51104_1

I

UNIVERSIDAD TECNOLGICA EQUINOCCIAL

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERIA

ESCUELA DE INGENIERIA AUTOMOTRIZ

FABRICACION DE UN BANCO DE PRUEBAS PARA ECU DE

CHEVROLET CORSA 1.3, 1.4, 1.6.

TRABAJO PREVIA LA OBTENCION DEL TITULO DE INGENIERIO

AUTOMOTRIZ

GUIDO ANDRS MERINO SANDOVAL

DIRECTOR DE TESIS: ING. DIEGO WLADIMIR LOPEZ

Quito, Febrero, 2012

II

Universidad Tecnolgica Equinoccial. 20XX

Reservados todos los derechos de reproduccin

III

DECLARACIN

Yo GUIDO ANDRES MERINO SANDOVAL, declaro que el trabajo aqu

descrito es de mi autora; que no ha sido previamente presentado para

ningn grado o calificacin profesional; y, que he consultado las referencias

bibliogrficas que se incluyen en este documento.

La Universidad Tecnolgica Equinoccial puede hacer uso de los derechos

correspondientes a este trabajo, segn lo establecido por la Ley de

Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional

vigente.

_________________________

Guido Andrs Merino Sandoval

C.I. 1721497855

IV

CERTIFICACIN

Certifico que el presente trabajo que lleva por ttulo FABRICACION DE UN

BANCO DE PRUEBAS PARA ECU DE CHEVROLET CORSA 1.3, 1.4,

1.6., que, para aspirar al ttulo de Ingeniero Automotriz fue desarrollado

por Guido Andrs Merino Sandoval, bajo mi direccin y supervisin, en la

Facultad de Ciencias de la Ingeniera; y cumple con las condiciones

requeridas por el reglamento de Trabajos de Titulacin artculos 18 y 25

___________________

Diego Wladimir Lpez

DIRECTOR DEL TRABAJO

C.I.1711362242

V

DEDICATORIA

Con profundo amor, afecto y gratitud, el presente trabajo y en si todo el

sacrificio y esfuerzo puesto en este proyecto, se lo dedico a mis padres;

quienes han sido el pilar y la fuente que me ha impulsado a iniciar un

proceso educativo lleno de esperanza, metas e ilusiones.


VI

AGRADECIMIENTO

A Dios por haber dado la vida y la oportunidad de culminar con mis

metas propuestas, conocimiento, salud y fuerza para adelante en los

momentos ms difciles, por haber sido mi alimento espiritual y el motor que

me ha impulsado a seguir a adelante.

De manera muy especial expreso mi ms profundo agradecimiento al

Ing. Diego Lpez, Director de Tesis quien con su predisposicin y

amabilidad, sin escatimar tiempo y esfuerzo ha proporcionado su

incondicional colaboracin en la elaboracin de este proyecto, aportando con

sus valiosos conocimientos profesionales y acadmicos.

A la Universidad Tecnolgica Equinoccial, por haber dado la

oportunidad de educarme y formarme profesionalmente en sus aulas, las

mismas que han sido el templo del saber a lo largo de mi vida universitaria.

De manera general a todas las personas que contribuyeron en mi

formacin humana, acadmica y profesional; que a su vez colaboraron

desinteresadamente en la elaboracin del presente proyecto.


NDICE DE CONTENIDOS

PGINA

RESUMEN VII

CAPTULO I 1

1. INTRODUCCION 1

1.1. ANTECEDENTES 1

1.2. MISIN 8

1.3. VISIN 8

1.4. PROCESOS ACTUALES 8

1.5. JUSTIFICACIN 9

1.6. ALCANCES 10

1.7. OBJETIVOS 11

1.7.1. Objetivo General 11

1.7.2. Objetivos Especficos 11

1.8. IDEA A DEFINIR 12

1.9. METODOLOGA 12

1.9.1. Diseo y Tipo De Investigacin 12

1.9.2. Mtodos de Investigacin 13

1.9.3. Tcnicas De Investigacin 13

1.9.4. Anlisis De Datos 13

CAPTULO II 15

2. MARCO TERICO 15

2.1. PRINCIPIOS BSICOS 15

2.1.1. Corriente Continua, Pulsante y Alterna 15

2.1.1.1. Corriente Continua (DC) 15

2.1.1.2. Corriente Pulsante 15

2.1.1.3. Corriente Alterna (AC) 16

2.1.1.4. Corriente Directa Pulsante 16

2.1.2. Formas De Onda Con Osciloscopio 17

2.1.2.1. Ondas Senoidales 17

2.1.2.2. Ondas Cuadradas Y Rectangulares 17

2.2. COMPONENTES ELCTRICOS BSICOS 18

2.2.1. Resistencias 18

2.2.1.1. Resistencias Elctricas 18

2.2.1.2. Resistencias Qumicas 19

2.2.2. Condensadores 21

2.2.3. Regulador De Tensin 28

2.2.4. Micro Controlador DS Pic 4013 30

2.2.4.1. Datasheet dsPIC30F4013 32

2.2.4.2. Master Clear 34

2.2.5. Oscilador 35

2.2.5.1. Oscilador electrnico 35

2.2.5.2. Funcionamiento Del Circuito 35

2.2.6. Diodo 36

2.2.6.1. Diodo Rectificador 38

2.2.7. Diodo Zener 40

2.2.7.1. Efecto Zener 40

2.2.7.2. Funcionamiento 41

2.2.8. Transistores 42

2.2.8.1. Funcionamiento Del Transistor 43

2.2.8.2. Polarizacin Del Transistor 44

2.2.8.3. Tipos de transistor y simbologa 44

2.2.8.4. Transistor Tipo Darlington 45

2.3. DESCRIPCIN DE SENSORES 48

2.3.1. Sensor TPS Posicin de Mariposa de Aceleracin 50

2.3.2. Sensor MAF Sensor De Flujo De Aire 52

2.3.3. Sensor MAP Sensor De Presin 54

2.3.4. Sensor O2 Sensor De Oxigeno 55

2.3.5. Sensor ECT Sensor De Temperatura Del Liquido

Refrigerante 58

2.3.6. Sensor IAT, Sensor De Temperatura Del Aire De

Admisin 60

2.3.6.1. Circuito NTC y PTC 62

2.3.7. Sensor CKP Sensores de Posicin del Cigeal 63

CAPTULO III 6

3. DISEO Y DESARROLLO 67

3.1. DIAGRAMA ELECTRNICO ECU CORSA 67

3.2. SIMULACIN DE SENSORES 71

3.3. SALIDA DE ACTUADORES 75

3.4. DISEO DE FUENTE DE ALIMENTACIN 76

3.5. GENERADOR DE ONDA HALL 78

3.6. GENERADOR DE ONDA INDUCTIVA SENSOR CKP 81

3.7. DISEO EN PROTEUS DEL BANCO DE PRUEBAS 82

3.8. DISEO DE PLACA DE IMPRESIN 86

3.8.1. Proceso 87

3.9. LISTA DE COMPONENTES 92

3.10. PROCESO DE ARMADO DEL BANCO DE PRUEBAS 94

CAPTULO IV 99

4. MANUAL DE USO Y MEDICIONES 99

4.1. ALIMENTACIN 100

4.2. EMULACIN DE SENSORES 100

4.2.1. Emulador De TPS 100

4.2.2. Emulador De Sensor De Temperatura 100

4.2.3. Emulador De Sensor MAP 100

4.2.4. Emulador De Sonda Lambda 101

4.3. SECUENCIA DE PRUEBAS 101

4.3.1. Emulador De TPS 101

4.3.2. Emulador De Sensor De Temperatura 102

4.3.3. Emulador De MAP 103

4.3.4. Emulador de Sensor de Oxgeno (Sonda Lambda) 105

4.3.5. Emulador de Sensores Hall 106

CAPTULO V 107

5. ANALISIS DE MDULOS 107

5.1. Partes Del Mdulo Electrnico De Control ECU 107

5.1.1. Circuito de alimentacin o fuente 107

5.1.2. Circuitos de Control 109

5.1.3. Procesamiento de Datos 110

CAPTULO VI 112

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 112

6.1. Conclusiones 112

6.2. Recomendaciones 113

NDICE DE TABLAS

Tabla 1. Cdigo de colores de resistencias 21

Tabla 2. Codificacin de colores condensadores 26

Tabla 3. Datasheet dsPIC30F4013 33

Tabla 5. Valores de Temperatura / Resistencia 58

Tabla 6. Funcionamiento del sensor de temperatura 59

Tabla 8. Valores medidos Resistencia/ Temperatura 103

Tabla 9. Medicin De Sensor MAP Vacio/ Hertz 104

NDICE DE FIGURAS

Figura 1. Seales Senoidales 17

Figura 2. Ondas cuadradas y rectangulares 18

Figura 3. Cdigo de colores de resistencias 20

Figura 4. Condensadores 22

Figura 5. Tipo de condensadores 23

Figura 6. Identificacin De Los Valores De Los Condensadores 25

Figura 7. Codificacin mediante letras condensadores 27

Figura 8. Ejemplo Condensador 27

Figura 9. Condensador cermico 28

Figura 10. Circuito regulador 5V. 29

Figura 11. Circuito regulador 5V con filtrado. 29

Figura 12. Circuito regulador 5V. con conexin a 220V 30

Figura 13. Datasheet dsPIC30F4013 31

Figura 14. Pines de programacin 30F4013 31

Figura 15. Pin de RESET 34

Figura 16. Oscilador 35

Figura 17. Smbolo y curva caracterstica tensin-corriente del diodo 36

Figura 18. Ejemplo prctico del funcionamiento del Diodo 37

Figura 19. Ejemplo del funcionamiento del diodo 38

Figura 20. Diodo rectificador 39

Figura 21. Smbolo de diodo zener 41

Figura 22. Curva caracterstica de un diodo zener 41

Figura 23. Transistor 43

Figura 24. Tipos de transistor y simbologa 44

Figura 25. Transistor Tipo Darlington 46

Figura 26. Transistor TIP 120 47

Figura 27. Sensores y actuadores 49

Figura 28. Cuerpo de mariposa de aceleracin 50

Figura 29. Esquema del funcionamiento del TPS 51

Figura 30. Esquema del funcionamiento del TPD de 4 cables 51

Figura 31. TPS de 4 cables con interruptor de 4 cables 52

Figura 32. Sensor MAF sensor de flujo de aire 52

Figura 33. Sensor MAF de 4 cables con IAT 53

Figura 34. Sensor MAP 54

Figura 35. Sensor de oxigeno 55

Figura 36. Reaccin qumica sensor de oxigeno 56

Figura 37. Sensor de temperatura del lquido refrigerante 58

Figura 38. Variacin de la resistencia / temperatura 59

Figura 39. Circuito del sensor IAT 60

Figura 40. Sensor de temperatura 61

Figura 41. Medicin de resistencia 63

Figura 42. Medicin de voltaje 63

Figura 43. Sensor CKP 64

Figura 44. Grafica del osciloscopio del funcionamiento del CKP 64

Figura 45. Seal sensor CKP tipo inductivo 65

Figura 46. Seal sensor CKP tipo inductivo 65

Figura 47. Sensor CKP inductivo con recubrimiento aislante 66

Figura 48. Sensor tipo hall 66

Figura 49. Diagrama de la ECU Corsa Multec IEFI 1/4 68




Figura 53. Simulacin de sensores mediante potencimetros 73

Figura 54. Simulador TPD con potencimetro de 5K 74

Figura 55. Seal del TPS en el osciloscopio 74

Figura 56. Simulacin del funcionamiento del inyector/ bobina 75

Figura 57. Circuito diseado en PROTEUS del la

simulacin de actuadores 76

Figura 58. Circuito diseado en PROTEUS de la fuente

de alimentacin 78

Figura 59. Diseo en PROTEUS del banco de pruebas 82

Figura 60. Librera de componentes 83

Figura 61. Desarrollo en proteus del banco de pruebas 85

Figura 62. Diseo para la impresin de la placa 86

Figura 63. Proceso de impresin 87

Figura 64. Impresin del diseo de la placa en papel 88

Figura 65. Proceso de impresin en la baquelita 89

Figura 66. Proceso de calentamiento de la baquelita 90

Figura 67. Limpieza de la placa 91

Figura 68. Proceso qumico de cloruro frrico 91

Figura 69. Perforacin de los orificios para los componentes 95

Figura 70. Perforacin y soldadura de componentes 96

Figura 71. Potencimetros con soldadura 97

Figura 72. Soldadura de resistencias y condensadores 97

Figura 73. Suelda de potencimetros 98

Figura 74. Sensor De Oxigeno 106

Figura 75. Fotografa de un circuito fuente 108

Figura 76. Circuito de control de bobinas 109

Figura 77. Elementos del circuito procesador 111

VII

RESUMEN

El siguiente proyecto de tesis con el tema: Fabricacin de un banco de

pruebas para ECU de Chevrolet Corsa 1.3, 1.4, 1.6 para la formacin

acadmica automotriz.

La finalidad es permitir desarrollar prcticas reales que ayuden a los

estudiantes y docentes conocer el funcionamiento del sistema de inyeccin

electrnica y diagnosticar fallas del mismo.

Facilitar a los docentes ensear la parte electrnica del sistema de inyeccin.

El desarrollo del banco de pruebas funcional se lo realiz, en primera

instancia, analizando las necesidades actuales de los estudiantes que no

tienen un banco de pruebas donde desarrollar las enseanzas profesionales d

dadas por los docentes ya que es una herramienta de aprendizaje escasa en

nuestro medio educativo.

Para la construccin del banco de pruebas se analiz y se estableci un

esquema electrnico de los sensores que permiten el funcionamiento del

sistema de inyeccin MULTEC MPFI perteneciente al Chevrolet Corsa 1.3, 1.4,

1.6, que se utiliz para programar y disear las seales de algunos de los

sensores con lo que podrn los estudiantes visualizar tanto las variaciones de

voltaje como las variaciones de las magnitudes como la temperatura del

refrigerante , la presin dentro del mltiple de admisin.

Para adquirir los datos de algunos de los sensores se realiz mediante el

scanner y el osciloscopio, obteniendo mediciones en tiempo real.

La aplicacin del banco de pruebas permitir visualizar grficamente y

digitalmente las variaciones de las magnitudes, generar fallas ,visualizar,

arrancar al mdulo de control fuera del vehculo y ver las diferentes cartas de

diagnsticos de cada falla generada con sus respectivos diagramas elctricos y

pasos a seguir, adicionalmente tiene un conector OBDI donde podrn conectar

VIII

un escner de diagnostico para facilitar la manipulacin de las lneas de los

diferentes cables como tambin conectar un osciloscopio.

Se instalaron cables en paralelo con terminales para una pronta conexin,

El banco est diseado especficamente para la aplicacin didctica.

1

CAPTULO I

1. INTRODUCCIN

1.1. ANTECEDENTES

La historia de la inyeccin de combustible se remonta al siglo XIX.

N.A. Otto y J.J.E. Lenoir presentaron motores de combustin interna en la

Feria Mundial de Pars de 1867. En 1875, Wilhelm Maybach de Deutz fue el

primero en convertir un motor de gas para funcionar con gasolina.

Hacia finales del siglo, Maybach, Carl Benz y otros, haban desarrollado un

alto nivel de desarrollo en la tecnologa del carburador. Se haba

desarrollado el carburador de chorro de roco controlado por un flotador.

En fecha tan lejana como 1883, junto con los que trabajaban en los

carburadores, otros estaban experimentando con la inyeccin de

combustible rudimentaria. Edward Butler, Deutz y otros desarrollaron

sistemas precursores de inyeccin de combustible. La inyeccin del

combustible a gasolina realmente tom vuelo por medio de la aviacin. La

inyeccin de combustible jug un papel importante desde el principio en el

desarrollo de la aviacin prctica.

En 1.903, el avin de Wright utiliz un motor de 28HP con inyeccin de

combustible. En la Europa, anterior a la primera guerra mundial, la industria

de la aviacin comprob las ventajas obvias de la inyeccin de combustible.

Los carburadores de los aviones son propensos a congelarse durante los

cambios de altitud, limitando la potencia disponible, cosa que no sucede con

la inyeccin de combustible. Las cubas del flotador del carburador son

propensas a derramarse y a incendiarse durante todo lo que no sea vuelo

normal controlado y nivelado; eso no sucede con la inyeccin de

2

combustible. La primera guerra mundial trajo consigo, sin embargo, un

nfasis en el incremento en los costos por rapidez y desarrollo. El desarrollo

de los carburadores se impuso y la inyeccin de combustible qued

relegada.

La prosperidad de la posguerra en los veintes trajo consigo la renovacin de

cierto inters acerca del desarrollo da la inyeccin de combustible. A

mediados de los aos veinte, Stromberg present un carburador sin flotador

para aplicaciones en aeronaves, que es el predecesor de los sistemas

actuales.

Bosch se proyect hacia la evolucin de la inyeccin de combustible en la

rama de la aviacin. En esos primeros sistemas Bosch usaba inyeccin

directa, que rociaban el combustible a gran presin dentro de la cmara de

combustin, tal como lo hace el sistema de inyeccin diesel. De hecho la

bomba de inyeccin que us Bosch para esos sistemas, fue una bomba que

se modific en la inyeccin de diesel.

Durante la segunda guerra mundial la inyeccin de combustible domin los

cielos. Ya avanzada la guerra, Continental emple un sistema de inyeccin

de combustible que dise la compaa de carburadores SU de Inglaterra.

Tal sistema lo construy en los EUA la Simmonds Aerocessories en el motor

enfriado por aire Simmonds, desarrollado para usarse en el tanque Patton.

Ottavio Fuscaldo fue el primero en incorporar en 1940 un solenoide elctrico

para controlar el flujo del combustible hacia el motor.Esto llev a la industria

automotriz hacia la moderna inyeccin electrnica de combustible.

Despus de la segunda guerra mundial la inyeccin de combustible toc

tierra. Con la investigacin y el desarrollo de la industria area cambiados de

la inyeccin de combustible a los motores de chorro, los adelantos que se

originaron en la guerra parecan destinados al olvido. Entonces, en 1949, un

3

auto equipado con inyeccin de combustible, Offenhauser particip en la

carrera de Indianpolis 500.

El sistema de inyeccin lo dise Stuart Hilborn y utilizaz inyeccin directa,

en la cual el combustible inyectaba en el mltiple de admisin justamente

delante de la vlvula de admisin,era como tener un sistema de inyeccin

regulado para cada cilindro. Podra tambin compararse con el sistema K-

Jetronic de Bosch usado en los VW; Rabbit, Audi 5000, Volvo y otros, en que

el combustible no era expulsado en la lumbrera de admisin sino rociado

continuamente, a lo que se nombr inyeccin de flujo constante.

Chevrolet present en 1957 el primer motor con inyeccin de combustible de

produccin en masa en el Corvette. Basndose bsicamente en el diseo de

Hilborn, el sistema de inyeccin de combustible Rochester Ramjet la

Chevrolet lo us en 1957 y 58, y Pontiac en el Bonneville en 1957. El

sistema Ramjet utilizaba una bomba de alta presin para llevar el

combustible desde el tanque hasta los inyectores, que lo rociaban

continuamente adelante de la vlvula de admisin. Un diafragma de control

monitoreaba la presin del mltiple de admisin y la carga del motor. El

diagrama, a su vez, se conectaba a una palanca que controlaba la posicin

de un mbolo para operar una vlvula. Un cambio en la posicin de la

vlvula operada por el mbolo cambiaba la cantidad de combustible

desviado de regreso hacia el depsito de la bomba y alejado de los

inyectores. Esto alteraba la relacin aire / combustible para satisfacer la

necesidades del motor.

Este sistema tena el problema de la falta de compresin por parte de los

responsables de su mantenimiento diario. Como resultado, Chevrolet y

Pontiac lo suprimieron en su lista de opciones en 1959.

Al mismo tiempo que el sistema Ramjet se desarrollaba, evolucion el

sistema de inyeccin electrnico de combustible (EFI) el cual tena como fin

la produccin en masa. El trabajo de diseo para esos sistemas comenz en

4

1952 en la Eclipse Machine, divisin de la corporacin Bendix, y en 1961 se

patent como el sistema Bendix Electrojector. Casi simultneamente, al EFI

se le declar como un proyecto muerto por la gerencia de la Bendix y se

archiv.

Aunque el sistema Electrojector en s nunca lleg a la produccin en masa,

fue el antecesor de, prcticamente, todos los sistemas modernos de

inyeccin de combustible. Cuando la Bendix descart al EFI en 1961, el

inters renaci hasta 1966 en que la compaa comenz a otorgar permisos

de patentes a Bosch.

La VW present en 1968 el sistema D-Jetronic de Bosch en el mercado de

los Estados Unidos en sus modelos tipo 3.

Al principio de los setentas el sistema D-Jetronic se us en varias

aplicaciones europeas, incluyendo SAAB, Volvo y Mercedes aunque los

encargados de dar servicio al sistema no comprendan totalmente cmo

funcionaba, el D-Jetronic persisti y los procedimientos de servicio y

diagnstico del EFI se expusieron a los mecnicos de los Estados Unidos. A

despecho de su uso extendido en las importaciones Europeas, este sistema

fue considerado por la industria de reparacin de autos como un fiasco.

Cadillac introdujo el primer sistema EFI de produccin en masa en

Septiembre de 1975. Era equipo estndar en el modelo Cadillac Seville de

1976. El sistema se desarroll por medio de un esfuerzo conjunto de Bendix,

Bosch y la General Motors (GM). Tena un gran parecido con el sistema D-

Jetronic de Bosch. Por este tiempo se haban desarrollado mtodos

sistematizados de localizacin de fallas como ayuda en el servicio y

reparacin de la inyeccin de combustible.

El sistema Cadillac-Bendix se us hasta la introduccin de la siguiente

mejora tecnolgica de la inyeccin de combustible, la computadora digital.

Cadillac present un sistema de inyeccin digital de combustible en 1980.

5

Por simplicidad, era un sistema de dos inyectores. Para la Bendix, la idea del

control digital de la inyeccin de combustible se remonta a sus patentes de

1970, 71 y 73. Los beneficios de la computadora digital incluyen un control

ms preciso de los inyectores ms la habilidad de la computadora de

controlar una gran variedad de sistemas de apoyo del motor. Con el uso de

una computadora digital, el tiempo de ignicin, la regulacin del ralent, el

avance o retraso de la chispa de encendido, y una gran variedad de

aspectos relacionados con la emisin, podan controlarse con un solo

mdulo de control compacto.

En 1965 la inyeccin de combustible Hilborn se le adapt al Ford con motor

V-8 de cuatro levas, desarrollado para autos Indy. Un motor Lotus de cuatro

cilindros y 16 vlvulas, equipado con inyeccin de combustible Lucas, se us

en pocos Ford Scorts europeos modelos 1970. Fue hasta 1983 que una

divisin Ford decidi usar la inyeccin de combustible de manera formal. Ese

ao la Ford Europea comenz a usar el sistema K-Jetronic de Bosch que

usaron ampliamente los fabricantes del norte de Europa desde los primeros

aos de los setentas. Mientras tanto, comenz en 1978, la Ford de Estados

Unidos pas por tres generaciones de carburadores controlados

electrnicamente. Los sistemas EECI, II y III se proyectaron para cumplir con

las normas cada vez ms estrictas de emisin de fines de los setenta y los

inicios de los ochenta. Desde una perspectiva extranjera, la Ford y sus

competidores de los Estados Unidos tenan el temor de comercializar autos

con inyeccin de combustible o se estaban reservando para perfeccionar sus

sistemas.

La Ford introdujo su inyeccin de combustible centralizada a gran presin

(CFI) en el Versalles de 5 litros equipado con EEC III. El uso se extendi en

1981 hasta el LTD y el Gran Marqus. El modelo 1983 vio la introduccin de

la inyeccin multipuntos (MPI) en las aplicaciones de 1.6 litros. Con la

introduccin del sistema EEC IV en los modelos 1984, la carburacin result

la excepcin en lugar de la regla para la Ford. Al entrar a los noventa, los

6

nicos Ford, todava con equipo de carburadores, fueron paquetes de

equipos especiales, como autos policacos y remolques.

La inyeccin de combustible ha recorrido un largo camino durante los ltimos

20 aos, pero su historia se remonta a los primeros das del carburador. As

como las razones ms convincentes para utilizar la inyeccin de combustible

tienen que encontrarse en las desventajas del carburador moderno, la falta

de refinamiento y la versatilidad de los antiguos carburadores prepararon el

camino para hacer los primeros experimentos con la inyeccin de

combustible. Los orgenes de la inyeccin de combustible no pueden

desligarse de la historia del carburador y la evolucin de los combustibles

para motor.

La ciencia de la carburacin comenz en 1.795 cuando Robert Street logr

la evaporacin de la trementina y el aceite de alquitrn de hulla en un motor

tipo atmosfrico (un motor que trabaja sin comprensin). Pero no fue sino

hasta 1.824 cuando el inventor norteamericano Samuel Morey y el abogado

de patentes ingls Erskine Hazard crearon el primer carburador para este

tipo de motor. Su mtodo de funcionamiento inclua un precalentado para

favorecer la evaporacin.

En 1.841 avanz ms el principio de la evaporacin, debido al cientfico

italiano Luigi de Cristoforis, quien construy el motor tipo atmosfrico sin

pistones, equipado con un carburador en la superficie, en el cual una

corriente de aire se diriga sobre el tanque de combustible para recoger los

vapores del mismo.

De 1.848 a 1.850, el estadounidense doctor Alfred Drake experiment con

los motores de combustin, tratando de utilizar gasolina en vez de gas. En el

proceso hizo varios tipos de carburadores.

7

En 1.860 el inventor del motor Deutz de gas, de 4 tiempos, Nikolaus August

Otto, comenz a experimentar con un motor de combustin que tena un

dispositivo para evaporar combustibles lquidos de hidrocarburos. Otto

ensay el motor con una bencina mineral, pero como no tuvo xito se

concentr en desarrollar y producir motores a gas, durante cierto tiempo.

En 1.875 Wilhelm Maybach de la Deutz, fabricante de motores a gas, fue el

primero en convertir un motor a gas que funcionara con gasolina.

Fernand Forest, un prolfico mecnico e inventor, ide y construy un

carburador que inclua una cmara de flotador y una boquilla con rociador de

combustible. Esto lo adapt a un nuevo motor que construy en 1.884.

En 1.885, Otto logr finalmente los resultados que buscaba, con una

variedad de combustibles lquidos de hidrocarburos, incluyendo gasolina y

bencina mineral, utilizando un carburador de superficie mejorado.

En otoo de 1.886, Carl Benz mejor el carburador de superficie al agregarle

una vlvula de flotador para asegurar un nivel constante de combustible.

En el mismo ao, Maybash haba inventado y 0robado su propio tipo de

carburador con cmara de flotador. Finalmente en 1.892, plane el

carburador con rociador, que se convirti en la base para todos los

carburadores subsecuentes.

El primer carburador de 2 gargantas apareci en 1.901, y fue un invento de

un estadounidense llamado Krastin, quien declaraba que formaba

consistentemente buenas mezclas, sin importar el flujo masivo de aire.

El primer empleo prctico de la inyeccin de combustible no se llev a cabo

en un automvil, sino en un motor estacionario. El estadounidense Franz

Burger, ingeniero que trabajaba para la Charter Gas Engine Company, de

8

Sterling, Illinois, desarroll un sistema de inyeccin de combustible que

empez a producirse en 1.887. En este sistema, se alimentaba el

combustible por gravedad, desde el tanque y entraba al cuerpo inyector a

travs de una vlvula de estrangulacin. La boquilla del inyector sobresala

en forma horizontal, entrando al tubo vertical de admisin.

1.2. MISIN

Desarrollar una herramienta ptima para facilitar el diagnostico y la

reparacin de la ECU de un vehculo Chevrolet Corsa 1.3, 1.4, 1.6, que sea

aplicable en la prctica del estudio de ingeniera automotriz.

1.3. VISIN

Promover la capacitacin para aumentar nuevas plazas de trabajo,

buscando una rama no muy aplicada dentro de la ingeniera automotriz.

1.4. PROCESOS ACTUALES

El Tcnico Mecnico de hoy da, debe cumplir una serie de requisitos que

hasta hace unos aos eran impensables.

Cualquier automvil modelo 2007 tiene incorporado por lo menos un mdulo

que funcione en su interior con electrnica, y para los modelos de alta gama

esto se vuelve un poco ms complicado y aparecen muchos componentes

que comandan cada vez mas y mas cosas dentro de estos mdulos. No se

encuentra otra cosa ms que electrnica, es por eso que en mitad de una

reparacin en algn momento el Tcnico debe analizar un circuito o

diagnosticar si cambiar o no un mdulo. Por esta razn se explica este tema

con un enfoque muy prctico, desde el punto de vista del Tcnico Mecnico

que requiere una solucin a su problema con una reparacin bien realizada

o un reemplazo lgico para un determinado componente averiado.

9

Para brindar un ejemplo a esta afirmacin se analizar un problema de

calentamiento del motor en un automvil, en el que no arrancan los electros

ventiladores.

La lgica de esta falla llevar a un usual circuito en donde el modulo de

control electrnico, PCM, recibe una seal del sensor de temperatura del

liquido refrigerante, ECT, y en caso de determinar la alta temperatura

definida en la programacin del PCM accionar el relevador y de esta forma

el motor del Electro ventilador girar. En algn automvil se podra encontrar

que existiesen varias velocidades, esto se logra con diferentes relevadores y

dos motores de electro ventiladores, o simplemente un solo motor con dos

circuitos uno con un resistor y otro sin resistor pero el caso ms comn fue el

mencionado inicialmente.

Cuando el Tcnico fue a revisar el circuito, simplemente nunca encontr el

relevador, es mas el motor del ventilador no se encontraba conectado a

ningn interruptor ni contacto, los cables los llevaban a una caja en donde en

el interior encontr una serie de relevadores con toda una electrnica como

si se tratara del PCM, y este mdulo estaba ubicado justo al lado de los

electro ventiladores.

Este mdulo ,en el caso de los Opel Astra por ejemplo, controla las

funciones del A/C incluyendo la activacin de los electro ventiladores, recibe

los requerimientos de informacin de temperatura del motor por un Bus de

datos CAN y perfectamente se puede verificar con el scanner. Con un TEST

DE ACTUADORES se podran accionar cada una de las funciones que

controla y en caso de una falla generar un cdigo de fallas del motor, DTC,

del tipo BXXX referente a los sistemas relacionados con el chasis. Ahora

como conclusin se tiene que cada vez se encontrar mas electrnica en

sitios donde hasta hace un tiempo era impensable.

10

Por eso una buena prctica es conocer todos estos componentes y si no es

el caso de reparar los mdulos por lo menos poder brindar un diagnostico

seguro.

1.5. JUSTIFICACIN

Los cambios que se han dado en los ltimos tiempos, en lo que se refiere a

la fabricacin automotriz, permiten pensar en la necesidad de disponer de

un banco de pruebas para los diferentes mdulos de control electrnico de

los vehculos y de esta manera determinar las fallas que pueden producirse

en el funcionamiento del motores a componentes comandados por los

mdulos de control por diferentes razones. El costo de adquirir un modulo de

control nuevo y en el peor de los casos un nuevo vehculo es alto. Si

podemos determinar las fallas presentadas en los motores provocados por

fallas del modulo de control, se puede restablecer el buen funcionamiento

de esos motores con costos muy bajos, utilizando circuitos electrnicos que

nos ayudan a simular seales referentes a cada uno de los sensores

principales para el funcionamiento optimo del motor de combustin interna.

Es importante recalcar que la fabricacin de un banco de pruebas se lo

puede realizar con un bajo contos y con componentes electrnicos comunes,

y fciles de encontrar en cualquier laboratorio electrnico.

1.6. ALCANCES

El presente trabajo est orientado a disear y fabricar un Banco de pruebas

para diagnostico y reparacin de ECU de Chevrolet Corsa 1.3, 1.4, 1.6.

11

1.7. OBJETIVOS

1.7.1. Objetivo General

Fabricar un banco de pruebas para diagnosticar y reparar el mdulo de

control del Chevrolet Corsa 1.3, 1.4, 1.6 el cual pueda ser funcional en el

laboratorio para prcticas en el estudio de la carrera de ingeniera

automotriz.

1.7.2. Objetivos Especficos

Disponer de un Banco de pruebas que pueda ser utilizado en el laboratorio

de una Universidad.

Disear un banco de pruebas para control de la ECU de los autos Chevrolet

Corsa 1.3, 1.4 ,1.6.

Diagnosticar las fallas que pueden producirse en la ECU de los autos

Chevrolet Corsa 1.3, 1.4 y 1.6.

Reparar la ECU de los autos Chevrolet Corsa 1.3, 1.4 y 1,6 cuando

presenten deficiencias.

12

1.8. IDEA A DEFINIR

Cmo realizar un banco de pruebas, para el laboratorio, con el objeto de

diagnosticar las fallas que pueden producirse en un auto Chevrolet Corsa

1.3, 1.4, 1.6

1.9. METODOLOGA

1.9.1. Diseo y Tipo De Investigacin

Si hablamos de investigacin, no podemos decir que se sigui un solo tipo

de metodologa sino se utilizaron diferentes como la cientfica para

determinar que cumple con las condiciones necesarias de una investigacin

cientfica es decir poder determinar leyes que se cumplen.

La metodologa utilizada en este trabajo es tambin experimental y

aplicada puesto que, de los conocimientos adquiridos, se pudo emplear cada

una de ellas para plasmar en una repuesta til y aplicable para el caso del

banco de pruebas que se busca establecer.

Para llegar a este resultado se plante el objetivo que se pensaba

determinar y en base al objetivo planteado se encasill el proceso a seguir.

Se dispone de un mdulo de control de corsa en el cual se podr comprobar

con el banco de pruebas los problemas que pueden presentarse, el mayor

problema de todo el desarrollo fue disear el Banco de Pruebas.

Para fabricar el banco de pruebas, se dise un circuito lgico que nos

indique las variaciones que se presentan en el funcionamiento del motor a

inyeccin electrnica.

13

1.9.2. Mtodos de Investigacin

Prximamente expondr el proceso seguido en el trabajo, pero podemos

decir que se encasill la investigacin en un tipo experimental y aplicada

Se dice Investigacin experimental por obtener la informacin de la

actividad intencional realizada por el investigador y que se encuentra dirigida

a modificar la realidad con el propsito de crear el fenmeno mismo que se

indaga, y as poder observarlo.

A la investigacin aplicada se le denomina tambin activa o dinmica y se

encuentra ntimamente ligada a la anterior ya que depende de sus

descubrimientos y aportes tericos que busca confrontar la teora con la

realidad.

1.9.3. Tcnicas De Investigacin

La tcnica empleada para este trabajo es la siguiente

Se recogieron los datos, personalmente, necesarios para desarrollar el

trabajo, siendo esta una observacin participativa.

Se utilizaron elementos tcnicos como son los cuadros, tablas, figuras de

una forma sistemtica, convirtindose en una observacin no estructurada

Observacin de campo y de laboratorio que es el recurso principal de la

observacin descriptiva

El trabajo fue realizado por una sola persona, en nuestro caso el autor del

trabajo. Es por esto una observacin individual.

1.9.4. Anlisis De Datos

A medida que se desarroll el trabajo se analizaron los datos obtenidos y

sobre todo las funciones matemticas que se requirieron para entender las

14

variables de los diferentes campos que se establecen al proponer los

circuitos lgicos que se definieron al hacer la simulacin de la tarjeta de

control

Podemos ver que el anlisis de la senoidal, por ejemplo, es muy frecuente

en la presentacin del osciloscopio, determinando los mximos y los

mnimos que pueden darse en los circuitos, en lo que respecta al voltaje y

amperaje de cada uno de los enlaces que se quisieron revisar.

De lo experimentado se pudo ver que los circuitos satisfacan lo esperado y

daban las alarmas correspondientes al encontrar variaciones no vlidas en

las alteraciones que podran presentarse en cada uno de los elementos

analizados.

15

CAPTULO II

2. MARCO TERICO

2.1. PRINCIPIOS BSICOS

2.1.1. Corriente Continua, Pulsante y Alterna

En el estudio de las seales elctricas, aplicadas a la automotriz,

encontramos las siguientes: corriente continua (DC), pulsante y corriente

alterna.

2.1.1.1. Corriente Continua (DC)

La corriente continua es producida por medio de procesos electroqumicos

como pilas y bateras, pero tambin puede ser rectificada a partir de la

tensin alterna que generan los alternadores. Se puede medir con un

multmetro y con osciloscopio. La corriente continua a diferencia de la alterna

presenta un comportamiento fsico caracterizado por la circulacin de

electrones en un slo sentido, lo que le da la polaridad.

La corriente continua o directa no genera un tipo de onda en particular, solo

se muestra en el osciloscopio como una lnea continua.

La caracterstica principal en este tipo de corriente es que,

independientemente de su voltaje, no cambia su sentido de circulacin.

2.1.1.2. Corriente Pulsante

La corriente pulsante parte de modular la amplitud a la corriente continua.

Est compuesta por pulsos que pueden llegar como mnimo al valor cero,

por lo que fsicamente se podra representar como electrones que se dirigen

en un solo sentido pero a pulsaciones.

16

La tensin pulsante se debe medir con el osciloscopio ya que con un

multmetro nos marcar valores que nada nos dicen acerca del

comportamiento real de la seal.

2.1.1.3. Corriente Alterna (AC)

La corriente alterna es aquella que cambia su sentido de circulacin, por

este motivo al ser graficada tendr partes por encima y por debajo de cero.

En otras palabras la corriente cambia permanentemente.

La corriente alterna se puede medir con un multimetro eligiendo la escala

AC. El instrumento slo medir el valor eficaz de la tensin alterna,

denominada RMS.

Esta medicin poco nos dice acerca de los cambios que se producen en la

tensin alterna, lo que nos resultar evidente si medimos esa corriente con

osciloscopio.

2.1.1.4. Corriente Directa Pulsante

Las ondas cuadradas son bsicamente ondas que pasan de un estado a otro

de tensin a intervalos regulares, en un tiempo muy reducido. La televisin,

la radio y los ordenadores utilizan mucho este tipo de seal,

fundamentalmente como relojes y temporizadores.

Las ondas rectangulares se diferencian de la cuadradas en no tener iguales

los intervalos en los que la tensin permanece a nivel alto y bajo. Son

particularmente importantes para analizar circuitos digitales.

17

2.1.2. Formas De Onda Con Osciloscopio

2.1.2.1. Ondas Senoidales

Son las ondas fundamentales y eso por varias razones: poseen propiedades

matemticas muy interesantes (por ejemplo con combinaciones de seales

senoidales de diferente amplitud y frecuencia se puede reconstruir cualquier

forma de onda).

La seal senoidal amortiguada es un caso especial de este tipo de ondas y

se producen en fenmenos de oscilacin, pero que no se mantienen en el

tiempo. Se representan en la figura 1.

Figura 1. Seales Senoidales

2.1.2.2. Ondas Cuadradas Y Rectangulares

Las ondas cuadradas son bsicamente ondas que pasan de un estado a otro

de tensin, a intervalos regulares, en un tiempo muy reducido. La televisin,

la radio y los ordenadores utilizan mucho este tipo de seales,

fundamentalmente como relojes y temporizadores.

Las ondas rectangulares se diferencian de las cuadradas en no tener iguales

los intervalos en los que la tensin permanece a nivel alto y bajo. Son

particularmente importantes para analizar circuitos digitales.

En la figura 2 se presentan ejemplos de las ondas cuadradas y las

rectangulares.

18

Figura 2. Ondas cuadradas y rectangulares

2.2. COMPONENTES ELCTRICOS BSICOS

2.2.1. Resistencias

2.2.1.1. Resistencias Elctricas

Las resistencias son elementos elctricos cuya misin es dificultar el paso de

la corriente elctrica a travs de ellas. Su caracterstica principal es su

resistencia hmica, aunque tienen otra no menos importante que es la

potencia mxima que pueden disipar. sta ltima depende principalmente de

la construccin fsica del elemento.

La resistencia hmica de una resistencia se mide en ohmios, valga la

redundancia. Se suele utilizar esa misma unidad, as como dos de sus

mltiplos: el Kilo-Ohmio (1KW) y el Mega-Ohmio (1MW=106W).

El valor resistivo puede ser fijo o variable. En el primer caso hablamos de

resistencias comunes o fijas y en el segundo de resistencias variables,

ajustables, potencimetros y restatos como es el caso de un sensor de

temperatura del motor. Nos centraremos en el primer tipo, las fijas.

Las resistencias fijas pueden clasificarse en dos grupos, de acuerdo con el

material con el que estn constituidas: "resistencias de hilo", solamente para

19

disipaciones superiores a 2 W, y "resistencias qumicas" para, en general,

potencias inferiores a 2 W.

2.2.1.2. Resistencias Qumicas

Las resistencias de hilo de valor hmico elevado necesitaran una cantidad

de hilo tan grande que en la prctica resultaran muy voluminosas. Las

resistencias de este tipo se realizan de forma ms sencilla y econmica

empleando, en lugar de hilo, carbn pulverizado mezclado con sustancias

aglomerantes.

La relacin entre la cantidad de carbn y la sustancia aglomerante determina

la resistividad por centmetro, por lo que es posible fabricar resistencias de

diversos valores. Existen tipos de carbn aglomerado como son las de

pelcula de carbn y de pelcula metlica. Normalmente estn constituidas

por un soporte cilndrico aislante (de porcelana u otro material anlogo)

sobre el cual se deposita una capa de material resistivo.

En las resistencias, adems del valor hmico que se expresa mediante un

cdigo de colores, hay una contrasea que determina la precisin de su

valor (aproximacin), o sea la tolerancia anunciada por el fabricante. Esta

contrasea est constituida por un anillo pintado situado en uno de los

extremos del cuerpo.

Interpretacin Del Cdigo De Colores En Las Resistencias

Las resistencias llevan grabadas sobre su cuerpo bandas de color que nos

permiten identificar el valor hmico que stas poseen. Esto es valedero para

resistencias de potencia pequea (menor de 2W.), ya que las de potencia

mayor generalmente llevan su valor impreso con nmeros sobre su cuerpo,

tal como se indic anteriormente figura 3.

20

Figura 3. Cdigo de colores de resistencias

En la resistencia de la izquierda se representa el mtodo de codificacin ms

difundido.

En el cuerpo de la resistencia hay 4 anillos de color que, considerndolos a

partir de un extremo y en direccin al centro, indican el valor hmico de este

componente El nmero que corresponde al primer color indica la primera

cifra, el segundo color la segunda cifra y el tercer color indica el nmero de

ceros que siguen a la cifra obtenida, con lo que se tiene el valor efectivo de

la resistencia. El cuarto anillo, o su ausencia, indican la tolerancia.

Podemos ver que la resistencia de la izquierda tiene los colores amarillo-

violeta naranja- oro (hemos intentado que los colores queden representados

lo mejor posible en el dibujo), de forma que segn la tabla 1 podramos decir

que tiene un valor de: 4-7-3ceros, con una tolerancia del 5%, o sea, 47000

W 47 KW. La tolerancia indica que el valor real estar entre 44650 W y

49350 W (47 KW5%).

La resistencia de la derecha, por su parte, tiene una banda ms de color y es

porque se trata de una resistencia de precisin. Esto adems es corroborado

por el color de la banda de tolerancia, que al ser de color rojo indica que es

una resistencia del 2%. stas tienen tres cifras significativas (al contrario que

las anteriores, que tenan 2) y los colores son marrn-verde-amarillo-naranja,

de forma que segn la tabla1 podramos decir que tiene un valor de: 1-5-4-

4ceros, con una tolerancia del 2%, o sea, 1540000 W 1540 KW 1.54

21

MW. La tolerancia indica que el valor real estar entre 1509.2 KW y 1570.8

KW (1.54 MW2%).

Tabla 1. Cdigo de colores de resistencias

2.2.2. Condensadores

Los condensadores son encontrados bsicamente dentro de los mdulos de

control en un automvil, la batera se comporta como un gran condensador

que amortigua la tensin cambiante generada por el sistema de carga.

22

Figura 4. Condensadores

Bsicamente un condensador es un dispositivo capaz de almacenar energa

en forma de campo elctrico. Est formado por dos armaduras metlicas

paralelas (generalmente de aluminio) separadas por un material dielctrico

(figura 4).

Tiene una serie de caractersticas como capacidad, tensin de trabajo,

tolerancia y polaridad. En la versin ms sencilla del condensador, no se

pone nada entre las armaduras y se las deja con una cierta separacin, en

cuyo caso se dice que el dielctrico es el aire.

Aclaramos sobre las caractersticas indicadas:

Capacidad: Se mide en Faradios (F), aunque esta unidad resulta tan grande

que es mejor utilizar varios de los submltiplos, tales como microfaradios

(F=10-6F), nanofaradios (nF=10- 9 F) y pico faradios (pF=10-12 F).

Tensin de trabajo: Es la mxima tensin que puede aguantar un

condensador, que depende del tipo y grosor del dielctrico con que est

fabricado. Si se supera dicha tensin, el condensador puede perforarse

(quedar cortocircuitado) y/o explotar. En este sentido hay que tener cuidado

al elegir un condensador, de forma que nunca trabaje a una tensin superior

a la mxima.

23

Tolerancia: Igual que en las resistencias, se refiere al error mximo que

puede existir entre la capacidad real del condensador y la capacidad

indicada sobre su cuerpo.

Polaridad: Los condensadores electrolticos y en general los de capacidad

superior a 1 F tienen polaridad, eso es, que se les debe aplicar la tensin

prestando atencin a sus terminales positivo y negativo. Al contrario que los

inferiores a 1F, a los que se puede aplicar tensin en cualquier sentido, los

que tienen polaridad pueden explotar en caso de ser sta la incorrecta.

Tipo De Condensadores

Vamos a mostrar a continuacin una serie de condensadores de los ms

tpicos que se pueden encontrar (Figura 5). Es vlido apuntar que la mayora

de estos componentes los vamos a tener generalmente en mdulos de

control o en sistemas que incorporen una electrnica avanzada.

Figura 5. Tipo de condensadores

En la figura 5 se representan condensadores numerados para identificar

cada uno de ellos.

1. Electrolticos. Tienen el dielctrico formado por papel impregnado en

electrolito. Siempre tienen polaridad, y una capacidad superior a 1 F.

Arriba observamos claramente que el condensador n 1 es de 2200

F, con una tensin mxima de trabajo de 25v. (Inscripcin: 2200 /

25 V).

24

2. Electrolticos de tntalo o de gota. Emplean como dielctrico una

finsima pelcula de xido de tantalio amorfo, que con un menor

espesor tiene un poder aislante mucho mayor. Tienen polaridad y una

capacidad superior a 1 F. Su forma de gota les da muchas veces

ese nombre.

3. De polister metalizado MKT. Suelen tener capacidades inferiores a

1 F y tensiones de trabajo a partir de 63v. Su estructura est

compuesta por dos lminas de poli carbonato recubierto por un

depsito metlico que se bobinan juntas.

4. De polister. Son similares a los anteriores, aunque con un proceso

de fabricacin algo diferente. En ocasiones este tipo de

condensadores se presentan en forma plana y llevan sus datos

impresos en forma de bandas de color, recibiendo comnmente el

nombre de condensadores "de bandera". Su capacidad suele ser

como mximo de 470 nF.

5. De polister tubular. Similares a los anteriores, pero enrollados de

forma normal, sin aplastar.

6. Cermico "de lenteja" o "de disco". Son los cermicos ms

corrientes. Sus valores de capacidad estn comprendidos entre

0.5 pF y 47 nF. En ocasiones llevan sus datos impresos en forma de

bandas de color.

7. Cermico "de tubo". Sus valores de capacidad son del orden de los

pico faradios y generalmente ya no se usan, debido a la gran deriva

trmica que tienen (variacin de la capacidad con las variaciones de

temperatura).

25

Identificacin De Los Valores De Los Condensadores

Hemos visto que algunos tipos de condensadores llevan sus datos impresos

codificados con unas bandas de color. Esta forma de codificacin es muy

similar a la empleada en las resistencias, en este caso, sabiendo que el valor

queda expresado en pico faradios (pF). Las bandas de color son como se

observa en esta figura 6. :

Figura 6. Identificacin De Los Valores De Los Condensadores

En el condensador de la izquierda vemos los siguientes datos:

Verde-azul-naranja = 56000 pF = 56 nF (recordemos que el "56000" est

expresado en pF). El color negro indica una tolerancia del 20%, tal como

veremos en la tabla de abajo y el color rojo indica una tensin mxima de

trabajo de 250v.

En el de la derecha tenemos:

Amarillo-violeta-rojo = 4700 pF = 4.7 nF. En los de este tipo no suele

aparecer informacin acerca de la tensin ni la tolerancia.

26

En la tabla 2 se representa la codificacin de colores de los condensadores

Tabla 2. Codificacin de colores condensadores

Codificacin Mediante Letras

Este es otro sistema de inscripcin del valor de los condensadores sobre su

cuerpo. En lugar de pintar bandas de color se recurre tambin a la escritura

de diferentes cdigos mediante letras impresas , como se visualiza en la

figura 7.

A veces aparece impresa en los condensadores la letra "K" a continuacin

de las letras; en este caso no se traduce por "kilo", o sea, 1000 sino que

significa Cermico, si se halla en un condensador de tubo o disco. Si el

componente es un condensador de dielctrico plstico (en forma de

paraleleppedo), "K" significa tolerancia del 10% sobre el valor de la

capacidad, en tanto que "M" corresponde a tolerancia del 20% y "J",

tolerancia del 5%.

27

Figura 7. Codificacin mediante letras condensadores

Detrs de estas letras figura la tensin de trabajo y delante de las mismas el

valor de la capacidad indicado con cifras. Para expresar este valor se puede

recurrir a la colocacin de un punto entre las cifras (con valor cero),

refirindose en este caso a la unidad microfaradio (F) o bien al empleo del

prefijo "n" nanofaradio = 1000 pF).

Ejemplo: un condensador marcado con 0,047 J 630 ( figura 8) tiene un valor

de 47000 pF = 47 nF, tolerancia del 5% sobre dicho valor y tensin mxima

de trabajo de 630v. Tambin se podra haber marcado de las siguientes

maneras: 4,7n J 630, o 4n7 J 630.

Figura 8. Ejemplo Condensador

Cdigo 101 De Los Condensadores.

Por ltimo, vamos a mencionar el cdigo 101 utilizado en los condensadores

Cermicos como alternativa al cdigo de colores. De acuerdo con este

sistema se imprimen 3 cifras, dos de ellas son las significativas y la ltima de

ellas indica el nmero de ceros que se deben aadir a las precedentes

28

Figura 9. Condensador cermico

El resultado debe expresarse siempre en picofaradios pF.

As, 561 significa 560 pF, 564 significa 560000 pF = 560 nF, y en el ejemplo

de la figura de la derecha, 403 significa 40000 pF = 40 nF.

2.2.3. Regulador De Tensin

La familia 78xx y 79xx son una gama de integrados dedicados a la

regulacin de voltaje, hay muchas variables: regulables, fijos, de tensin

positiva o negativa.

El ms comn, y el que mayormente usaremos en el mundo de los PICs, es

el famoso 7805, que es un regulador de tensin positiva de 5 Volts a 1A, la

tensin justa y mucho ms corriente de la que necesitan nuestros PICs para

funcionar. Se sabe que el buen funcionamiento del firmware que grabemos

en el PIC est sujeto, no slo a la buena programacin que hayamos hecho

a la hora de disearlo, sino que tambin a una alimentacin fija, constante y

regulada a la hora de ejecutarlo. Entonces, la manera ms segura,

econmica y sencilla de obtener ese voltaje, es la utilizacin de un integrado

regulador de voltaje, y el 7805 es uno de los ms indicados ya que

mantendr fija la tensin en 5V, siempre y cuando en su entrada reciba al

menos 6V. Por lo tanto a la entrada podremos despreocuparnos de la

alimentacin superando por mucho el voltaje de trabajo del PIC.

Para trabajar con bateras slo basta con conectar la entrada del IC (PIN 1)

al terminal positivo de la misma y el comn (PIN 2) al negativo, a la salida

29

tenemos 5V que es la tensin de trabajo del micro controlador, podremos

aadir un capacitor entre GND y la salida, como se aprecia en la Figura 10,

para eliminar cualquier fluctuacin de voltaje que pueda ocurrir, pero esto es

siempre recomendable hacerlo con el micro controlador independientemente

del origen que tenga la alimentacin.

Figura 10. Circuito regulador 5V.

Si al IC lo utilizamos para regular la tensin proveniente de una fuente de

alimentacin, el filtrado debe hacerse ms concienzudamente. A parte del

capacitor luego de la regulacin, necesitar dos adicionales antes, en el

diagrama de la Figura 11 se ve el circuito para conectarlo a una fuente de

alimentacin regulada o estabilizada de ms de 5 V.

Figura 11. Circuito regulador 5V con filtrado.

Para hacer una fuente completa que se conecte a 220V se necesita agregar

un transformador de corriente alterna y rectificar la tensin saliente para

convertirla en continua y poder acoplarla al circuito antes visto, todo esto se

aprecia en la Figura 12.

30

Figura 12. Circuito regulador 5V. con conexin a 220V

Obsrvese que lo nico que se aadi fue el transformador para obtener

12V de corriente alterna y 4 diodos que la convierten en corriente continua.

Para terminar basta con aclarar que los capacitores C1 y C2 deben ser no

polarizados de .1uF y el C3 polarizado de 1000uF y al menos 16V para

soportar los 12V que entrega el transformador, no est de ms aclarar que la

tensin sube un poco al rectificarla y no es conveniente que los capacitores

operen al lmite. Los diodos pueden ser 1N4001 al 1N4007.

Los diagramas de conexin son vlidos para cualquier integrado de la familia

78xx, por ser de tensin positiva.

2.2.4. Micro Controlador DS Pic 4013

Un DSPIC es un procesador de seales digitales muy rpido y poderoso,

capaz de procesar audio y algunos hasta video en tiempo real. Por sus

capacidades son perfectos para aplicaciones en las que no vamos a tolerar

retrasos. Existe una gran variedad de ellos para pequeos y grandes

requerimientos.

31

Diagrama De Pines Pinout 30F4013

Figura 13. Datasheet dsPIC30F4013

Pines De Programacin 30F4013

Figura 14. Pines de programacin 30F4013

32

2.2.4.1. Datasheet dsPIC30F4013

Un datasheet es un documento que resume el funcionamiento y otras

caractersticas de un componente (por ejemplo, un componente electrnico)

o subsistema (por ejemplo, una fuente de alimentacin) con el suficiente

detalle para ser utilizado por un ingeniero de diseo y disear el componente

en un sistema.

Comienza tpicamente con una pgina introductoria que describe el resto

del documento, seguido por los listados de componentes especficos, con la

informacin adicional sobre la conectividad de los dispositivos. En caso de

que haya cdigo fuente relevante a incluir se une cerca del extremo del

documento o se separa generalmente en otro archivo.

Informacin Tpica:

Datos del fabricante

Nmero y denominacin

Lista de formatos con imgenes y cdigos

Propiedades

Breve descripcin funcional

Esquema de conexiones. Habitualmente es un anexo con

indicaciones detalladas.

Tensin de alimentacin, consumo.

Condiciones de operacin recomendadas

Tabla de especificaciones, tanto en corriente continua como alterna

Esquema de la onda de entrada-salida

Medidas

Circuito de prueba

Informacin sobre normas de seguridad y uso.

33

Tabla 3. Datasheet dsPIC30F4013

34

2.2.4.2. Master Clear

Este pin es utilizado para resetear al microcontrolador, esto quiere decir que

sin importar lo que se encuentre haciendo, al momento de aterrizar este

puerto (puede hacer con un botn conectado a tierra) el micro vuelve a la

primer tarea para la cual est programado. Este pin tambin es utilizado por

el programador cuando se carga o lee el programa del micro.

Figura 15. Pin de RESET

35

2.2.5. Oscilador

2.2.5.1. Oscilador electrnico

Un oscilador electrnico es un circuito electrnico que produce una seal

electrnica repetitiva, a menudo una onda senoidal o una onda cuadrada.

Un oscilador de baja frecuencia (o LFO) es un oscilador electrnico que

engendra una forma de onda de C.A. entre 0,1 Hz y 10 Hz. Este trmino se

utiliza tpicamente en el campo de sintetizadores de audiofrecuencia, para

distinguirlo de un oscilador de audiofrecuencia.

Figura 16. Oscilador.

2.2.5.2. Funcionamiento Del Circuito

El condensador, en un tiempo igual a cero, ofrece una impedancia cercana a

cero ohmios, por lo que permite que fluya una gran corriente a travs de l,

la cual va disminuyendo hasta que sus placas sean llenadas de

tantas cargas positivas y negativas como lo permita el tamao de las mismas

y la permisividad elctrica del aislante que hay entre ellas.

En este instante el condensador acta como un aislante, ya que no puede

permitir ms el paso de la corriente, y se crea un campo elctrico entre las

36

dos placas, que es el que crea la fuerza necesaria para mantener

almacenadas las cargas elctricas positivas y negativas, en sus respectivas

placas.

2.2.6. Diodo

El diodo ideal es un componente discreto que permite la circulacin de

corriente entre sus terminales en un determinado sentido, mientras que la

bloquea en el sentido contrario.

Se muestran el smbolo y la curva caracterstica tensin-intensidad del

funcionamiento del diodo ideal. El sentido permitido para la corriente es de A

a k (Figura 16).

Figura 17. Smbolo y curva caracterstica tensin-corriente del diodo

El funcionamiento del diodo ideal es el de un componente que presenta

resistencia nula al paso de la corriente en un determinado sentido, y

resistencia infinita en el sentido opuesto. La punta de la flecha del smbolo

circuital, representada en la figura 16, indica el sentido permitido de la

corriente.

37

Presenta resistencia nula.

Presenta resistencia infinita.

Mediante el siguiente ejemplo (Figura 17) se pretende mostrar el

funcionamiento ideal de un diodo en circuito sencillo.

Como podemos ver el diodo segn su funcionamiento solo permite el paso

de la corriente en un solo sentido, por esa razn solo uno de los focos se

encuentra encendido

Figura 18. Ejemplo prctico del funcionamiento del Diodo

38

En la figura 18 el circuito de la izquierda, el diodo permite dicha circulacin,

ya que la corriente entra por el nodo, y ste se comporta como un

interruptor cerrado. Debido a esto, se produce una cada de tensin de 10V

en la resistencia, y se obtiene una corriente de 5mA.

En el circuito de la derecha, el diodo impide el paso de corriente,

comportndose como un interruptor abierto, y la cada de tensin en la

resistencia es nula: los 10V se aplican al diodo.

Figura 19. Ejemplo del funcionamiento del diodo.

2.2.6.1. Diodo Rectificador

El diodo es un componente electrnico, del tipo semiconductor, es decir solo

permite que la corriente circule en un solo sentido. Los diodos utilizados en

el automvil pueden ser de dos tipos: de "nodo comn" que son los que

tienen conectado el nodo a la parte metlica que los sujeta (la herradura

que hemos visto antes) y que est conectada a masa y de "ctodo comn"

que son los diodos que tienen el ctodo unido a la parte metlica que los

sujeta (masa).

39

Figura 20. Diodo rectificador

El diodo rectificador hace que se supriman las semiondas negativas y solo

se dejan pasar las semiondas positivas de forma que se genere una

corriente continua pulsatoria. A fin de aprovechar para la rectificacin todas

las semiondas, incluso las negativas suprimidas, se aplica una rectificacin

doble o de onda completa. Para aprovechar tanto las semiondas positivas

como las negativas de cada fase (rectificacin de onda completa), se

dispone de dos diodos para cada fase, uno en el lado positivo y otro en el

negativo, siendo necesarios en total seis diodos de potencia en un alternador

trifsico.

Las semiondas positivas pasan por los diodos del lado positivo y las

semiondas negativas por los diodos del lado negativo, quedando as

rectificadas. La rectificacin completa con el puente de diodos origina la

suma de las envolventes positivas y negativas de estas semiondas, por lo

que se obtiene del alternador una tensin levemente ondulada.

40

2.2.7. Diodo Zener

Hemos visto que un diodo semiconductor normal puede estar polarizado

tanto en directa como inversamente.

En directa se comporta como una pequea resistencia.

En inversa se comporta como una gran resistencia.

Veremos ahora un diodo de especiales caractersticas que recibe el nombre

de diodo zener.

El diodo zener trabaja exclusivamente en la zona de caracterstica inversa y,

en particular, en la zona del punto de ruptura de su caracterstica inversa

Esta tensin de ruptura depende de las caractersticas de construccin del

diodo, se fabrican desde 2 a 200 voltios. Polarizado en directa acta como

un diodo normal y por tanto no se utiliza en dicho estado.

2.2.7.1. Efecto Zener

El efecto zener se basa en la aplicacin de tensiones inversas que originan,

debido a la caracterstica constitucin de los mismos, fuertes campos

elctricos que causan la rotura de los enlaces entre los tomos dejando as

electrones libres capaces de establecer la conduccin. Su caracterstica es

tal que una vez alcanzado el valor de su tensin inversa nominal y

superando la corriente a su travs un determinado valor mnimo, la tensin

en bornas del diodo se mantiene constante e independiente de la corriente

que circula por l.

41

2.2.7.2. Funcionamiento

El smbolo del diodo zener es como se representa en la figura 21:

Figura 21. Smbolo de diodo zener

y su polarizacin es siempre en inversa, es decir

Figura 22. Curva caracterstica de un diodo zener

42

Tres son las caractersticas que diferencian a los diversos diodos Zener

entre s:

a. Tensiones de polarizacin inversa, conocida como tensin zener:

Es la tensin que el zener va a mantener constante.

b. Corriente mnima de funcionamiento: Si la corriente a travs del

zener es menor, no hay seguridad en que el Zener mantenga

constante la tensin en sus bornes.

c. Potencia mxima de disipacin: Puesto que la tensin es constante,

nos indica el mximo valor de la corriente que puede soportar el

Zener.

Por lo tanto el Zener es un diodo que al polarizarlo inversamente mantiene

constante la tensin en sus bornas a un valor llamado tensin de Zener,

pudiendo variar la corriente que lo atraviesa entre el margen de valores

comprendidos entre el valor mnimo de funcionamiento y el correspondiente

a la potencia de zener mxima que puede disipar. Si superamos el valor de

esta corriente el zener se destruye.

2.2.8. Transistores

El transistor es un dispositivo electrnico semiconductor que cumple

funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El trmino

"transistor" es la contraccin en ingls de transfer resistor ("resistencia de

transferencia"). Actualmente se encuentran ,prcticamente, en todos los

aparatos domsticos de uso diario: radios, televisores, grabadoras,

reproductores de audio y video, hornos de microondas, lavadoras,

automviles, equipos de refrigeracin, alarmas, relojes de cuarzo,

ordenadores, calculadoras, impresoras, lmparas fluorescentes, equipos de

rayos X, tomgrafos, ecgrafos, reproductores mp3, telfonos celulares, etc.

43

El transistor se puede considerar como la unin de dos diodos, por lo que

debe de tener dos uniones PN NP.

Un transistor tiene por tanto tres zonas de dopado, en un transistor PNP, por

ejemplo, existen tres zonas de dopado, diferenciadas entre s y con

diferentes cualidades. En un transistor PNP, la base es la zona N y las otras

dos zonas P se denominan colector y emisor y viceversa. El emisor y la base

de un transistor son como si fueran un diodo (una unin PN) y la base y el

colector forman la otra unin PN. A efectos prcticos, un transistor no

funciona como la unin de dos diodos.

Figura 23. Transistor

2.2.8.1. Funcionamiento Del Transistor

En el transistor, el emisor es el encargado de inyectar electrones en la

base, la cual se encarga de gobernar dichos electrones y mandarlos

finalmente al colector.

La fabricacin del transistor se realiza de forma que la base es la zona ms

pequea, despus el emisor, siendo el colector el ms grande en tamao.

44

2.2.8.2. Polarizacin Del Transistor

Un transistor cuenta con dos uniones PN, por lo que necesita ser polarizado

correctamente. La unin emisor debe estar polarizada directamente y la

unin colector debe de estar polarizada inversamente.

Por ejemplo, en un transistor NPN, dispondremos de dos bateras, una

tendr conectado a su polo positivo el colector N del transistor y la otra

tendr conectado a su polo negativo el emisor N del transistor, quedando as

polarizado el transistor, circulando una corriente del emisor a la base y de

esta al colector, tambin circula una pequea Intensidad de base, la cual es

muy pequea comparada con la intensidad de colector, que se puede tomar

en la prctica casi idntica a la intensidad de emisor, aunque la intensidad

de emisor sea igual a la intensidad de colector ms la intensidad de base.

2.2.8.3. Tipos de transistor y simbologa

Figura 24. Tipos de transistor y simbologa

Existen varios tipos de transistores que dependen de su proceso de

construccin y de las aplicaciones a las que se destinan. Aqu abajo

mostramos la tabla 4 con los tipos de uso ms frecuente y su simbologa:

45

Tabla 4. Configuracin de diferentes tipos de transistor

2.2.8.4. Transistor Tipo Darlington

Cuando el circuito necesita ms corriente que la que puede suministrar un

simple transistor, como cuando se quiere controlar un motor o un rel,

necesita emplear un dispositivo que sea capaz de suministrar esta corriente.

Este dispositivo puede ser un circuito Darlington, tambin llamado par

Darlington o transistor Darlington, en honor a Sidney Darlington de los

Laboratorios Bell.

El transistor Darlington es un tipo especial de transistor que tiene una alta

ganancia de corriente.

46

Figura 25. Transistor Tipo Darlington

Est compuesto internamente por dos transistores bipolares que se

conectan es cascada. Ver la figura 25 El transistor T1 entrega la corriente

que sale por su emisor a la base del transistor T

La ecuacin de ganancia de un transistor tpico es: IE= x IB (Corriente de

colector es igual a beta por la corriente de base).

Entonces analizando el grfico:

Ecuacin del primer transistor es: IE1 = 1 x IB1 (1),

Ecuacin del segundo transistor es: IE2 = 2 x IB2 (2)

Observando el grfico, la corriente de emisor del transistor (T1) es la misma

que la corriente de base del transistor T2. Entonces IE1 = IB2 (3)

Entonces utilizando la ecuacin (2) y la ecuacin (3) se obtiene: IE2 = 2 x

IB2 = 2 x IE1

Reemplazando en la ecuacin anterior el valor de IE1 (ver ecuacin (1) ) se

obtiene la ecuacin final de ganancia del transistor Darlington.

IE2 = 2 x 1 x IB1

47

Como se puede deducir, este amplificador tiene una ganancia mucho mayor

que la de un transistor corriente, pues aprovecha la ganancia de los

dos transistores. (las ganancias se multiplican).

Si se tuvieran dos transistores con ganancia 100 ( = 100) conectados como

un transistor Darlington y se utilizara la frmula anterior, la ganancia sera,

en teora: 2 x 1 = 100 x 100 = 10000. Como se ve es una ganancia muy

grande. En la realidad la ganancia es menor.

Se utilizan ampliamente en circuitos en donde es necesario controlar cargas

grandes con corrientes muy pequeas.

Muy importante: La cada de tensin entre la base y el emisor

del transistor Darlington es 1.4 voltios que resulta de la suma de las cadas

de tensin de base a emisor del primer transistor B1 a E1 (0.7 voltios) y base

a emisor del segundo transistor B2 y E2 (0.7 voltios).

Figura 26. Transistor TIP 120

48

2.3. DESCRIPCIN DE SENSORES

Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes fsicas o

qumicas, llamadas variables de instrumentacin, y transformarlas en

variables elctricas. Las variables de instrumentacin pueden ser por

ejemplo: temperatura, intensidad lumnica, distancia, aceleracin, inclinacin,

desplazamiento, presin, fuerza, torsin, humedad, etc.

Un sensor se diferencia de un transductor en que el sensor est siempre en

contacto con la variable de instrumentacin con lo que puede decirse

tambin que es un dispositivo que aprovecha una de sus propiedades con el

fin de adaptar la seal que mide para que la pueda interpretar otro

dispositivo. Como por ejemplo el termmetro de mercurio que aprovecha la

propiedad que posee el mercurio de dilatarse o contraerse por la accin de

la temperatura. Un sensor tambin puede decirse que es un dispositivo que

convierte una forma de energa en otra. reas de aplicacin de los sensores:

Industria automotriz, Industria aeroespacial, Medicina, Industria de

manufactura, Robtica, etc.

Los sensores pueden estar conectados a un computador para obtener

ventajas como son el acceso a una base de datos, la toma de valores desde

el sensor, etc.

49

Figura 27. Sensores y actuadores

50

2.3.1. Sensor TPS Posicin de Mariposa de Aceleracin

Esta seal le dice al PCM acerca de la posicin de la mariposa del

acelerador que imprime el conductor de un vehculo, logrando con ello

incrementar la potencia del motor cuando se lo requiere.

Figura 28. Cuerpo de mariposa de aceleracin

El potencimetro localizado en el eje de la Mariposa no es ms que una

resistencia que vara con el movimiento angular del eje. Se alimenta con una

tensin definida de 5 voltios y masa en dos de sus tres pines, y por el tercer

pin sale una seal variable de voltaje, seal que se dirige al PCM.

El PCM puede saber con exactitud la posicin del acelerador en todas las

etapas. Con esta informacin, es posible calcular no solamente la cantidad

de combustible que debe inyectarse, sino que en los ltimos sistemas

combinados de Inyeccin y encendido, se puede calcular mejor el torque que

se puede obtener del motor, adelantando o retardando el punto de

encendido, de acuerdo a las necesidades.

Si no ejercemos ninguna accin sobre la mariposa entonces la seal estara

en 0 volts, con una accin total sobre sta la seal ser del mximo de la

tensin, por ejemplo 4.6 volts, con una aceleracin media la tensin sera

proporcional con respecto a la mxima, es decir 2.3 volts.

51

Generalmente tiene 3 terminales de conexin, o 4 cables si incluyen un

switch destinado a la marcha lenta

Si tienen 3 cables el cursor recorre la pista pudindose conocer segn la

tensin dicha la posicin del cursor.

Figura 29. Esquema del funcionamiento del TPS

Algunos sensores TPS son de cuatro cables, pues incorporan un interruptor

adicional conocido como contacto de ralenti. Este interruptor se cierra

cuando el papalote del cuerpo de aceleracin est cerrado. En ese

momento, la PCM mide 0 Volts en esa terminal. Cuando el papalote se abre,

el interruptor se abre y la PCM mide voltaje B+ en dicha terminal.

Figura 30. Esquema del funcionamiento del TPD de 4 cables

52

Figura 31. TPS de 4 cables con interruptor de 4 cables

2.3.2. Sensor MAF Sensor De Flujo De Aire

El sensor MAF est ubicado entre el filtro de aire y la mariposa, la funcin

de este sensor radica en medir la corriente de aire aspirada que ingresa al

motor. Su funcionamiento se basa en una resistencia conocida como hilo

caliente, el cual recibe un voltaje constante siendo calentada por ste

llegando a una temperatura de aproximadamente 200C con el motor en

funcionamiento.

Esta resistencia se sita en la corriente de aire o en un canal de muestreo

del flujo de aire.

53

Figura 32. Sensor MAF sensor de flujo de aire

La resistencia del hilo vara al producirse un enfriamiento provocado por la

circulacin del aire aspirado. Actualmente se usan dos tipos de sensores

MAF, los anlogos que producen un voltaje variable y los digitales que

entregan la salida en forma de frecuencia.

Mediante la informacin que este sensor enva la unidad de control, y

tomndose en cuenta otros factores como son de temperatura y humedad

del aire, puede determinar la cantidad de combustible necesaria para las

diferentes regmenes de funcionamiento del motor. As si el aire aspirado es

de un volumen reducido la unidad de control reducir el volumen de

combustible inyectado.

54

Figura 33. Sensor MAF de 4 cables con IAT

2.3.3. Sensor MAP Sensor De Presin

El sensor MAP, es utilizado para medir la presin del mltiple de Admisin y

conocer la carga del motor.

Figura 34. Sensor MAP

55

El mltiple de admisin genera una condicin de vaco, cuando la mariposa

de aceleracin est cerrada o cuando est abierta en condiciones de RPM

constantes; en momentos de aceleracin esta condicin de vacio se pierde y

la presin pasa a ser cercana a la atmosfrica.

Entonces el PCM compara la seal que emite el sensor y la compara con

valores propios que fueron almacenados en la memoria del mismo, es as

como puede, con la ayuda del TPS y el CKP, calcular la carga exacta del

motor.

El sensor MAP internamente est compuesto por un circuito integrado.

El caso ms comn utilizado es el MAP por variacin de tensin.

2.3.4. Sensor O2 Sensor De Oxigeno

Est basado en el principio de funcionamiento de una clula galvnica de

concentracin de oxigeno con un electrolito slido, indicada en la figura 35.

Figura 35. Sensor de oxigeno

El electrolito slido est formado por un compuesto cermico de Dixido de

Zirconio estabilizado con oxido de Itrio, dicha estructura es impenetrable por

56

los gases, la capa cermica est cerrada por un extremo, por el otro extremo

est en contacto con la atmsfera (aire exterior) como referencia, ambos

extremos del cuerpo cermico estn provistos en su parte interna de

electrodos que poseen una fina capa de platino permeable a los gases, un

tubo cerrado por un extremo y ranurado por los laterales que protege al

cuerpo cermico de golpes y cambios bruscos de temperatura.

El cuerpo cermico es permeable a los Iones de O2 a partir de

aproximadamente 350 C, con temperaturas de trabajo de 600 C , sta es

la razn por la cual las sondas lambda estn siendo provistas de sistemas

calentadores (resistencias elctricas) para que la sonda entre en

funcionamiento (enve seal a la E.C.U) cuando el motor aun, no ha

alcanzado su temperatura normal de funcionamiento.

El contenido de O2 en los gases de escape en relacin con el aire de

referencia produce una tensin elctrica entre ambas superficies.

Esta tensin puede ser, con una mezcla rica (lambda 1), la tensin estara en

valores de 100 mV (0.01 Voltios).

El margen de transicin entre mezcla rica y pobre, est entre 450 y 500 mV

(0.45 a 0.50 Voltios).

El Diagnostico de vehculos con analizadores de gases, un registro de altas

concentraciones de O2 en los gases de escape denotan carencia de

combustible, concentraciones muy bajas de O2 acusan mezcla rica, exceso

de combustible, falt oxigeno para encender toda la mezcla, la cantidad

sobrante de O2 en los gases de escape con una mezcla estequiometria

representa un margen muy pequeo que debe ser medido por el sensor de

O2 e interpretado por la ECU

El la figura 36, se representa la reaccin qumica de sensor de oxigeno

57

Figura 36. Reaccin qumica sensor de oxigeno

Estos sensores pueden ser divididos genricamente en tres grandes grupos,

esta divisin responde a la cantidad de conductores de conexin que lleva el

componente y no a la tecnologa utilizada en su construccin:

Sondas de 1 conductor.

Sondas de 3 conductores.

Sondas de 4 conductores.

En estos distintos tipos de sonda, siempre el conductor de color negro es el

que lleva la informacin brindada por la sonda, a la computadora.

En la mayora de las sondas de 3 y 4 conductores, que son las que tienen

incorporada resistencia calefactora, los conductores de color blanco son los

que alimentan con + 12 Volts y masa a dicha resistencia.

El cuarto conductor que incorporan las sondas de 4 conductores, color gris

claro, es masa del sensor de oxgeno. Esta masa es tomada en la masa de

sensores en un Pin determinado de la computadora.

58

2.3.5. Sensor ECT Sensor De Temperatura Del Liquido

Refrigerante

El Sensor de Temperatura del Refrigerante enva informacin para la

preparacin de la mezcla aire / combustible, registrando las temperaturas del

motor, la computadora adapta el ngulo de inyeccin y el tiempo de

encendido para las diferentes condiciones de trabajo, dependiendo de la

informacin del sensor. El Sensor de Temperatura del refrigerante es un

sensor con un coeficiente negativo, lo que significa que su resistencia interna

aumenta cuando la temperatura disminuye.

Mide la temperatura del refrigerante del motor a travs de una resistencia

que provoca la cada de voltaje a la computadora para que ajuste la mezcla

aire /combustible y la duracin de pulsos de los inyectores. Este sensor

enviar informacin a la computadora que servir tambin para la activacin

del ventilador.

Figura 37. Sensor de temperatura del lquido refrigerante

En la tabla 5 se encuentran las variaciones de la temperatura del refrigerante

con la resistencia presentada y en la figura 38 se presenta la variacin

matemtica que existe entre la resistencia en funcin de la temperatura del

sensor.

59

TEMPERATURA DEL

REFRIGERANTE (F)

RESISTENCIA

(Ohms)

14 7000-12,000

50 3000-5000

68 2000-3000

122 700-1000

176 200-400

Elaborado por Guido Merino

Tabla 5. Valores de Temperatura / Resistencia

Figura 38. Variacin de la resistencia / temperatura

En tabla 6 se presentan la descripcin de circuito- componente, terminal del

mdulo de control del motor, seal, estado y valor tpico

60

Tabla 6. Funcionamiento del sensor de temperatura

2.3.6. Sensor IAT, Sensor De Temperatura Del Aire De Admisin

Figura 39. Circuito del sensor IAT

El IAT detecta la temperatura del aire entrante. En los vehculos equipados

con un sensor MAP, el IAT se encuentra en un paso de aire de admisin. En

los vehculos con sensor MAF, el IAT es parte del sensor MAF.

El IAT se utiliza para la deteccin de la temperatura ambiente en un

arranque en fro y la temperatura del aire de admisin mientras el motor

calienta el aire entrante.

61

Una estrategia usada por la ECM para determinar el arranque del motor en

fro es comparando las seales de la ETC y IAT. Si ambos estn dentro de

8C (15 F) uno del otro, el ECM asume que es un arranque en fro.

Esta estrategia es importante porque algunos monitores de diagnstico, tales

como el monitor EVAP, se basan en un arranque en fro.

A pesar de los diferentes sensores de temperatura miden cosas distintas,

todas operan de la misma manera. De la seal de voltaje del sensor de

temperatura, la PCM sabe la temperatura. A medida que la temperatura del

sensor se calienta, la seal de tensin disminuye. La disminucin de la

tensin es causada por la disminucin de la resistencia. El cambio en la

resistencia hace que la seal de tensin caiga.

Figura 40. Sensor de temperatura

El sensor de temperatura (Figura 40) se conecta en serie a una resistencia

de valor fijo. El ECM suministra 5 voltios para el circuito y mide la variacin

de voltaje entre la resistencia de valor fijo y el sensor de temperatura.

Cuando el sensor est fro, la resistencia del sensor es alta, y la seal de

tensin es alta. A medida que el sensor se calienta, la resistencia disminuye

y disminuye la tensin de la seal. De la seal de tensin, el ECM puede

determinar la temperatura del refrigerante, el aire de admisin, o de los

gases de escape.

62

2.3.6.1. Circuito NTC y PTC

Los circuitos de este tipo son utilizados bsicamente en sensores de

temperatura, su principal funcin es medir un cambio en la resistencia de un

componente llamado TERMISTOR, y mediante un circuito elctrico poder

conocer un cambio en la temperatura.

El termistor es una resistencia que vara de acuerdo a la temperatura a la

cual es expuesta, para esto existen dos tipos de termistor.

NTC (Coeficiente Negativo De Temperatura), este tipo de termistores

disminuyen la resistencia interna a medida que aumenta la temperatura a la

cual es expuesto, es decir para cada temperatura tienen un valor de

resistencia. Si se calienta tendrn menor resistencia que si se enfran.

PTC (Coeficiente Positivo De Temperatura), este tipo de termistores

presentan un cambio ascendente de resistencia a medida que se eleva la

temperatura.

Los termistores NTC son los ms utilizados en la parte automotriz, en

modelos FORD, son aplicados en Sensores ECT, CHT, IAT, y componentes

del sistema de acondicionamiento de aire y climatizador electrnico.

Bsicamente las mediciones sobre estos componentes permiten medir un

cambio de resistencia para cada nivel de temperatura.

De esta forma el fabricante suministra una tabla en la cual determina que la

resistencia del componente debe tener un valor especifico para cada

temperatura y esta tabla se puede verificar realizando mediciones.

En la siguiente grafica se muestra la forma sobre la cual se mide el ms

comn de los termistores, el sensor de Temperatura.

63

Figura 41. Medicin de resistencia

Figura 42. Medicin de voltaje

2.3.7. Sensor CKP Sensores de Posicin del Cigeal

Proporcionar a la ECU la posicin del cigeal y las r.p.m. Es del tipo

captador magntico. Es un sensor de tipo inductivo en otros casos un sensor

de efecto hall. Se instala cercano a la rueda volante de inercia, los dientes

de la cinta del volante de inercia pasan muy cerca del sensor inductivo y por

cada diente se genera un pulso de corriente alterna; es decir si la cinta

dentada tuviera 300 dientes, por ejemplo en cada vuelta completa del eje

cigeal se induciran 300 pulsos en el sensor.

64

Figura 43. Sensor CKP

Figura 44. Grafica del osciloscopio del funcionamiento del CKP

La seal del CKP es

51104_1

Documents

Transcript of 51104_1