viernes, 23 de mayo de 2008

Inyección electrónica







La inyección electrónica es una forma de inyección de combustible que se diferencia en varios tipos (monopunto, multipunto, secuencial, simultánea) pero básicamente todas se basan en la ayuda de la electrónica para dosificar la inyección del carburante y reducir la emisión de agentes contaminantes a la atmósfera y a la vez optimizar el consumo.

Este es un sistema que reemplaza el carburador en los motores de gasolina, su introducción se debió a un aumento en las exigencias de los organismos de control del medio ambiente para disminuir las emisiones de los motores.

Su importancia radica en su mejor capacidad respecto al carburador para dosificar el combustible y crear un mezcla aire / combustible, muy próxima a la estequiométrica (14,7:1 para la gasolina), lo que garantiza una muy buena combustión con reducción de los porcentajes de gases tóxicos a la atmósfera. La relación estequiométrica es la proporción exacta de aire y combustible que garantiza una combustión completa de todo el combustible.

La función es la de tomar aire del medio ambiente, medirlo e introducirlo al motor, luego de acuerdo a esta medición y conforme al régimen de funcionamiento del motor, inyectar la cantidad de combustible necesaria para que la combustión sea lo más completa posible. Consta fundamentalmente de sensores, una unidad electrónica de control y actuadores o accionadores.

El funcionamiento se basa en la medición de ciertos parámetros de funcionamiento del motor, como son: el caudal de aire, la temperatura del aire y del refrigerante, el estado de carga (sensor PAM), cantidad de oxígeno en los gases de escape (sensor EGO o Lambda), revoluciones del motor, etc., estás señales son procesadas por la unidad de control, dando como resultado señales que se transmiten a los accionadores (inyectores) que controlan la inyección de combustible y a otras partes del motor para obtener una combustión mejorada.

El sensor PAM (Presión absoluta del Múltiple) indica la presión absoluta del múltiple de admisión y el sensor EGO (Exhaust Gas Oxigen) la cantidad de oxígeno presente en los gases de combustión. Este sistema funciona bien si a régimen de funcionamiento constante se mantiene la relación aire / combustible cercana a la estequiométrica, esto se puede comprobar con un análisis de los gases de combustión, pero al igual que los sistemas a carburador, debe proveer un funcionamiento suave y sin interrupciones en los distintos regímenes de marcha.

Estos sistemas tienen incorporado un sistema de autocontrol o autodiagnóstico que avisa cuando algo anda mal, además existe la posibilidad de realizar un diagnóstico externo por medio de scanners electrónicos que se conectan a la unidad de control de inyección y revisan todos los parámetros, indicando aquellos valores que estén fuera de rango.

La detección de fallas debe realizarla personal especializado en estos sistemas y deben contar con herramientas electrónicas de diagnóstico también especiales para cada tipo de sistema de inyección. La reparación de estos sistemas se limita al reemplazo de los componentes fallados, generalmente los que el diagnóstico electrónico da como defectuosos.

Los sistemas de inyección electrónicos no difieren de los demás, respecto a las normas de seguridad ya que manipula combustible y/o mezclas explosivas. Lo mismo para el cuidado del medio ambiente, se debe manipular con la precaución de no producir derrames de combustible.


Inyección de combustible


La inyección de combustible es un sistema de alimentación de motores de combustión interna, alternativo al carburador, que es el que usan prácticamente todos los automóviles europeos desde 1993, debido a la obligación de reducir las emisiones contaminantes y para que sea posible y duradero el uso del catalizador.

Este sistema es utilizado, obligatoriamente, en el ciclo del diésel desde siempre, puesto que el combustible tiene que ser inyectado dentro de la cámara en el momento de la combustión y es imposible usar un carburador.

En los motores de gasolina o GLP actualmente está desterrado el carburador en favor de la inyección, ya que permite una mejor dosificación del combustible y sobre todo desde la aplicación del gobierno electrónico por medio de la sonda lambda.

Sistemas de inyección [editar]


Los sistemas de inyección se dividen en:

  • En un principio se usaba inyección mecánica pero actualmente la inyección electrónica es común incluso en motores diésel
  • Inyección multipunto y monopunto, solo en gasolina o GLP. Para ahorrar costes a veces se utilizaba un solo inyector para todos los cilindros, o sea, monopunto; en vez de uno por cada cilindro, o multipunto. Actualmente, y debido a las normas de anticontaminación existentes en la gran mayoría de los países, la inyección monopunto ha caído en desuso.
  • Directa e indirecta. En los motores de gasolina es indirecta si se pulveriza el combustible en el colector de admisión en vez de dentro de la cámara de combustión. En los diésel, en cambio, se denomina indirecta si se inyecta dentro de una precámara que se encuentra conectada a la cámara de combustión en vez de directamente en la cámara principal.

Gracias a la electrónica de hoy en día, son indiscutibles las ventajas de la inyección eléctrónica. Aparte de tener un mapa de inyección para todas las circunstancias de carga y régimen del motor, permite algunas técnicas como el corte de inyección para evitar que el motor se revolucione excesivamente, y al retener el vehículo con el motor, o desacelerar, para aumentar la retención y evitar el gasto innecesario de combustible.

En los motores diésel el combustible debe estar más pulverizado porque se tiene que mezclar en un lapso menor y para que el encendido del mismo sea completo. Un motor de gasolina tiene toda la carrera de admisión y la de compresión para mezclarse, en cambio un diésel solo parte de la de compresión y la de combustión; por ello necesita mayores presiones y para eso se han diseñado entre otros sistemas, el common-rail y el elemento bomba-inyector.

Mapa de inyección [editar]

El mapa de inyección de combustible de un automóvil a gasolina es una cartografía o varias, según la tecnología que equipe al vehículo, en las cuales se encuentran gráficos en tres dimensiones (tres ejes x, y, z) y determinan los puntos de funcionamiento del motor, mientras que el que ejecuta y comprueba todos estos datos es el calculador de inyección de combustible. Una cartografía simple y característica de las primeras inyecciones controladas electrónicamente es la que involucra los siguientes parámetros como fundamentales: presión de aire de admisión, régimen motor, tiempo de inyección.

Los actuales calculadores de inyección electrónicos, para motores tanto Diesel como gasolina, poseen amplias y variadas cartografías de funcionamiento para cada etapa del motor, inclusive existen cartografías especialmente diseñadas para funcionar en caso de detección de fallo de un elemento del sistema de inyección, permitiendo al conductor acercarse al concesionario o taller más cercano con la tranquilidad de que no le sucederá nada perjudicial al motor

Inyección Electrónica.

L-jetronic y sistemas asociados

El L-Jetronic es un sistema de inyección intermitente de gasolina que inyecta gasolina en el colector de admisión a intervalos regulares, en cantidades calculadas y determinadas por la unidad de control (ECU). El sistema de dosificación no necesita ningún tipo de accionamiento mecánico o eléctrico.

Sistema Digijet
El sistema Digijet usado por el grupo Volkswagen es similar al sistema L-Jetronic con la diferencia de que la ECU calcula digitalmente la cantidad necesaria de combustible. La ECU controla también la estabilización del ralentí y el corte de sobrerégimen.

Sistema Digifant
El sistema Digifant usado por el grupo Volkswagen es un perfeccionamiento del sistema Digijet. Es similar al Motronic e incorpora algunas piezas VAG. La ECU controla la inyección de gasolina, el encendido, la estabilización del ralentí y la sonda Lambda (sonda de oxígeno). Este sistema no dispone de inyector de arranque en frío.

Motronic
El sistema Motronic combina la inyección de gasolina del L- Jetronic con un sistema de encendido electrónico a fin de formar un sistema de regulación del motor completamente integrado. La diferencia principal con el L-Jetronic consiste en el procesamiento digital de las señales.

VEHÍCULO SISTEMA AÑO
Alfa 33 1.5/1.7 i.e.
Citroen BX 1.9 GTi
Citroen CX 2.5 Ri/TRi/GTi
Fiat Uno Turbo i.e.
Jaguar XJ6 1.6/Sovereign

Lancia Thema 2000 i.e.
Lancia Thema 2000 i.e. Tur
Lancia Thema Turbo 16V
Lancia Thema V6
Opel Corsa GSI
Opel Kadett E 1.8i
Opel Ascona C 1.8i
Opel Vectra 1.8i
Opel Omega 1.8i
Opel Senator 2.5i/3.0i

Peugeot 205 GTi CTi 1.6/1.9
Peugeot 309 SRi/GTi 1.6/1.9
Peugeot 405
Peugeot 505 GTi
Peugeot 205/309 1.6/1.9
Peugeot 605 2.0

Saab 900 Turbo 16V
Saab 9000i 16V/Turbo
Seat Ibiza 1.5i/kat
Seat Malaga 1.5i/kat
Volvo 740 GLT 2.3 16V kat
Bosc LE3.1/2-Jetronic
Bosch LE3-Jetronic
Bosch LE2-Jetronic
Bosch LE2-Jetronic
Lucas LH

Bosch LE2-Jetronic
Bosch LE2-Jetronic
Bosch LE2-Jetronic
Bosch LE2.2-Jetronic
Bosch LE3-Jetronic
Bosch LE3-Jetronic
Bosch LE3-Jetronic
Bosch LE3-Jetronic
Bosch LE3-Jetronic
Bosch LE3-Jetronic

Bosch LE3-Jetronic
Bosch LE3-Jetronic
Bosch LE3-Jetronic
Bosch LE3-Jetronic
Bosch LE2-Jetronic
Bosch LE2-Jetronic

Bosch LH-Jetronic
Bosch LH-Jetronic
Bosch LE2-Jetronic
Bosch LE2-Jetronic
Bosch LH-Jetronic
2.
4
1990-92
1986-90
1983-90
1985-90
1986-90

1985-90
1985-90
1988-92
1988-92
1988-90
1986-90
1986-88
1988-90
1986-88
1988-90

1984-91
1986-91
1988-90
1983-90
1984-92
1989-92

1984-91
1985-91
1988-90
1988-90
1988-90
Kat: Catalizado

Esquema de un sistema L-jetronic


Componentes del sistema L-jetronic: 1.- Medidor de caudal de aire; 2.- ECU; 3.- Bomba eléctrica de gasolina
4.- Filtro; 5.- Válvula de aire adicional; 6.- Sonda lambda; 7.- Sensor de temperatura; 8.- Inyectores electromagnéticos
9.- Sensor de posición de la mariposa; 10.- Regulador de presión de combustible.

Esquema de un sistema Motronic


Componentes del sistema Motronic: 1.- Medidor de caudal de aire; 2.- Actuador rotativo de ralentí; 3.- ECU
4.- Bomba eléctrica de combustible; 5.- Distribuidor (Delco); 6.- Detector de posición de mariposa; 7.- Bobina de encendido
8.- Sonda lambda; 9.- Sensor de r.p.m; 10.- Sensor de temperatura; 11.- Inyectores electromagnéticos; 12.- Filtro
13.- Regulador de presión de combustible.

Resumen de los sistemas L-Jetronic y Motronic.

Sistema de admisión
El sistema de admisión consta de filtro de aire, colector de admisión, mariposa y tubos de admisión conectados a cada cilindro. El sistema de admisión tiene por función hacer llegar a cada cilindro del motor el caudal de aire necesario a cada carrera del pistón.

Medidor del caudal de aire
El medidor del caudal de aire (8) registra la cantidad de aire que el motor aspira a través del sistema de admisión. Como todo el aire que aspira el motor ha de pasar por el medidor del caudal de aire, una compensación automática corrige las modificaciones del motor debidas al desgaste, depósitos de carbono en las cámaras de combustible y variaciones en el ajuste de las válvulas. El medidor del caudal de aire envía una señal eléctrica a la unidad de control; esta señal, combinada con una señal del régimen, determina el caudal de combustible necesario. La unidad de control puede variar esta cantidad en función de los estados de servicio del motor.

Otros sensores
Un cierto número de sensores registran las magnitudes variables del motor supervisan su estado de funcionamiento. El interruptor de mariposa (12) registra la posición de la mariposa y envía una señal a la unidad de control electrónica para indicar los estados de ralentí, carga parcial o plena carga. Hay otros sensores encargados de indicar el régimen del motor (11), la posición angular del cigüeñal (sistemas Motronic), la temperatura del motor (10) y la temperatura del aire aspirado. Algunos vehículos tienen otro sensor, llamado "sonda Lambda" (16), que mide el contenido de oxígeno en los gases de escape. La sonda transmite una señal suplementaria a la UCE, la cual a su vez disminuye la emisión de los gases de escape controlando la proporción aire/combustible.

Unidad de control electrónica (UCE)
Las señales que transmiten los sensores las recibe la unidad de control electrónica (7) y son procesadas por sus circuitos electrónicos. La señal de salida de la UCE consiste en impulsos de mando a los inyectores. Estos impulsos determinan la cantidad de combustible que hay que inyectar al influir en la duración de la apertura de los inyectores a cada vuelta del cigüeñal. Los impulsos de mando son enviados simultáneamente de forma que todas los inyectores se abren y se cierran al mismo tiempo. El ciclo de inyección de los sistemas L-Jetronic y Motronic se ha concebido de forma que a cada vuelta del cigüeñal los inyectores se abren y se cierran una sola vez.


Si quieres ver el mapa de memoria de la inyección, encendido asi como fotos de la ECU y sus conexiones visita: Motronic Secrets

Sistema de alimentación
El sistema de alimentación suministra bajo presión el caudal de combustible necesario para el motor en cada estado de funcionamiento. El sistema consta de depósito de combustible (1 ), electro-bomba (2), filtro (3), tubería de distribución y regulador de la presión del combustible (4), inyectores (5) y en algunos modelos inyector de arranque en frío (6) en los sistemas de inyección mas antiguos. Una bomba celular de rodillos accionada eléctricamente conduce bajo presión el combustible desde el depósito, a través de un filtro, hasta la tubería de distribución. La bomba impulsa más combustible del que el motor puede necesitar como máximo y el regulador de presión del combustible lo mantiene a una presión constante. El combustible sobrante en el sistema es desviado a través del regulador de presión y devuelto al depósito. De la rampa de inyección parten las tuberías de combustible hacia los inyectores y por lo tanto la presión del combustible en cada inyector es la misma que en la rampa de inyección. Los inyectores van alojadas en cada tubo de admisión, delante de las válvulas de admisión del motor. Se inyecta la gasolina en la corriente de aire delante de las válvulas de admisión y al abrirse el inyector el combustible es aspirado con el aire dentro del cilindro y se forma una mezcla inflamable debido a la turbulencia que se origina en la cámara de combustión durante el tiempo de admisión. Cada inyector está conectado eléctricamente en paralelo con la unidad de control que determina el tiempo de apertura de los inyectores y por consiguiente la cantidad de combustible inyectada en los cilindros.

Inyector electromagnético.

1.- Aguja.
2.- Nucleo magnético.
3.- Bobinado eléctrico.
4.- Conexión eléctrico.
5.- Filtro.

Para conocer los distintos tipos de inyectores visita esta pagina.

Regulador de presión
1.- Entrada de combustible.
2.- Salida de combustible hacia deposito.
3.- Carcasa metálica.
4.- Membrana.
6.- Tubo que conecta con el colector de admisión.
7.- Válvula.

Arranque en frío
Al arrancar en frío se necesita un suplemento de combustible para compensar el combustible que se condensa en las paredes y no participa en la combustión. Existen dos métodos para suministrar gasolina adicional durante la fase de arranque en frío:

1.- En el momento de arrancar el inyector de arranque en frío (6) inyecta gasolina en el colector de admisión, detrás de la mariposa. Un interruptor térmico temporizado (9) limita el tiempo de funcionamiento del inyector de arranque en frío, para evitar que los cilindros reciban demasiado combustible y se ahogue el motor. El interruptor térmico temporizado va instalado en el bloque-motor y es un interruptor de bimetal calentado eléctricamente que es influenciado por la temperatura del motor. Cuando el motor está caliente, el interruptor de bimetal se calienta con el calor del motor de forma que permanece constantemente abierto y el inyector de arranque en frío no inyecta ningún caudal extra.

2.- En algunos vehículos el enriquecimiento para el arranque en frío lo realiza la unidad de control junto con la sonda térmica del motor y los inyectores. La unidad de control prolonga el tiempo de apertura de los inyectores y así suministra más combustible al motor durante la fase de arranque. Este mismo procedimiento también se usa durante la fase de calentamiento cuando se necesita una mezcla aire/combustible enriquecida.

Válvula de aire adicional
En un motor frío las resistencias por rozamiento son mayores que a temperatura de servicio. Para vencer esta resistencia y para conseguir un ralentí estable durante la fase de calentamiento, una válvula de aire adicional (13) permite que el motor aspire más aire eludiendo la mariposa, pero como este aire adicional es medido por el medidor del caudal de aire, el sistema lo tiene en cuenta al dosificar el caudal de combustible. La válvula de aire adicional funciona durante la fase de calentamiento y se desconecta cuando el motor alcanza la temperatura de servicio exacta.

Actuador rotativo de ralentí
En algunos modelos, un actuador rotativo de ralentí (13) reemplaza a la válvula de aire adicional y asume su función para la regulación del ralentí. La unidad de control envía al actuador una señal en función del régimen y la temperatura del motor. Entonces el actuador rotativo de ralentí modifica la apertura del conducto en bypass, suministrando más o menos aire en función de la variación del régimen de ralentí inicial.

Resumen del sistema Bosch LH-Jetronic.
Es un sistema de inyección electrónico de gasolina cuya diferencia principal con el sistema L-Jetronic es la utilización de un medidor de caudal de aire distinto (medidor de la masa de aire por hilo caliente).


Componentes de un sistema LH-jetronic:
Los mismos que el sistema L-jetronic con la diferencia del uso de un
medidor de caudal de aire por hilo caliente (1), y un actuador rotativo de ralentí (2)

1.- Conexiones eléctricas.
2.- Circuito electrónico de control.
3.- Conducto.
4.- Anillo.
5.- Hilo caliente.
6.- Resistencia de compensación térmica.
7.- Rejilla.
8.- Cuerpo principal.

Despiece de un caudalimetro de hilo caliente.

Medidor del caudal de aire (medidor de la masa de aire por hilo caliente)
El medidor de la masa de aire por hilo caliente es un perfeccionamiento del medidor del caudal de aire clásico. En la caja tubular hay un tubo de medición del diámetro más pequeño, atravesado por una sonda térmica y un hilo. Estos dos componentes forman parte de un circuito de puente que mantiene el hilo a una temperatura constante superior a la temperatura del aire medido por el medidor. La corriente necesaria es directamente proporcional a la masa de aire, independientemente de su presión, su temperatura o su humedad. Se mide la corriente necesaria para mantener el hilo a esta temperatura superior y esta señal se envía a la unidad de control electrónica (UCE), la cual, combinada con una señal del régimen del motor, determina la cantidad de combustible necesario. Entonces la unidad de control puede modificar esta cantidad en función del estado de funcionamiento que indican los sensores adicionales. Dado que todo el aire que aspira el motor ha de pasar por el medidor de la masa de aire, una compensación automática corrige no sólo las variaciones de los estados de marcha, sino también los cambios debidos al desgaste, a la disminución de la eficacia del convertidor catalítico, a los depósitos de carbono o a modificaciones en el ajuste de las válvulas.

Arranque en frió
Otra diferencia importante del sistema LH-Jetronic con respecto al L-jetronic es que suprime el inyector de arranque en frió. Al arrancar en frío se necesita un suplemento de combustible para compensar el combustible que se condensa en las paredes y no participa en la combustión. Para facilitar el arranque en frío se inyecta gasolina adicional utilizando la unidad de control junto con la sonda térmica del motor y los inyectores. La unidad de control prolonga el tiempo de apertura de los inyectores y así suministra más combustible al motor durante la fase de arranque. Este mismo procedimiento también se usa durante la fase de calentamiento cuando se necesita una mezcla aire/ combustible enriquecida.