Fundamentos de la Gestión Electrónica y Sistemas de Inyección en Motores Térmicos

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Control de la Mezcla y Sistemas de Admisión

Parámetros Fundamentales de la Combustión

  • Factor Lambda (λ): Indica si la mezcla aire-combustible es estequiométrica. Se calcula como la masa de aire aspirada dividida por la masa teórica necesaria.
  • Control de Carga: El acelerador actúa sobre el sensor de mariposa, enviando una señal a la UCE (Unidad de Control Electrónico).
  • Homogeneidad: Mantiene la misma dosificación en todo el volumen de la mezcla.
  • Vaporización: Generación de partículas más pequeñas para asegurar una combustión más rápida y completa.

Sistemas de Llenado y Admisión

  • Repartición: El aire llega a los conductos en paralelo. A altas RPM se utiliza el conducto corto y a bajas RPM el conducto largo.
  • Cámara de Resonancia: Mejora el llenado al comienzo del siguiente ciclo, haciendo coincidir la velocidad de las ondas (ida/vuelta) con las RPM.
  • Accionamiento de la Válvula de Admisión (AD V): Se realiza mediante servomotor o pulmón de vacío, accionado por depresión.

Requisitos y Componentes Auxiliares

  • Requisitos del Filtro de Aire: Permeabilidad, silenciado, estabilización del flujo y tamaño adecuado.
  • Depósito de Combustible: Formado por: antiderrame (anti desbordamiento), válvula de aireación, conducto de llenado, desaireación durante la marcha, depósito de expansión (repostaje y funcionamiento), y desaireación durante el repostaje.

Sistemas de Carburación e Inyección

El Carburador

  • Inconvenientes del Carburador: Inexactitud de regulación y dosificación, mayor consumo de combustible y mayor contaminación.
  • Constitución del Carburador: Circuito principal, circuito de ralentí, circuito de arranque en frío, circuito de aceleración y circuitos auxiliares.
  • Ajuste y Puesta a Punto: Se realiza mediante el tornillo de ralentí y el tornillo de riqueza de mezcla (CO).

Clasificación de la Inyección

  • Clasificación General: Mecánica, Electromecánica y Electrónica.
  • Aportación de Combustible: Indirecta o Directa.
  • Número de Inyectores y Sincronización: Monopunto o Multipunto.
  • Tipos de Inyección (Sincronización): Simultánea, Secuencial y Semi-secuencial.

Inyección K-Jetronic (Mecánica)

  • Características: Es un sistema mecánico, indirecto y multipunto de inyección continua.
  • Constitución del K-Jetronic: Circuito de alimentación, distribuidor, inyectores, caudalímetro (plato sonda), una válvula por cilindro y balancín.
  • Funcionamiento: El aire pasa por el caudalímetro, acciona el plato sonda, que a su vez presiona el émbolo que envía la cantidad de gasolina a los inyectores.

Circuito de Alimentación Electrónica (Multipunto Indirecta)

El circuito de alimentación (CTO) envía combustible hasta la rampa a través de la bomba, alimentando todos los inyectores.

Componentes del Circuito (CTO)

  1. Depósito.
  2. Bomba.
  3. Filtro.
  4. Regulador de Presión (mantiene típicamente 3 bar).
  5. Rampa de inyección.

Detalles de Componentes

  • Electrobomba: Su caudal es de 60 a 200 litros por hora. Posee un antirretorno (evita la caída de presión) y una válvula de sobrepresión (envía combustible al lado de aspiración).
  • Regulador de Presión: Puede ir en la rampa o cerca del filtro. Mantiene la presión entre 2 y 3,5 bar. Está constituido por un recipiente cilíndrico de chapa con dos cámaras separadas por una membrana.
  • Amortiguador de Oscilaciones: Acumulador de presión que absorbe los impulsos generados por el regulador de presión y la apertura y cierre de los inyectores.
  • Inyector: Introduce combustible a presión. Al ser alimentado, desplaza un núcleo que tapona la salida. El recorrido de la aguja es de 0,1 mm.

Constitución del Inyector

  • Cuerpo, aguja, núcleo magnético, muelle, boquilla, devanado, guía de aguja, filtro y juntas.
  • Conexionado Eléctrico: Funciona a 12V. En la primera generación, la resistencia era de 3V, 12 y 17 ohmios.

Sincronización de la Inyección

  • Simultánea: Inyectan todos a la vez.
  • Semi-secuencial: Inyectan de dos en dos.
  • Secuencial: Inyecta individualmente, siguiendo el orden de encendido (ejemplo: 1-4-2-3).

Sensores y Actuadores del Sistema de Gestión

Sensores de Medición de Aire y Carga

Caudalímetros

  • Tipos: Mecánico.
  • Hilo Caliente: Alcanza 1000 grados Celsius para autolimpiarse.
  • Hilo Caliente en Derivación.
  • Película Caliente: Mide la temperatura del aire.
  • Película con Detección de Flujo Pulsatorio.

Sensor MAP (Manifold Absolute Pressure)

  • Función: Mide el nivel de carga del motor (presión absoluta en el colector de admisión).
  • Formación: Membrana, vacío de referencia, terminal y analizador electrónico.
  • Tipos de MAP: Piezoeléctricos y Piezo-resistivos.

Sensores de Posición y Velocidad

  • Sensor de Mariposa (TPS): Informa a la centralita de la posición de la mariposa. Verifica el funcionamiento del actuador de mariposa.
  • Sensor de Ralentí y Carga Máxima: Emite una señal cuando la mariposa está en posición de ralentí o de carga máxima.
  • Sensor de Posición del Acelerador: Puede ser potencio-métrico, Hall o inductivo.
  • Sensor PMS (Punto Muerto Superior): Informa a la centralita de la velocidad de giro del cigüeñal.
  • Sensor de Fase (Hall): Indica en qué fase se encuentra el cilindro (identificación del cilindro 1).

Sensores de Retroalimentación y Control

  • Sensor de Picado (Knock Sensor): Informa a la centralita de la presencia de detonación.
  • Sonda Lambda (Sensor de Oxígeno): La primera sonda mide la cantidad de gases de escape. La segunda sonda compara y determina si el catalizador está realizando correctamente su trabajo.

Actuadores y Sistemas Auxiliares

Control de Ralentí

  • Actuador de Ralentí: Puede ser un tornillo y conducto, tornillo y conducto en derivación, actuador y conducto en derivación (para frío y caliente), sistema robotizado o actuador de mariposa.
  • Mano Contacto Servodirección: Al subir la presión (de 60 a 80 bar), la centralita anticipa la disminución de par e incrementa la dosificación y el régimen de ralentí.

Recirculación de Gases de Escape (EGR)

  • EGR Mecánica: Controla la alimentación de control de vacío (VAC). Al abrirse, envía gases residuales al colector de admisión (AD).
  • EGR Electrónica: El control de apertura se realiza sobre el solenoide, gestionado por la UCE.

Sistema de Recuperación de Vapores (Canister)

  • Canister: Controlado por una electroválvula gestionada por la centralita. Al abrirse, comunica el Canister con el colector de admisión (AD).

Distribución Variable

  • Funcionamiento: Al abrirse la electroválvula, comunica el circuito de engrase con el mecanismo.
  • Avería: Si se avería, el sistema se queda en bajo régimen.
  • Efecto: Adelanta o atrasa la apertura de las válvulas según las condiciones de funcionamiento.

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