Inyectores

Resumen

Este artículo está dirigido a aquellas personas interesadas en conocer los sistemas de inyección electrónica en vehículos con motores de combustión interna a gasolina. La inyección electrónica nació como una necesidad de controlar las emisiones de los gases de escape por causa de la combustión de combustibles fósiles, tal es el caso de la gasolina. Se describirán los elementos controladores del sistema de emisiones, como por ejemplo la válvula de recirculación de gases de combustión (EGR), el sistema de control de gases evaporativos (EVAP), el sistema de supervisión de contaminantes o convertidor catalítico, de igual manera se estudiara la gestión electronica de motor de combustión interna, utilizando una computadora a bordo que sirva como sistema supervisorio con diagnostico a bordo en sus diferentes modalidades OBDI, OBDII y EOBDII. Asimismo se dara un repaso al sistema sensores y actuadores del vehiculo, a través de los diferentes modos de inyección electronica.

Palabras Claves— Inyección electrónica, Diagnostico a bordo, sensores, actuadores, computadores, contaminación vehicular.

Introducción

La Razón Fundamental de la Gestión Electrónica en el Sistema de Inyección de Combustible está basada, en el mejor control de las emisiones del vehículo, esto quiere decir, que disminuye al mínimo los gases contaminantes emanados por el Vehículo (Escape, Carter y tanque de combustible), cumpliendo con las normativas de "AIRE LIMPIO", emanadas por organismos Internacionales. En conclusión, la Gestión Electrónica aplicada al Sistema de Inyección de Combustible es un sofisticado Sistema de Control de Emisiones. Parra O. (2006). .

Cabe destacar, que a través de la Gestión Electrónica se ha logrado, incremento en la Potencia y Par del Motor, disminución de consumos energéticos, mayor seguridad en las operaciones del sistema, disminución en los ajustes del motor, un Sistema de Auto Diagnóstico, aumento en la vida útil de los componentes, entre otros.

Aun cuando sé está seguro de que el Automóvil no es el único protagonista en la contaminación ambiental actual, ni el único generador o promotor del efecto invernadero, según estadísticas Internacionales, es el Automóvil el principal productor de contaminación ambiental, situándose cerca del 65% como fuente principal generadora de contaminación o polución, siendo que la Industria en general se sitúa en un 20% aproximadamente y los incineradores y otros, se sitúan en un 15% aproximadamente.

Al realizar un análisis del vehículo como ente generador de contaminación ambiental (65% del total aproximadamente), los orígenes de estas emisiones se encuentran representados en emisiones del escape (60%), emisiones del cárter (20%) y emisiones del tanque de Combustible (20%).

Las emisiones del vehículo generan gases contaminantes que se encuentran en un aproximado de 107 diferentes gases, tomándose como ejemplo, el monóxido de carbono (CO), hidrocarburos sin quemar (HC), oxido de nitrógeno (NOx), oxido de azufre (SO), plomo (PB), partículas sólidas (hollín, negro humo, cenizas, entre otros). Sin embargo, los Organismos Internacionales a favor del Medio Ambiente, han exigido e impuesto, regulaciones en las emanaciones de CO, HC, NOx y PB, como por ejemplo, la eliminación parcial o total del Plomo en la Gasolina y algunos sistemas que de alguna forma, minimicen la producción de CO, HC y NOx, como por ejemplo el control electrónico.

El problema principal producido por la emanación de contaminantes de vehículos con motores de combustión interna, se produjo cuando la gestión del sistema de combustión se realizaba con el carburador, sin ningún tipo de control de la combustión.

Por otra parte el Consejo de Recursos Atmosféricos de California (ARB) comenzó la regulación con diagnóstico a bordo (OBD) para vehículos a partir del año 1988. La primera fase, OBDI, requería supervisión de los sistemas de medición de combustible y de recirculación de los gases de escape (EGR), además de los componentes adicionales relacionados con las emisiones. Se requirió el uso de una luz indicadora de mal funcionamiento (MIL), para indicar y avisar al conductor de una falla y la necesidad de la reparación del sistema de control de emisiones. El MIL debe estar etiquetado ''CHECK ENGINE'' o'' Service Engine Soon". Se asoció con la MIL un código de falla o el código de diagnóstico de falla (DTC), el cual identifica el área específica donde se origina la falla.

El sistema OBD fue propuesto por el consejo de recursos atmosféricos de California ARB, para mejorar la calidad del aire mediante la identificación de los vehículos. La aprobación de las enmiendas a la Ley de Aire Limpio en 1990 también llevó a la Agencia de Protección Ambiental (EPA) a desarrollar los requisitos para el diagnóstico a bordo. Las reglamentaciones ARB OBD II de California siguieron hasta 1999, cuando se utilizaron los reglamentos del gobierno federal.El sistema OBD II cumple con las regulaciones del gobierno con la supervisión el sistema de control de emisiones. Cuando un sistema o componente supera los umbrales de emisiones, o un componente opera fuera de tolerancia, un DTC será almacenado y la MIL se iluminará.La ejecución del diagnóstico se realiza por medio de un programa de computadora en el módulo de control del tren motriz (PCM) que coordina el sistema de autocontrol OBD II. Este programa controla todos los módulos, sus interacciones, los DTC y el funcionamiento del MIL, los datos de congelación de imagen y la interfaz para la herramienta de exploración.La relación ideal de aire y combustible (AFR), es de 14.7 partes de aire a una (1) parte de combustible, se denomina punto estequiométrico o relación Estequiometrica de la mezcla. Cuando se obtiene esta relación, la combustión ideal ocurre y las relaciones de gases aparecerán en los niveles ilustrados en la grafica No 1, marcada como Mezcla Estequiométrica Ideal, relación medida de aire y combustible. Una gama aceptable de la relación de aire y combustible es de 14.6:1 a 14.8:1.

Cuando la relación de mezcla es una parte de gasolina a 14.7 partes de aire, los gases producidos en la combustión son agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2) (mezcla ideal, de laboratorio). Cuando esta relación se cambia, los contaminantes indeseables tales como monóxido de carbono (CO), hidrocarburos (HC) y los óxidos de nitrógeno (NOX), se producen junto con el agua (H2O) y el dióxido de carbono (CO2).

Monografias.com

Fig. 1 Relación estequiometrica ideal

Fuente: Colorado State University (1992)

Materiales y Métodos

Lambda es una medición comúnmente usada para determinar si la relación de aire combustible es una mezcla rica o pobre. Lambda Uno (1) es el resultado de dividir la relación verdadera de aire combustible entre la relación ideal de aire combustible (mezcla aire combustible real dividida entre la mezcla aire combustible calculada). Una gama de valores aceptables de Lambda es de 0.9 a 1.1. Un valor de Lambda menor que 0.9 indica una condición de mezcla rica y un valor de Lambda mayor que 1.1 indica una condición de mezcla pobre.

Objetivo del sistema de combustible.

Es el encargado de suministrar la mezcla combustible (aire / gasolina), en la proporción, cantidad y forma adecuada a cada momento de operación del motor, en función de diferentes variables que se suceden dentro del motor como fuera de él (temperatura del refrigerante del motor ECT, posición del acelerador TPS, flujo de masa de aire MAF, temperatura del aire IAT, presión barométrica y carga del motor MAP, posición del cigüeñal y revoluciones por minuto del motor CKP, posición del árbol de levas CMP, velocidad del vehículo VSS, señal de aire acondicionado A/A, señal de transmisión automática P/N, señal de 4x4, entre otros.

En un Sistema de Inyección Electrónica, el combustible es impulsado por una bomba de gasolina eléctrica a través de la tubería de presión, pasando por un filtro antes de la bomba (filtro de bomba o tanque o pre filtro), y después de la bomba (filtro de línea), hasta llegar a la unidad de inyección. En esta unidad se encontraran los inyectores y un regulador de presión principal, que controla la presión del sistema, enviando el resto al tanque de combustible a través de la tubería de retomo. Cabe destacar, que en los Sistema de última generación, la tubería de retorno fue eliminada, siendo que el regulador de presión se encuentra en el tanque de combustible, a la salida del tanque o en un conjunto llamado "Modulo de Combustible" (ensamble de bomba de combustible, filtro de bomba o tanque, regulador de presión, filtro de línea, sensor de nivel de combustible). Esta modificación del sistema fue realizada en mejoras del Sistema EVAP (emanaciones evaporativas del tanque de combustible), para disminuir las cargas térmicas transportadas por el combustible, desde el motor hasta el tanque de combustible, permitiendo disminuir la carga térmica en el combustible que se encuentra en el tanque, y por tanto, disminución de vapor.

Los inyectores serán controlados por un Ordenador o Computador que se encargar de dosificar la mezcla a una proporción, forma y volumen según cada momento de operación del motor (baja o alta carga térmica, alta o baja carga del motor, presión atmosférica, humedad, cantidad de oxigeno en el escape, entre otros).

El Ordenador o Computadora se suele denominar por siglas, de las cuales nombraremos algunas muy comunes, como son:

a.- ECM: Módulo de Control Electrónico o del Motor.

b.- PCM: Módulo de Control del Tren de Motriz o de Fuerza o Tren de Potencia.

c.-

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