centro Ricerche en colaboración con Magneti Marelli, filial del grupo especializada en componentes automovilísticos y electrónicos. La industrialización la llevó a cabo Bosch. El primer vehículo del mundo en equipar este sistema fue el Alfa Romeo 156 con motor JTD en 1997.[]

 

 

 


Bomba en tándem

Debido a una creciente cantidad de grupos auxiliares que se implantan en un motor vienen siendo cada vez más extensos los conjuntos de impulsión por correa y de la distribución.

En el motor de 2,8ltr. con sistema de inyección Common Rail se han integrado por ello las bombas de vacío e hidráulica de la servodirección en un solo componente.

La bomba de vacío y la bomba hidráulica (para servodirección) van alojadas en una carcasa compartida.

Esta unidad que se atornilla a la brida intermedia del mando de engranajes de la distribución recibe el nombre de bomba en tándem.

Para explicar el sistema de inyección common rail se utiliza un motor diésel de 2.8ltr. con bomba de inyección distribuidora rotativa (letras distintivas del motor AGK/ATA) ha sido equipado ahora con un moderno sistema de inyección por conducto común Common Rail. Esto ha planteado la necesidad de efectuar ciertas modificaciones y adaptaciones en el motor. Este motor se identifica con las letras distintivas  AUH.

 

 

 

 

 

Sistema de combustible

 

En el sistema de combustible se utilizan dos bombas mono émbolo de alta presión con regulación controlada, cada una de las cuales es accionada por una leva doble de los árboles de levas de admisión.

 

En comparación con una bomba de alimentación constante, se obtiene una potencia motriz reducida en función de la presión del conducto común (Rail).

La presión de funcionamiento se sitúa entre 30 y 100 bar.

 


 

 

SISTEMA  DE COMBUSTIBLE

 

El sistema de combustible está dividido en dos zonas:

-       la zona de baja presión

con la bomba en el depósito de combustible, el depósito de reservas y expansión del combustible, el filtro de combustible y la bomba de engranajes.

-       la zona de alta presión

con la bomba de alta presión, el acumulador de alta presión (rail), los inyectores y la válvula limitadora de presión.

En la zona de baja presión, el combustible es extraído del depósito a través del depósito de reservas y expansión, por intervención de la bomba de combustible y la bomba de engranajes, para ser impelido a través del filtro de combustible hacia la bomba de alta presión.

Allí se genera la alta presión del combustible que se necesita para la inyección y se alimenta hacia el acumulador de alta presión (rail).

El combustible pasa del acumulador de alta presión hacia los inyectores, que se encargan de inyectar el combustible hacia las cámaras de combustión.

 


 

DIAGRAMA MOTOR DE INYECCIÓN COMMON RAIL DE 4 CIL.

 

 

BOMBA DE COMBUSTIBLE

 

Tiene asignada la función de presurizar el combustible a la intensidad necesaria para la inyección a alta presión. La alta presión se genera por medio de tres émbolos de la bomba, que se encuentran dispuestos en estrella, a un ángulo 120º.

La bomba de alta presión va atornillado a la brida intermedia del mando de engranajes y se acciona a través de ruedas dentadas intermediarias a partir del cigüeñal.

En la bomba de alta presión se encuentra también la bomba de engranajes y la válvula de regulación para la presión del combustible.


Bomba de alta presión

 

La bomba de alta presión es una versión tricilíndrica de émbolos radiales. Se impulsa conjuntamente con la bomba de engranajes a partir del eje de accionamiento.

 

La bomba de alta presión asume la función de generar la alta presión del combustible de hasta 1.600 bares, que se necesita para la inyección.

 

 

Con los tres émbolos de la bomba, implantados a distancias de 120°, se establecen cargas uniformes para el accionamiento de la bomba y se mantienen reducidas las fluctuaciones manométricas en el acumulador de alta presión.

 



Carrera aspirante

 

El movimiento descendente del émbolo de la bomba se traduce en un aumento de volumen en la cámara de compresión.

 

Esto hace que descienda la presión del combustible en la cámara de compresión.

 

Debido a la presión generada por la bomba de engranajes puede pasar ahora combustible a través de la válvula de admisión hacia la cámara de compresión


Carrera impelente

 

Al comenzar el movimiento ascendente del émbolo de la bomba aumenta la presión en la cámara de compresión.

 

Esto hace que el disco de la válvula de admisión sea oprimido hacia arriba y cierre la cámara de compresión.

 

El émbolo sigue ascendiendo, con lo cual sigue generando presión.

 

En cuanto la presión del combustible en la cámara de compresión supera la presión que hay en la zona de alta presión, la válvula de escape abre y el combustible pasa por el conducto anular hacia el acumulador de alta presión.

 

 

Bomba de engranajes

La bomba de engranajes es una bomba de preelevación que trabaja de un modo netamente mecánico.

Aumenta la presión del combustible suministrado por la bomba G6, al objeto de asegurar el abasto de la bomba de alta presión en cualquier condición operativa.

La bomba de engranajes va situada directamente en conjunto con la bomba de alta presión.

Ambas bombas se accionan por medio de un eje compartido.


 

 

                                                             COMPONENTES DE INYECCIÓN COMMON RAIL

 

 

En este capítulo se desarrolla el funcionamiento de todos los sensores utilizados en el sistema de inyección ya sean elementos de control y medida (sensores) y de los actuadores haciendo especial mención en el funcionamiento de los inyectores.

En los motores TDI con Common rail en las primeras generaciones se utilizaron inyectores electromagnéticos y posteriormente piezoeléctricos..

A continuación se muestra la estructura de estos inyectores y sensores y actuadores inyectores ya que representan uno de los mayores problemas a loa hora de conocer su funcionamiento


Inyector de núcleo magnético

El comienzo de la inyección es puesto en vigor por parte de la unidad de control para inyección directa diesel.

A esos efectos excita la válvula electromagnética.

En cuanto la fuerza magnética es superior a la fuerza de cierre del muelle de la electroválvula, el inducido de ésta se desplaza hacia arriba, abriendo el estrangulador de salida.

 

1

Terminal eléctrico

2

Muelle electroválvula

3

Inducido electroválvula

4

Estrangulador de salida

5

Estrangulador de entrada

6

Cámara de control

7

Émbolo de control del inyector

8

Aguja del inyector


Inyector piezoeléctrico

En el motor TDI 3,0l V6 se implantan inyectores piezoeléctricos. Los inyectores son excitados a través de un actuador piezoeléctrico.

 

La velocidad de conmutación de un actuador piezoeléctrico es aproximadamente cuatro veces superior a la de una válvula electromagnética.

 

 

 

 

1

Terminal eléctrico

2

Filtro de barra

3

Retorno de combustible

4

Actuador piezoeléctrico

5

Émbolo acoplador

6

Émbolo de válvula

7

Muelle émbolo de válvula

8

Válvula de mando

9

Placa estranguladora

10

Muelle de la tobera del inyector

11

Retén

12

Aguja

 


Equilibrado de la inyección (IMA)

 

Para sistemas de inyección EDC16 es necesario disponer de equipos de diagnóstico para poder realizar la programación de los inyectores en el caso de sustitución.

 

El equilibrado de la inyección (IMA) es una función de software, programada en la unidad de control para sistema de inyección directa diésel, que se utiliza para la excitación específica de cada inyector.

 

Con esta función se corrigen las cantidades inyectadas de forma específica por cada inyector

del sistema Common Rail en toda la familia de características. Con ello mejora la exactitud del

sistema de inyección.

 

Si se sustituye un inyector es preciso adaptarlo al sistema de inyección. Se tiene que llevar a cabo una operación de equilibrado de la inyección con equipos de diagnosis.

 

Valor IMA

 

Cada inyector lleva impreso un valor de adaptación de 7 caracteres. Este valor de adaptación puede estar compuesto por letras y/o números.

 

El valor IMA se determina con un banco de pruebas en la fabricación del inyector. Expresa la diferencia con respecto al valor teórico y describe así el comportamiento de inyección de esa unidad específica.

 

Con ayuda el valor IMA, la unidad de control para sistema de inyección directa diésel puede calcular con exactitud los tiempos de excitación que son necesarios para la inyección específica por parte de cada inyector.

 

Con el equilibrado de la inyección se compensan las diferencias de comportamiento entre los inyectores, que resultan de las tolerancias de fabricación.

 

Los objetivos de esta corrección de las cantidades inyectadas son:

 

Reducción del consumo de combustible

Reducción de las emisiones de escape

Una marcha equilibrada del motor

 

SENSORES DE INYECCIÓN

Estos son algunos de los sensores más importantes, utilizados en el sistema de inyección que van a influir de forma directa en el cálculo del tiempo de inyección y avance del motor.

Medidor masa de aire

Sensor presión combustible

Sensor presión de admisión

Sensor pedal acelerador





El medidor de la masa de aire con detección de flujo inverso se encuentra en el colector de admisión y detecta la masa de aire aspirada.

El sensor de presión del combustible va situado en el acumulador de alta presión y detecta la presión momentánea del combustible en la zona de alta presión.

 

El sensor de presión en el colector de admisión se dedica, como dice su nombre, a detectar la presión momentánea en el colector de admisión.

El sensor de posición del acelerador va situado en el vano motor y comunicado con el pedal acelerador a través de un varillaje.

Aplicaciones de la señal

Las señales se emplean en la unidad de control para sistema de inyección directa diésel para calcular la cantidad a inyectar.

Aplicaciones de la señal

La señal de tensión es para la unidad de control del sistema de inyección directa diésel un parámetro para regular la presión del combustible en la zona de alta presión.

Aplicaciones de la señal

La señal del sensor se utiliza en la unidad de control para sistema de inyección directa diésel para regular la presión de sobrealimentación.

Aplicaciones de la señal

La posición del acelerador es un parámetro principal para el cálculo de la cantidad a inyectar.

El conmutador de ralentí señaliza a la unidad de control para sistema de inyección directa diésel si ha sido accionado el pedal acelerador.

 

ACTUADORES DE INYECCIÓN

Regulador presión de combustible

Control chapaleta de admisión

Control presión sobrealimentación




En la bomba de alta presión va instalada la válvula reguladora de la presión del combustible.

Asume la función de regular la magnitud que ha de tener la presión del combustible en la zona de alta presión. A esos efectos es excitada por la unidad de control para sistema de inyección directa diesel.

La válvula de conmutación para chapaleta en el colector de admisión conecta la depresión para accionar la chapaleta en el colector de admisión.

La chapaleta en el colector de admisión impide sacudidas al parar el motor.

De esa forma se comprime una menor cantidad de aire y el motor se detiene de una forma suave.

La electroválvula para limitación de la presión de sobrealimentación es una válvula electroneumática que va fijada a la chapa del salpicadero en el vano motor, conjuntamente con la válvula de conmutación para la chapaleta en el colector de admisión.

La presión de sobrealimentación se regula de conformidad con una familia de características programada en la unidad de control para sistema de inyección directa diésel.

 

INYECCION DELPHI DCM 3.5 DEL MOTOR DW10CTED4

 

CIRCUITO DE GASOIL

COMPONENTES CIRCUITO DE GASOIL

 

 

1

Rampa

2

Calculador Motor

3

Bomba alta presión

4

Refrigerador

5

Depósito

6

Pera de cebado

7

Inyector

8

Bloque de filtro

9

Captador de presión

10

Sonda temperatura carburante

11

Regulador de caudal

BOMBA DE INYECCIÓN

 

 

La bomba de inyección de tipo asíncrono, es una evolución de la DELPHI DFP3.2 presente en la motorización DW10BTED4.

 

La presión máxima producida es de 2000 bares en el límite de 20 horas acumuladas de funcionamiento a potencia y par máximos. Por encima de este tiempo, la presión máxima es de 1800 bares.

 

Producción de alta presión:

 

Una excéntrica, situada en el árbol de arrastre de la bomba, transforma el movimiento de rotación del eje en movimiento de traslación para los dos pistones posicionados a 180º.

 

Cada elemento de alta presión crea a su vez la alta presión.

 

 


CAPTADOR DE TEMPERATURA DE GASOIL

REGULADOR DE CAUDAL


 

 

Con la temperatura del carburante, el calculador motor establece una estimación de la viscosidad del gasoil.

El captador de tipo CTN está en contacto directo con el carburante en la entrada de la bomba alta presión.

·          El captador de temperatura gasoil es disociable de la bomba alta presión.

 

Atención al conector de la sonda de temperatura que puede intercambiarse con el conector de la sonda de temperatura del agua motor.

Función: Suministrar una cantidad de carburante a los elementos de bombeo. Estos últimos suministrarán una presión según la demanda del calculador motor y el retorno del captador de presión.

Funcionamiento: La variación del campo magnético en el bobinado (4) provoca el desplazamiento del eje (2) que regula de esta forma la sección de paso (7). Un muelle de retroceso (3) mantiene abierto el eje cuando el campo magnético es nulo.

 

Cuanto más carburante deja pasar el regulador, más carburante comprime la bomba AP y, por consiguiente, mayor es el valor de la alta presión en la rampa.

LIMITADOR DE PRESIÓN

 


Finalidad:

 

Permite limitar la presión máxima que puede suministrar la bomba de alta presión. Ha sido tarado a un valor de 2200 bares.

* El limitador de presión es indisociable de la bomba alta presión y no se permite intervención alguna en este elemento.

1 – Muelle de tarado.

2 – Eje.

3 – Bola del limitador.

* En caso de puesta en funcionamiento del limitador, no es necesario sustituir la bomba alta presión.

CÓDIGO INYECTORES

 

Código alfanumérico (3) que puede estar compuesto por:

- 10 cifras,

- 24 letras salvo la o y la i.

El código alfanumérico es una definición de las características del inyector (caudal de fuga en función de las múltiples presiones, sección del orificio, tolerancia, …). Delphi, 900 puntos de medición para el C3I.

 

 

 

CIRCUITO DE AIRE

 


1

Caudalímetro

2

Turbocompresor de geometría variable

3

Electroválvula proporcional de mando del turbo compresor de geometría variable

4

Captador de memoria del turbocompresor

5

Doble dosificador de aire

6

Electroválvula de mando de la trampilla de aire caliente

7

Electroválvula de mando de la trampilla de aire refrigerado

8

Captador de presión y de temperatura

9

Electroválvula de mando del by pass EGR

10

Válvula EGR

11

Sonda de oxígeno proporcional

 

 


Caudalímetro:

El caudalímetro informa al calculador motor de la cantidad y de la temperatura del aire que pasa.

 

 

 

DOSIFICADOR DE AIRE

 


Función:

 

Durante las fases de regeneración, favorece el aumento de la temperatura del filtro de partículas con el aire caliente que procede del turbocompresor, garantiza la función estrangulación,  controla la presión de admisión para optimizar los índices de reciclaje de los gases de escape.

 

1: captador de memoria de posición de la trampilla de aire caliente

 

2: pulmón de mando de la trampilla de aire caliente

 

3: pulmón de mando de la trampilla de aire frío

 

4: captador de memoria de posición de la trampilla de aire frío

 

Los 2 captadores son del tipo de efecto hall.

Los pulmones de mando están alimentados por electroválvulas proporcionales.

 

*La trampilla de aire frío en posición de reposo está abierta.

*La trampilla de aire caliente en posición de reposo está cerrada.

 

TURBO COMPRESOR                                                                                      EGR



 

 

De geometría variable, el turbocompresor es pilotado por el calculador motor por medio de una electroválvula proporcional.

 

Un captador de memoria, potenciómetro en 5 Voltios, se encuentra en la cápsula.

 

El calculador de control motor controla la geometría variable de 2 modos:

 

- Modo pilotado

 

- Modo regulado.

 

El paso de modo regulado a modo pilotado se efectúa en función del régimen y de la carga de motor.

La función está asegurada con una válvula (motor eléctrico (1)) y su memoria de posición.

 

Una válvula (by-pass) accionada reumáticamente, con un captador de memoria de posición (2) permite o no el paso de los gases de escape hacia el intercambiador EGR.

 

El aprendizaje del motor eléctrico está disponible con el útil de diagnosis.

Esta operación debe realizarse en cada desmontaje / montaje del conjunto

 

 

 

 

DIAGNOSTICO Y REPARACION DE COMPONENTES

 

 

Los sensores en el automóvil

 

Los automóviles que corresponden al estado actual de la técnica poseen un sin número de sensores. Como “órganos de percepción” de un vehículo, los sensores convierten magnitudes variables de entrada en señales eléctricas que precisan las unidades de control de los sistemas de gestión del motor, de seguridad y de confort para la realización de funciones de mando y regulación.

 

Principios fundamentales

 

El concepto “sensor” es equivalente a las nociones de sonda y transmisor. Los sensores convierten una magnitud física o química no en una magnitud eléctrica, teniendo en cuenta magnitudes perturbadoras. Esta conversión se efectúa a menudo a través de fases intermedias no eléctricas. Las magnitudes eléctricas consideradas no son sólo la corriente y la tensión, sino también las amplitudes de corriente y la tensión, la frecuencia, el período, la fase o asimismo la duración de impulso de una oscilación eléctrica, así como los parámetros eléctricos “resistencia”, “capacidad” e “inductancia”.

 

CLASIFICACION DE LOS SENSORES

 

 


 

Sensores en el vehículo:

- Pre-Safe

- Sensores de los sistemas de seguridad

- Sensores para la preservación del medio

- Sensores para el funcionamiento del vehículo

- Sensores para el confort

- Sensores pasivos

- Sensores activos

- Sensores inteligentes

- Sensores complejos

- Sensores de posición

- Sensores de fuerza y de presión

- Sensores de aceleración

- Sensores de temperatura

- Sensores de luz

- Sensores de sonido

- Sensores de caudal

- Sensores de composición de sustancias

 

Función del sensor

Los sensores son los “órganos sensoriales” del vehículo con los que puede captar recorrido, posición, rotaciones, velocidad, aceleración, vibraciones, presión, caudal, temperatura y otras magnitudes de influencia.

Entre tanto, sus señales han llegado a ser indispensables para las funciones de mando y regulación de los diferentes sistemas de gestión del motor, del tren de rodaje, de seguridad y de confort.

El procesamiento de datos permite finalmente evaluar con rapidez los parámetros mencionados preparándolos para las funciones previstas en el vehículo.

 

METODOLOGIA DE DIAGNOSIS

 

Para una correcta realización de la diagnosis, antes que nada, el técnico del taller debe realizar su trabajo con mentalidad diagnóstica.

 


 

Una mentalidad diagnóstica adecuada debe acompañarse de una continua actualización sobre los nuevos productos, métodos de intervención y de la documentación apropiada.

 

La localización más simple y rápida de la avería, a la que se llega mediante un mayor conocimiento y experiencia del personal del taller, influye en el tiempo de la intervención, permite una reparación más eficaz y, por consiguiente, un menor coste operativo; el objetivo final es naturalmente el de mejorar la calidad del servicio.

 

Para aprovechar al máximo los métodos diagnósticos de intervención y la experiencia individual, el técnico tiene a su disposición unas series de soportes, como esquemas eléctricos, diagramas de flujo, manuales de asistencia, manuales de diagnosis, etc. con los que afrontar cualquier tipo de anomalía en el vehículo.

 

Además de la valoración, probar y verificar una avería eléctrica, se necesita del uso de instrumentos de medida adaptados a las pruebas que se deben de realizar para constatar el incidente; como son el polímetro, el osciloscopio, y la máquina de diagnosis.

METODO DE TRABAJO

 

Cualquier reparación requiere un método de trabajo, máxime en los sistemas electrónicos.

 

Todo diagnostico consta de 5 pasos:

 

1. Constatación del incidente.

2. Aislar el elemento o elementos implicados

3. Localizar el elemento causante del incidente.

4. Determinar la intervención necesaria.

5. Confirmar el resultado.

 

Todo diagnostico requiere de 4 elementos fundamentales.

 

Información.

Los síntomas y las circunstancias en que se manifiesta el incidente.

 

Formación.

Conocer los sistemas a nivel de funcionamiento.

 

Medias adecuados.

Unos son equipos elementales de medida o de control y otros como los esquemas, generalmente están al alcance de los medios informáticos o de asistencia en línea.

 


Método de trabajo.

Sin un método, no hay garantía, ni eficiencia del tiempo, ni de los recursos empleados. Ser metódico en la intervención, permitirá una localización rápida de las causas, poco tiempo de intervención y mayor seguridad en la reparación.

 

 

 

 

SENSORES Y ACTUADORES EN LOS MOTORES DIESEL Y GASOLINA

 

Sensores es el nombre común que reciben los transductores.

Son componentes capaces de convertir cualquier magnitud física, química o biológica en una señal eléctrica.

En los sistemas electrónicos, los sensores son los elementos encargados de obtener la información necesaria para que las Unidades de Control Electrónico puedan realizar los cálculos que permiten gobernar los actuadores.

El fenómeno de transducción puede darse de dos formas:

 

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Activo, cuando la magnitud física a detectar proporciona la energía necesaria para la generación de la corriente eléctrica. De este tipo tenemos los sensores piezoeléctricos y magnéticos.

 

Pasivo, cuando los sensores necesitan ser alimentados y la magnitud a detectar modifica algunos de los parámetros eléctricos característicos del elemento sensor como resistencia, capacidad, inducción, etc.

 

En la mayoría de los casos es necesario acondicionar la señal eléctrica aunque no necesite alimentación, para que la electrónica de control pueda procesarla.

 

Existen sensores que suministran la señal de salida de forma digital, pero lo habitual es que la señal eléctrica emitida sea de forma analógica.

 

 

 

CLASIFICACIÓN DE LOS SENSORES

 

 

 


Magnéticos: generadores inductivos de medida de revoluciones (motor, ABS, cambio automático, etc.), interruptores de seguridad tipo “reed” para airbag o nivel de líquido de frenos, sensor de alzada de aguja en los sistemas de inyección Diesel, transmisor de posición del regulador de caudal de las bombas Diesel, sensor de campo magnético (brújula) en sistemas de navegación por satélite.

 

De efecto Hall: medida de revoluciones de motor, árbol de levas, ABS, pinzas amperimétricas, transmisor de aceleración transversal y goniométrico de dirección para ESP, sensor de revoluciones para el cuentakilómetros, detección de nivel del vehículo y regulación de los faros de Xenón, transmisor de posición de mariposa en Monomotronic, revoluciones del distribuidor.

 

 


 

Termoeléctricos: transmisores de temperatura tipo NTC o PTC de refrigerante, de aire, de combustible, de temperatura interior/exterior, medidor de masa de aire.

 

 

Fotoeléctricos: LDR para encendido automático de luces de posición, fotosensor para radiación solar en climatizadores, células solares en los techos corredizos, sensor de infrarrojos para cierre centralizado.

 

 

 

 


 

Piezoeléctricos: transmisores de presión de admisión, de turbo, de fluido refrigerante, de combustible, de presión atmosférica, de frenada, sensor de picado, etc.

 

 

 

 

 

 

 

Por conductividad eléctrica: sonda Lambda, potenciómetro de mariposa, de acelerador, aforador de combustible, transmisor de nivel de líquido refrigerante o de limpiaparabrisas.

 


 


 

Por ultrasonidos: sensor volumétrico de alarma, transmisores ultrasónicos de ayuda al aparcamiento

 

 

 

 

 

 

Interruptores y conmutadores: termocontacto del ventilador, interruptor de presión de aceite, interruptor de freno, conmutador multifunción del cambio automático, conmutador de cerradura de puertas, conmutador de elevalunas.


 

 

 

FUNCIONAMIENTO SENSORES CONTROL DE MOTOR

Se muestra a continuación una relación de sensores habituales en la mayoría de vehículos.


Transmisor Hall


Medidor temperatura


Transmisor de temperatura


Sensor presión colector

El transmisor Hall va fijado al protector de la correa dentada, por debajo de la rueda dentada del .árbol de levas. Explora siete dientes sobre la rueda generatriz de impulsos que va fijada a la rueda dentada del árbol de levas.

El transmisor de temperatura del combustible es un termosensor con coeficiente de temperatura negativo (NTC).

Va instalado en el tubo de retorno de combustible, entre la bomba y el radiador de combustible. Detecta la temperatura momentánea del combustible.

El transmisor de temperatura del líquido refrigerante se encuentra en el empalme de la culata para el paso de líquido refrigerante. Informa a la unidad de control del motor acerca de la temperatura momentánea del líquido refrigerante.

El transmisor de presión en el colector de admisión y el transmisor de temperatura de aire en el colector de admisión están agrupados en un solo componente, en el conducto de admisión.


Transmisor de régimen


Medidor masa de aire


Transmisor altitud


Transmisor pedal acelerador

El transmisor de régimen del motor es un transmisor inductivo.

 

Va fijado al bloque motor.

El medidor de la masa de aire con detección de reflujo calcula la masa de aire aspirada. Está instalado en el conducto de admisión.

 

Con la apertura y el cierre de las válvulas se producen flujos inversos de la masa de aire aspirada en el conducto de admisión.

El transmisor de altitud informa a la unidad de control del motor acerca de la presión atmosférica momentánea en el entorno.

Esta presión depende de la altitud geográfica.

Con ayuda de la señal se realiza una corrección de altitud para la regulación de la presión de sobrealimentación y para la recirculación de gases de escape

Con esta señal, la unidad de control del motor detecta la posición del acelerador. En vehículos con cambio automático, el conmutador kick-down informa a la unidad de control del motor acerca de los deseos de aceleración expresados por el conductor a través del acelerador.

 

MEDIDA Y DIAGNÓSTICO DE LOS SENSORES

No solo es necesario tener conocimientos de aplicación y funcionamiento de los sensores sino que es necesario poder diagnosticar su funcionamiento en caso de avería del mismo.

A continuación se muestra el detalle del diagnóstico de varios de los componentes electrónicos de control del motor.

Antes de analizar la señal es conveniente verificar la continuidad del cableado, su aislamiento y el estado de los conectores.

 

Medidor de masa de aire

MEDIDA CON OSCILOSCOPIO

COMPROBACIONES



Seguidamente, con el encendido conectado hemos de comprobar la alimentación de tensión de 12 voltios (normalmente proporcionados por un relé) y la alimentación de referencia de 5 voltios (proporcionada por la UCE).

Para analizar la señal, conectamos el osciloscopio entre la salida de señal y masa.

Generador inductivo

 

 



Es necesario verificar la resistencia de la bobina del sensor y la distancia entre sensor y corona (entrehierro).

 

Al aumentar el régimen del motor deben aparecer más señales en el mismo tiempo (aumento de frecuencia) y también tiene que subir el voltaje (aumento de amplitud).

Captador Hall

 

 



Conectamos el osciloscopio a los terminales de alimentación y verificamos la existencia de tensión, normalmente 5 voltios.

 

Seguidamente cambiamos las puntas de prueba del osciloscopio al terminal de salida de señal y masa.

Sensor de mariposa

 

 



Verificar la alimentación de los potenciómetros, (en nuestro ejemplo entre el terminal 2 y 6 debemos disponer de una tensión de 5 voltios proporcionados por la UCE).

 

Con el contacto dado pisamos y soltamos el pedal del acelerador, la mariposa debe abrir y cerrar. En pantalla hemos de apreciar las señales variables de tensión sin cortes ni interferencias.

 

 

 

MEDIDA Y DIAGNÓSTICO DE LA SONDA LAMBDA

La sonda lambda es uno de los elementos mas importantes para el funcionamiento del motor, ya que con su información se produce la relación estequiométrica de combustible, y esta información determina el cálculo que realiza la centralita de inyección para otros elementos de control.

Explicamos a continuación el funcionamiento de los dos tipos de sondas mas utilizadas así como el control y diagnóstico de las mismas.

 

 

Sonda Lambda

MEDIDA CON OSCILOSCOPIO

COMPROBACIONES



Analizando el valor de la sonda lambda es posible diagnosticar fallos del sistema.

 

En funcionamiento normal con una buena gestión de motor, la tensión oscilará desde 20mv a 900mv en un intervalo de 1 segundo aproximadamente que es el tiempo que necesita la centralita para realizar las correcciones de mezcla pobre y mezcla rica.

Sonda Lambda planar

 

 



Las sondas lambda planares el tiempo de reacción es mucho más rápido.

 

La diferencia de tensión de salida es de 0.5v aproximadamente cuando el funcionamiento del sistema es correcto.

 

La tensión de alimentación se sitúa en 3V.

 

Admite variaciones entre 0.8  a 2.5 de relación estequiométrica.

 

SENSORES CONTROL SISTEMA ANTICONTAMINACIÓN

 

 

 

 


Sensor presión gases de escape

Sensor de presión para gases de escape (Aplicación Audi-VW)

 

El sensor de presión 1 para gases de escape se encarga de medir la diferencia de presión de la corriente de gases de escape antes y después del filtro de partículas.

Las señales del sensor de presión para gases de escape, las señales de los sensores de temperatura antes y después del filtro de partículas, así como la señal del medidor de la masa de aire, forman una unidad indivisible para la determinación del estado de saturación en el filtro de partículas.

 

 

 


 

Estructura

 

El sensor de presión 1 para gases de escape tiene dos empalmes. Uno conduce un tubo de presión hacia el caudal de los gases de escape antes del filtro de partículas y el otro conduce un tubo hacia el caudal de los gases de escape después del filtro de partículas.

En el sensor hay un diafragma con elementos piezoeléctricos, que reaccionan ante las presiones de los gases de escape.

SENSOR CONTRAPRESIÓN

 

El sensor de contrapresión de los gases de escape mide la caída de presión debida a la obstrucción del filtro DPF. En su interior una membrana de chapa convierte la presión en un desplazamiento que luego cuatro resistencias sensibles a la presión convierten en una señal de tensión. Si la contrapresión de los gases de escape sobrepasa el valor límite admitido de 750 mbar, el control del motor envía la orden de regenerar el filtro de partículas.

 

 

 

Filtro vacío


Filtro de partículas saturado

Si se ha acumulado hollín en el filtro de partículas, la presión de los gases de escape antes del filtro aumenta a raíz del menor caudal volumétrico disponible.

La presión de los gases de escape después del filtro se mantiene casi invariable. El diafragma se deforma en función de la diferencia de las presiones.

Esta deformación modifica la resistencia de los elementos piezoeléctricos, que se encuentran interconectados formando un puente de medición.

La tensión de salida de este puente de medición es acondicionada por la electrónica del sensor, amplificada y transmitida en forma de tensión de señal hacia la unidad de control del motor.

Con ayuda de esta señal, la unidad de control del motor determina el estado de saturación del filtro de partículas y pone en vigor un ciclo de regeneración para despejar el filtro.

Filtro saturado


 

 

 

 

Sensor de temperatura antes del filtro de partículas

Sensor de temperatura después del filtro de partículas

 

 

El sensor de temperatura antes del filtro de partículas es un sensor PTC. En un sensor con PTC (termistor de coeficiente de temperatura positivo) la resistencia aumenta a medida que aumenta la temperatura.

Va situado en el ramal de gases de escape ante el filtro de partículas diésel y se encarga de medir allí la temperatura de los gases de escape.

El sensor de temperatura después del filtro de partículas es un sensor PTC.

 

Se encuentra en el ramal de gases de escape después del filtro de partículas diésel y mide allí la temperatura de los gases de escape.

 

 

Efectos en caso de ausentarse la señal

 

Si se ausenta la señal del sensor de temperatura antes del turbocompresor deja de ser posible proteger el turbocompresor contra temperaturas inadmisiblemente altas.

En ese caso deja de producirse el ciclo de regeneración del filtro de partículas diésel.        

El sistema exhorta al conductor a que acuda al taller, encendiéndose el testigo luminoso de precalentamiento.

Para reducir las emisiones de hollín se desactiva la recirculación de gases de escape.

 

 

Si se ausenta la señal del sensor de temperatura después del filtro de partículas, la regeneración del filtro se lleva a cabo primeramente de forma cíclica, según el recorrido efectuado o las horas en servicio.

A largo plazo, sin embargo, no es posible regenerar fiablemente el filtro de partículas de esta forma.

Tras una cantidad definida de ciclos se enciende primeramente el testigo luminoso para filtro de partículas diésel y luego parpadea el testigo luminoso de precalentamiento en el cuadro de instrumentos. De esa forma se exhorta al conductor a que acuda a un taller.

 

 

 

 

CATALIZADOR ACUMULADOR DE NOx


 

Acumulación

Los óxidos nítricos se oxidan en el estrato de platino, formando dióxido nítrico y reaccionan entonces con el óxido de bario formando nitrato bárico.

 

Desacumulación (regeneración)

La desacumulación se lleva a cabo por ejemplo por medio de las moléculas de CO que abundan en los gases de escape correspondientes a mezcla rica.

Primero se reduce el nitrato bárico nuevamente a óxido de bario, por la reacción con el monóxido de carbono. De esa forma se despiden dióxido de carbono y monóxido de nitrógeno. La presencia de rodio y platino hace que se reduzcan los óxidos nítricos, produciendo nitrógeno, y que el monóxido de carbono se oxide produciendo dióxido de carbono.

Sensor de NOx

Va atornillado en el tubo de escape, directamente detrás del catalizador-acumulador de NOx. En éste se determina el óxido nítrico (NOx) y el contenido de oxígeno en los gases de escape y se transmiten las señales correspondientes a la unidad de control para sensor de NOx.

 

 

 

ACTUADORES

Actuadores es el nombre que utilizamos para definir a todos los dispositivos que transforman la energía eléctrica que reciben en otro tipo de energía, ya sea mecánica, térmica, luminosa, etc.

Como hemos visto, los sensores son los elementos que proporcionan información a la Unidad de Control Electrónico. Esta realiza los cálculos necesarios para el funcionamiento del sistema y envía señales eléctricas hacia los actuadores para que realicen un trabajo concreto.

Los actuadores utilizados en el automóvil son cada vez más variados y numerosos como consecuencia de la mayor incorporación de nuevos sistemas electrónicos.

Los podemos encontrar muy sencillos y directos, como por ejemplo un relé que al recibir una corriente eléctrica cierra un contacto, o bastante más complejos que incorporan su propia electrónica de conversión como por ejemplo las pantallas de cristal líquido que transforman la señal recibida en cifras o en cualquier indicación visual.

Los trabajos que pueden realizar los actuadores son muy diversos. En función del trabajo a que estén destinados serán de distinta naturaleza. Para clasificarlos, los agruparemos según su principio de funcionamiento.

 

 

Electromagnéticos: son los basados en magnetismo y electromagnetismo como por ejemplo los relés, inyectores, electroválvulas (de turbo, EGR, cánister, etc.), acoplamiento magnético del compresor de AC, bobina de encendido alternador, etc.

 

Calefactores: son los que transforman en calor la energía eléctrica que reciben, como por ejemplo las bujías de precalentamiento para motores Diesel, la luneta térmica, erizo del colector de admisión, radiadores para calefacción adicional, etc.

 

Electromotores: son los que transforman la energía eléctrica que reciben en energía mecánica, como por ejemplo el motor de arranque, la bomba de gasolina, los motores de elevalunas, los motores paso a paso, los estabilizadores de ralentí, los actuadores de mariposa, motores para EGR, etc.

Acústicos: son los que transforman la energía eléctrica en cualquier tipo de sonido, como por ejemplo los altavoces o los avisadores acústicos.

 

Pantallas de cristal líquido: son los que transforman la señal eléctrica recibida en una información gráfica o visual, como por ejemplo la pantalla indicadora del cuadro de instrumentos, los retrovisores antideslumbrantes, la pantalla del navegador, equipo de radio, relojes, etc.

 

Piezoeléctricos: utilizan el fenómeno piezoeléctrico inverso. Es decir, si sobre un cristal de cuarzo se aplica presión, conseguimos variaciones de voltaje. Si por el contrario, aplicamos voltaje, conseguimos que el cristal de cuarzo se hinche y ejerza presión. Son utilizados en inyectores de gasolina y diesel.

 

 

 

 

Medidor de masa de aire

MEDIDA CON OSCILOSCOPIO

FUNCIONAMIENTO



Para abrir o cerrar la mariposa, la unidad de control del motor excita el motor eléctrico para el mando de la mariposa.

Los dos transmisores de ángulo realimentan hacia la unidad de control del motor las señales correspondientes a la posición actual de la mariposa.

Por motivos de seguridad se emplean dos transmisores.

 

 

 




La unidad de mando de la mariposa

Conexión eléctrica

Mariposa con mando eléctrico BMW

 

Va instalada en el colector de admisión. Se encarga de poner a disposición del motor la cantidad de aire que necesita.

 

Configuración

Consta de:

- carcasa de la mariposa,

- mariposa,

- mando de la mariposa,

- transmisor de ángulo 1,

- transmisor de ángulo 2.

 

Ambos transmisores de ángulo comparten una alimentación de tensión (rojo) y un cable de masa (marrón).

 

Cada uno de los dos transmisores tiene su propio cable de señales (verde).

 

El mando de la mariposa se excita en función de la dirección del movimiento (azul).

La mariposa, además de su función convencional de garantizar el paro rápido del motor en los modelos que disponen del filtro de partículas (DPF), se encarga de otra función. Para que el proceso de regeneración del filtro se lleve a cabo correctamente, es necesario alcanzar el umbral de temperatura requerido para la activación de las reacciones de combustión de las partículas. El estrangulamiento del flujo de admisión reduce el exceso de aire y, en consecuencia, los gases quemados alcanzan temperaturas más elevadas.

 

 

 

 

MÓDULO DE MARIPOSA DE TURBULENCIAS MERCEDES

MARIPOSAS DE TURBULENCIA BMW

 

 



 

 

En el distribuidor de aire de sobrealimentación existe para cada cilindro un canal de admisión de llenado y un canal de admisión de paso espiral.

La alta turbulencia de aire resultante hace más efectiva la mezcla del combustible con el aire. Ello mejora la combustión, con lo que se alcanza un par motor más elevado y una disminución de las partículas de hollín en los gases de escape.

A medida que aumenta el número de revoluciones y la carga, van abriéndose continuamente los canales de admisión de llenado, de modo que para cada punto de funcionamiento del motor se dispone de la mejor turbulencia de aire posible y de la necesaria masa de aire. Ello mejora el comportamiento de los gases de escape y el par motor.

El motor de desacoplamiento del canal de admisión es activado con una señal PWM (señal modulada por secuencia de impulsos) según el diagrama característico memorizado en la unidad de control.

En los más recientes motores diésel, la necesidad de reducir las emisiones de NOx ha llevado al empleo de la válvula EGR también en zonas de funcionamientos del motor donde las condiciones de turbulencia no son ideales y, por lo tanto, es difícil asegurar la perfecta dilución de los gases quemados en la carga fresca. En los motores multiválvulas, cada cilindro cuenta con dos conductos de admisión del aire.

Empleando geometrías diferenciadas se logra imponer unas características de movimiento oportunas a cada columna de aire. De esta manera, un conducto se encarga del llenado del cilindro, mientras que el otro genera la turbulencia necesaria.

Igual que en las series, también en el motor en el interior de cada conducto que genera la turbulencia va montada una mariposa de estrangulamiento que se acciona según las condiciones de carga del motor.

 

 

 


 

VÁLVULA REGUALDORA PRESIÓN DE COMBUSTIBLE EN MOTORES FSI

 

La bomba de combustible de alta presión va atornillada a la culata. Asume la función, dependiendo del motor de que se trate, de generar una presión del combustible comprendida entre los 30 y 110 bares en el sistema de alta presión.

 

Particularidades

- Se trata de una bomba de combustible de alta presión con cilindro único y dosificación regulada.

En función de la familia de características que corresponde sólo impele hacia el distribuidor de combustible la cantidad justa que se necesita para el ciclo de inyección. De ese modo se reduce la potencia necesaria para el accionamiento de la bomba de combustible de alta presión, reduciéndose a su vez el consumo de combustible.

Es resistente a efectos de corrosión para un contenido de etanol en el combustible de hasta un 10 por ciento.

Esto permite ofrecer los motores FSI a nivel mundial.

El conducto de fuga en la bomba de combustible de alta presión ha quedado suprimido.

El combustible superfluo vuelve internamente hacia el lado de alimentación en la parte de baja presión.

 

 

 

VÁLVULA DE CANISTER

MEDIDA CON OSCILOSCOPIO

FUNCIONAMIENTO



Con el motor en marcha y a temperatura de servicio, debemos apreciar los impulsos a masa de la electroválvula. En la mayoría de los casos estas válvulas son cadenciométricas, es decir no están siempre funcionando sino que lo hacen con una cadencia de aproximadamente 90 segundos abierta y 60 segundos cerrada. Según esto si la imagen no aparece, hemos de esperar a que empiece a trabajar.

INYECTOR GASOLINA

 

 



Los inyectores o electroválvulas de inyección son los encargados de dosificar el combustible necesario para cada fase de funcionamiento del motor.

Existen dos tipos claramente diferenciados en función de que el sistema sea de inyección directa o indirecta.

Los de inyección indirecta están ubicados en el colector de admisión, los de inyección directa están montados en la culata de forma que inyectan el combustible en el interior del cilindro.

Al acelerar, tiene que aumentar el tiempo y al soltar el acelerador de golpe, tiene que desaparecer la activación, señal de que funciona el corte en marcha por inercia.

Los inyectores pueden ser activados con un impulso único, con tren de impulsos o con doble impulso.

INYECTOR DIESEL

 

COMPROBACIONES


Estos inyectores no disponen de bobina. Por tanto, el polímetro no nos da ninguna información relevante para el diagnóstico.

Para analizar la señal, conectamos el osciloscopio entre cualquiera de los terminales del inyector y masa. O en los terminales correspondientes de la UCE, en función dela facilidad de acceso. Con el motor en marcha, hemos de apreciar una primera señal correspondiente a la inyección piloto y, a continuación, otra correspondiente a la inyección principal. Esta última aumenta su amplitud al acelerar y desaparece al soltar el acelerador. Señal que efectúa el corte en marcha por inercia.

La señal de post-inyección es difícil de ver, ya que sólo se efectúa para la limpieza del filtro de partículas o para el calentamiento rápido del catalizador.

 

CONTROL DE LA PRESION DE LOS NEUMATICOS

 

Este sistema permite alertar al usuario sobre los numerosos tipos de problemas ligados a la presión de los neumáticos: alertas secundarias, en caso de pequeño sub-inflado o de sobre-inflado, alertas de primera gravedad en caso de fuerte sub-inflado o de pinchazo, alertas de circulación a velocidad elevada mientras los neumáticos no están inflados a la presión autopista.

 

Asimismo, permite (en caso de fallar el sistema) determinar si: un captador está fuera de servicio en uno o varios neumáticos, un captador falta (utilización de una rueda sin captador), el sistema presenta fallo.

 

 

COMPONENTES DEL SISTEMA


 

1

Captador de presión

2

Unidad Central del Habitáculo

3

Unión multiplexada vehículo

4

Cuadro de instrumentos

5

Pantalla (integrada en cuadro instrumentos)

 

COMPONENTES DEL SENSOR

 

 

1

Tapón de plástico.

2

Tuerca para junta cónica.

3

Junta cónica.

4

Entrada de aire.

5

Paso del aire de inflado.

6

Marcado de posición en el vehículo.

La estructura de control electrónico está compuesta por: un microcontrolador, un captador de presión, de aceleración y de temperatura, un circuito emisor a 433 MHz, una pila de litio, un circuito receptor a 125 kHz.

La pila alimenta al conjunto del captador. El captador mide la presión, la temperatura y la aceleración que reina en el neumático cada minuto.

 

El acelerómetro permite determinar si el vehículo está parado o circulando y con ello la elección de la estrategia de emisión.

El microcontrolador trata todas estas informaciones. A continuación, gracias a su circuito emisor, envía estas informaciones mediante unas ondas de radiofrecuencia (433 MHz) a la Unidad Central del Habitáculo.

 

El cuerpo de la válvula constituye la antena del captador.

 

 

TRAMA DE INFORMACIÓN DE LOS CAPTDORES DE PRESIÓN

 

 

 

 




En modo <<vigilancia>>

 

Si el vehículo permanece parado más de 15 minutos, los captadores se ponen en vigilancia y cesan de emitir.

 

Ahora bien, continúan haciendo las medidas cada minuto.

 

Variación lenta de presión

 

El captador memoriza el último valor de presión emitido a la Unidad Central del Habitáculo (antes de poner en vigilancia el captador).

 

A continuación, si el captador detecta una variación de presión de más de 68 mb, entonces habrá una emisión.

 

En modo <<normal>>

 

Cuando el vehículo arranca, los captadores automáticamente se activan en cuanto se mide una aceleración equivalente a una velocidad de vehículo de 20 km/h. Se encuentran entonces en modo normal.

 

Envió de trama

 

Cada captador envía  una trama por radiofrecuencia (433 MHz) que contiene las informaciones siguientes: código de identificación, tipo de trama, estado del captador, valor de presión y aceleración, temperatura del neumático y versión de software del captador.

 

 

 

 

UNA PILA CONCEBIDA PARA 5.000 HORAS DE CIRCULACION

 

Los captadores son alimentados por una pila de litio de 3 voltios indisociable del captador. Es imperativo, por ello vigilar que hay que respetar la reglamentación en materia de reciclaje.

 

Su tiempo de <<vida>> está previsto para 5.000 horas de circulación aproximadamente.

 

Esto corresponde a una duración de 10 años para un rodador medio.

 

En caso de países fríos, el electrolito de la pila puede estar congelado. En este caso, el captador no funciona hasta que éste se descongele. Entonces es posible tener una detección de captador fuera de servicio hasta que se caliente. Esto no tiene incidencia sobre su tiempo de vida.

 

Ahora bien, a partir de 85ºC en el neumático, la pila puede sufrir desgastes irreversibles que pueden reducir su tiempo de vida (en uso normal, el neumático nunca alcanza esta temperatura).

 

EL APRENDIZAJE DE LOS CAPTADORES DE PRESION

 

Esta operación consiste en enseñar a la UCH los códigos de los captadores montados en el vehículo, así como su posición respectiva (rueda delantera izquierda, rueda delantera derecha…).

 

Para poner los captadores en el modo aprendizaje, es necesario inflar las ruedas a una presión superior a 3,5 bares durante al menos 1 minuto (para estar seguro de que ha habido una medida), con el vehículo parado.

 

Este sobre-inflado es necesario para que el captador alimente su circuito receptor. Así, este último se hace sensible al campo de 125 kHz. Esta estrategia se ha establecido con el fin de presentar la longevidad de la pila.

 

 

LOS FAROS DIRECCIONABLES

 

Funciones globales de los faros direccionales:

 

Dirigir el haz de luz a la zona donde el conductor lleva su mirada y los alrededores próximos teniendo en cuenta las características del vehículo (alturas de carrocería) y del giro que aborda (dirección y curva).

 

 

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

DIFERENCIAS EN LA VISIBILIDAD

Condiciones de funcionamiento:

 

- La Función «faros direccionales" se activa cuando:

 

– El cruce esta encendido.

– La marcha atrás no está puesta.

– El + APC está presente y el motor en funcionamiento.

– La función es activada en el menú de la pantalla multifunciones.

– El ángulo de giro es superior a 15°.

– La velocidad del vehículo es superior a 5 km/h.

– No hay defecto presente en la función AFS.

 

El paso de las luces de cruce a luces de carretera se hace gracias a la trampilla frente a las LAD.

 


Luz de cruce


Luz de carretera

 

Lámparas halógenas

Lámparas de xenón

 

COMPOSICIÓN DEL SISTEMA AFS (Adaptive Frontlighting System)

 

 


 

 

Motor corrección de altura

 

Módulo alimentación

motores

Motor corrección de azimut

 

 

 

CORRECIÓN AUTOMÁTICA DE ALTURA

 

 

 

Haces bien regulados

Valor de consigna

 

 

 

 

Haces demasiado altos

Aceleración

Carga excesiva

Bajada de faros

 

 

Haces demasiado bajos

Frenado

Subida de faros

Fase de inicialización de la corrección de altura:

 

-Inicialización al aparecer del +APC.

-Duración: inferior a 2 segundos.

 

Inicialización de corrección de altura:

 

-Envío de motores de tope bajo de altura y a continuación, envío hacia la posición nominal.

 

Fase de funcionamiento de la corrección de altura:

 

Dos tipos de corrección:

 

-Corrección estática: modificación del valor de consigna.

-Corrección dinámica: regulación de la altura del haz luminoso.

 

 

 

Captadores corrección de altura

 

 

 



Captador altura trasera

Captador altura delantera

 

Principio de medida:

 

Medida de los parámetros de entrada dados principalmente por los captadores de altura de carrocería y la velocidad del vehículo.

Filtración de señal de los captadores para evitar inestabilidades

 

CORRECIÓN DE AZIMUT

 

 

 



Giro a la izquierda sin corrección

Giro a la izquierda con corrección

   Visión limitada de la carretera

   Anticipación limitada

Confort y seguridad

Mejor anticipación

 

 

Fase de inicialización de la corrección de azimut:

 

-El sistema conoce su posición y no tiene necesidad de fase de inicialización.

 

Fase de funcionamiento de la corrección de azimut:

 

-Los ángulos de azimut se calculan en función del ángulo y el sentido de giro del volante.

 

-Los ángulos de azimut para los faros derecho e izquierdo son diferentes.

 

-El faro interior tiene un azimut mayor (aproximadamente el doble).

 


Giro izquierda     Centrado       Giro derecha

 

 

 

ESTRUCTURA ELÉCTRICA DEL SISTEMA

 

 

 


ARQUITECTURA ELÉCTRICA DEL SISTEMA

 

Es posible reemplazar:

 

-El calculador de faros direccionales.

-Los balastos.

-Los power módulo.

-Las lámparas D1S.

-Los faros completos.

-Los captadores de altura de carrocería (excepto CSS)

 

Reglajes:

Se requiere de una calibración de los captadores de altura de carrocería con la herramienta PPS después de:

 

- un reemplazo del calculador de faros direccionales,

- un reemplazo de captador de altura de carrocería.

 

DIAGNOSIS

 

La diagnosis de la función AFS se realiza a través de la red CAN con la opción amortiguación variable o a través de la línea K sin la opción AMVAR.

 

El AFS es funcional durante la fase de diagnosis.

 

Los defectos observados se inscriben en el Diario de Defectos de la BSI.

 

Modo refugio:

 

En caso de fallo de uno o de varios elementos componentes del sistema, existen modos degradados de funcionamiento.

 

En ciertos casos, los faros se posicionan en «valor refugio» que son:

 

-Azimut: según el eje del vehículo

-Altura: posición baja (-2,5%)

 

 

 

 

 

REDUCIÓN DE EMISIONES

Medidas para la reducción de las emisiones de partículas

 

La reducción de las emisiones de gases de escape del motor diésel constituye un objetivo importante que se plantea a la hora de desarrollar el motor más a fondo.

 

Existe una serie de soluciones técnicas para la reducción de las emisiones de escape.

 

Medidas ectomotrices

 

Las medidas ectomotrices pueden impedir la liberación de las partículas de hollín que se generan con motivo de la combustión. Se entiende por estas medidas la reducción de las partículas de hollín por medio de un sistema de filtración.

 

Se distinguen dos diferentes sistemas – el filtro de partículas Diésel con aditivo y el filtro de partículas Diésel sin aditivo. En las páginas que siguen se explica exclusivamente la estructura y el funcionamiento del sistema de filtración de partículas Diésel con aditivo, que es el implantado actualmente por Volkswagen.

 

SISTEMA CON ADITIVO

SISTEMA SIN ADITIVO



 

 

Este sistema se implanta en vehículos con el filtro de partículas alejado del motor. Debido al largo recorrido de los gases escape entre el motor y el filtro de partículas, la temperatura de encendido necesaria para la combustión de las partículas sólo se puede alcanzar agregando un aditivo.

 

Este sistema será implantado en el futuro, en vehículos con el filtro de partículas instalado cerca del motor.

 

El corto recorrido de los gases de escape entre el motor y el filtro de partículas permite que la temperatura de los gases de escape todavía sea suficientemente alta para la combustión de las partículas.

 

 

SISTEMA DE FILTRACIÓN DE PARTÍCULAS DIESEL CON ADITIVO

En el cuadro que se muestra más abajo se representan los componentes del sistema de filtración de partículas diésel. En el sinóptico siguiente se muestran todos los componentes del sistema de filtración de partículas así como los elementos electrónicos utilizados para su control, reducción y eliminación.

1

Unidad de control en el cuadro de instrumentos

2

Unidad de control de motor

3

Depósito de aditivo

4

Sensor falta aditivo para el combustible

5

Bomba para aditivo del filtro de partículas

6

Depósito de combustible

7

Motor diésel

8

Sensor temperatura ante turbocompresor

9

Turbocompresor

11

Catalizador de oxidación

12

Sensor de temperatura

13

Filtro de partículas

14

Sensor de presión diferencial de gases de escape

15

Silenciador

16

Medidor de masa de aire

 

 

En el video se muestra el proceso de aditivación del combustible.

 

Aditivación al combustible

 

El proceso se inicia cunado se quita el tapón de combustible y la Unidad de Control memoriza el valor de combustible que tiene el depósito en ese momento.

 

Cuando hemos surtido de combustible y en el momento de cerrar el tapón, de nuevo la Unidad de Control vuelve a tomar el valor de cobustible del depósito.

 

Con estas dos operaciones de apertura y cierre el sietma determina la cantidad de combustible que hemos introducido en el depósito.

 

Cuando el vehículo se pone en funcionamiento el sistema inyecta una cantidad de aditivo proporcinal a la cantidad de combustible repostado.

 

 

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Estructura del sistema

Filtro de partículas diésel con aditivo

En el cuadro mostrado a la izquierda se representan los componentes del sistema de filtración de partículas diésel. En adelántese  explica la arquitectura y el funcionamiento del sistema de filtración de partículas diésel con aditivo.

 

El cuadro general muestra un sistema correspondiente a una instalación de escape monocaudal.

 

En los sistemas de escape de varios ramales (por ejemplo en el motor V10 TDI) hay en cada ramal de escape un filtro de partículas y los sensores del sistema de escape.

El filtro de partículas diésel se monta en el ramal de escape, detrás del catalizador de oxidación.

 

Se encarga de retener por filtración las partículas de hollín que van contenidas en los gases de escape del motor.

 

 

 

 

 



Filtro de partículas vacio

Filtro de partículas saturado

 

REGENERACIÓN FILTRO PARTÍCULAS

 

Filtro de partículas

 

El filtro de partículas diésel con recubrimiento catalítico va situado en el ramal de escape, cerca del motor, detrás del turbocompresor.

 

 

 

Se han combinado dos componentes en una unidad compartida: el catalizador de oxidación y el filtro de partículas, dando por resultado el filtro de partículas diésel con recubrimiento catalítico. Combina la función del catalizador de oxidación con la del filtro de partículas diésel en un solo componente.

 

Para poder asegurar la regeneración del filtro de partículas diésel en todas las condiciones operativas se procede a reducir la temperatura de ignición del hollín a base de agregar un aditivo, a la vez que se aumenta la temperatura de los gases de escape por medio de un ciclo de gestión específica del motor.

 

A continuación se muestra un video con el proceso de regeneración del filtro de partículas.

 

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Fase de regeneración

 

El ciclo de regeneración lo gestiona la unidad de control del motor.

 

El filtro de partículas diésel tiene que ser despejado de forma sistemática de las partículas de hollín, para evitar que resulte afectada su capacidad de funcionamiento. Durante el ciclo de regeneración se procede a quemar (oxidar) las partículas retenidas en el filtro. En el caso de la regeneración del filtro de partículas con recubrimiento catalítico se diferencia entre la regeneración pasiva y la regeneración activa. El ciclo de regeneración discurre sin que el conductor se percate de ello.

 

Regeneración pasiva

 

En el ciclo de regeneración pasiva las partículas de hollín se queman de forma continua, sin intervención por parte de la gestión del motor. El posicionamiento cercano al motor, del filtro de partículas, permite que por ejemplo los gases de escape alcancen temperaturas de 350-500ºC al circular por autopista. Las partículas de hollín son transformadas, por medio de una reacción con dióxido nítrico, en dióxido de carbono. Esta operación gradual se desarrolla de forma lenta y continua a través del recubrimiento de platino, que hace aquí las veces de material catalizador.

 

 

GESTIÓN DEL MOTOR DURANTE LA REGENERACIÓN

 

Conociendo la resistencia de flujo del filtro, la unidad de control del motor deduce de ahí el estado de saturación del filtro.

 

Una intensa resistencia de flujo indica que el filtro tiende a obstruirse. A raíz de ello, la unidad de control del motor pone en vigor el ciclo de regeneración. A esos efectos:




● se desactiva la recirculación de gases de escape, para aumentar la temperatura de la combustión.

 

● tras una inyección principal con una dosificación reducida, 35º del cigüeñal después del punto muerto superior del pistón, pone en vigor un ciclo de post-inyección, para subir la temperatura de los gases de escape.

● regula con la mariposa eléctrica la alimentación del aire aspirado

● regula con la mariposa eléctrica la alimentación del aire aspirado

 

SENSORES CONTROL SISTEMA ANTICONTAMINACIÓN

 

 

 

 


Sensor presión gases de escape

Sensor de presión para gases de escape

 

El sensor de presión 1 para gases de escape se encarga de medir la diferencia de presión de la corriente de gases de escape antes y después del filtro de partículas.

Las señales del sensor de presión para gases de escape, las señales de los sensores de temperatura antes y después del filtro de partículas, así como la señal del medidor de la masa de aire, forman una unidad indivisible para la determinación del estado de saturación en el filtro de partículas.

 

 

 


 

Estructura

 

El sensor de presión 1 para gases de escape tiene dos empalmes. Uno conduce un tubo de presión hacia el caudal de los gases de escape antes del filtro de partículas y el otro conduce un tubo hacia el caudal de los gases de escape después del filtro de partículas.

En el sensor hay un diafragma con elementos piezoeléctricos, que reaccionan ante las presiones de los gases de escape.

SENSOR CONTRAPRESIÓN

 

El sensor de contrapresión de los gases de escape mide la caída de presión debida a la obstrucción del filtro DPF. En su interior una membrana de chapa convierte la presión en un desplazamiento que luego cuatro resistencias sensibles a la presión convierten en una señal de tensión. Si la contrapresión de los gases de escape sobrepasa el valor límite admitido de 750 mbar, el control del motor envía la orden de regenerar el filtro de partículas.

Filtro vacío

 

Filtro de partículas saturado

 

Filtro saturado

 


Si se ha acumulado hollín en el filtro de partículas, la presión de los gases de escape antes del filtro aumenta a raíz del menor caudal volumétrico disponible.

 

La presión de los gases de escape después del filtro se mantiene casi invariable. El diafragma se deforma en función de la diferencia de las presiones.

 

Esta deformación modifica la resistencia de los elementos piezoeléctricos, que se encuentran interconectados formando un puente de medición.

 

La tensión de salida de este puente de medición es acondicionada por la electrónica del sensor, amplificada y transmitida en forma de tensión de señal hacia la unidad de control del motor.

 


 

 

 

 

Sensor de temperatura antes del filtro de partículas

Sensor de temperatura después del filtro de partículas

 

 

El sensor de temperatura antes del filtro de partículas es un sensor PTC. En un sensor con PTC (termistor de coeficiente de temperatura positivo) la resistencia aumenta a medida que aumenta la temperatura.

Va situado en el ramal de gases de escape ante el filtro de partículas diésel y se encarga de medir allí la temperatura de los gases de escape.

El sensor de temperatura después del filtro de partículas es un sensor PTC.

 

Se encuentra en el ramal de gases de escape después del filtro de partículas diésel y mide allí la temperatura de los gases de escape.

 

 

Efectos en caso de ausentarse la señal

 

Si se ausenta la señal del sensor de temperatura antes del turbocompresor deja de ser posible proteger el turbocompresor contra temperaturas inadmisiblemente altas.

En ese caso deja de producirse el ciclo de regeneración del filtro de partículas diésel.        

El sistema exhorta al conductor a que acuda al taller, encendiéndose el testigo luminoso de precalentamiento.

Para reducir las emisiones de hollín se desactiva la recirculación de gases de escape.

 

 

Si se ausenta la señal del sensor de temperatura después del filtro de partículas, la regeneración del filtro se lleva a cabo primeramente de forma cíclica, según el recorrido efectuado o las horas en servicio.

A largo plazo, sin embargo, no es posible regenerar fiablemente el filtro de partículas de esta forma.

Tras una cantidad definida de ciclos se enciende primeramente el testigo luminoso para filtro de partículas diésel y luego parpadea el testigo luminoso de precalentamiento en el cuadro de instrumentos. De esa forma se exhorta al conductor a que acuda a un taller.

 

 

 

ESQUEMA DE FUNCIONES

 

Esquema eléctrico de un sistema de inyección con filtro de partículas y control de aditivo.

A la derecha la tabla de componentes de la inyección.

G

Sensor nivel de combustible

G39

Sonda Lambda

G70

Medidor masa de aire

G450

Sensor presión gases de escape

G504

Sensor falta aditivo

G506

Sensor temperatura filtro de partículas

G507

Sensor de temperatura turbocompresor

J248

Unidad de control sistema de inyección

J285

Unidad de control cuadro de instrumentos

J317

Relé alimentación borne 30

J533

Interfaz para diagnosis para bus de datos

K231

Testigo luminoso partículas diésel

N240

Inyector bomba

N18

Válvula EGR

N75

Electroválvula limitación sobrealimentación

V135

Bomba aditivo filtro de partículas

V157

Motor chapaleta colector de admisión

Z19

Calefacción sonda lambda

 

 

Bibliografía

En la confección de este documento se han utilizado imágenes diversas de publicaciones técnicas de fabricantes de automóviles. Estas publicaciones están extraídas de los manuales o documentación de los fabricantes que suelen entregar en sus cursos de formación técnica. (Volkswagen, Peugeot, Mazda, Audi……).

 

Esto es un resumen de las materias que se imparten en el curso de formación de Mecánica Avanzada I. Para consultas sobre este curso pueden dirigirse a la siguiente dirección www.tecnomovil.com o enviar mail a tecnomovil@tecnomovil.com .

 

 

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Autor: Francisco Barbadillo Divassón