ENCENDIDOS ELECTRENCENDIDOS … · Encendido Electrónico Integral, EEI: EZ y VZ • Sistema libre...

IES Mateo Alemán, Alcalá de Henares, SAM, curso 2010/11 Miguel Antonio Centeno Sánchez

ENCENDIDOS ELECTRÓNICOS INTEGRALES

ENCENDIDOS ELECTRENCENDIDOS ELECTRÓÓNICOS NICOS INTEGRALESINTEGRALES

Sistemas Auxiliares del Motor

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Encendido ElectrEncendido Electróónico nico Integral, EEI:Integral, EEI:

EZ y VZEZ y VZ

• Sistema libre de mantenimiento y de desgaste.

• Regulación electrónica del ángulo de encendido para todos los estados de funcionamiento del motor.

con distribución dinámica de la chispa, una sola bobina para todos los cilindros

con distribución dinámica de la chispa, una sola bobina para todos los cilindros

con distribución estática de la chispa, DIS, dos modelos; una bobina para cada pareja de cilindros (chispa compartida) o una sola bobina para cada cilindro.

con distribución estática de la chispa, DIS, dos modelos; una bobina para cada pareja de cilindros (chispa compartida) o una sola bobina para cada cilindro.

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Encendido electrónico integral, unidad de mando

• Unidad de Mando del encendido

1. vista exterior2. conector eléctrico3. válvula compensadora

presión atmosférica4. empalme depresión de

motor5. sensor de presión con

manguito de conexión6. etapa de potencia del

encendido7. tiristor8. microcomputador• Funciones:1. cálculo ángulo de

encendido2. adaptación áng. enc.3. cálculo áng. cierre4. limitación régimen

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Mapa tridimensional del avance del encendido

• magnitudes básicas del ángulo de encendido:

1. carga motor2. régimen motor• magnitudes

correctoras:1. temperatura del motor2. temperatura del aire de

admisión3. combustión detonante4. posición angular de la

válvula de mariposa

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Diagrama de bloques encendido EZ

• señales de entrada:– régimen de giro– carga del motor– temperatura motor– tensión batería

• señales de salida:– mando primario

sensores unidad de mando

actuador

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Esquema de conexiones del EZ

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Funcionamiento EZ, velocidad de rotación

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Funcionamiento EZ, señal de carga

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Funcionamiento EZ, temperatura del motor

• adaptación del avance del encendido a la temperatura del motor

• contacto térmico• tensión positiva como

señal de la fase de calentamiento

• tensión de masa como señal de motor caliente

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Funcionamiento EZ, adaptación ángulo encendido

¿Por qué depende el ángulo de avance del régimen de arranque?

Cuando el régimen de arranque es bajo, el ángulo de encendido óptimo está próximo al P.M.S. A medida que aumenta el régimen, es necesario aumentar el ángulo de encendido para conseguir una rápida elevación del régimen.

Régimen del motor

Gradosdel

Cigüeñal

¿Por qué depende el ángulo de avance de la temperatura del motor?

Con el motor frío, las perdidas por condensación del combustible aumentan, con lo que la mezcla se empobrece, por lo tanto el ángulo de encendido debe aumentar al ser la mezcla poco inflamable.

Temperatura del motor

Gradosdel

Cigüeñal

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Funcionamiento EZ, gestión del avance

1. duración del impulso2. flanco positivo3. flanco negativo4. tiempo de retardo,

momento del encendido calculado por microprocesador

5. tiempo de cierrecalculado por el microprocesador

7. momento del encendido

• máximo avance: flanco negativo

• mínimo avance: flanco positivo, en fase de arranque

• estado de arranque y estado de servicio

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ENCENDIDOELECTRÓNICO

INTEGRAL

RENIXDE Renault

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Componentes encendido electrónico Renix

1. calculador electrónico de mando, Renix

2. capsula manométrica o pulmón de vacío con toma en colector de admisión

3. sensor de posición y régimen motor

4. volante motor con corona fónica o generadora de impulsos

5. bobina seca con núcleo magnético cerrado

6. distribución mecánica del encendido

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Diagrama de bloques encendido Renix

• señales de entrada:– régimen y

posición motor– carga del motor– tensión batería

• señales de salida:– mando primario

bobina

DEPRESIÓNDEL

MOTOR(sensor de

presión)

DEPRESIÓNDEL

MOTOR(sensor de

presión)

CALCULADOR(UNIDAD DE MANDO DELENCENDIDO)

CALCULADOR(UNIDAD DE MANDO DELENCENDIDO)

VELOCIDAD DE ROTACIÓN

MOTOR(sensor de posición

y régimen motor)

VELOCIDAD DE ROTACIÓN

MOTOR(sensor de posición

y régimen motor)

LEY DE AVANCE(bobina de encendido)

LEY DE AVANCE(bobina de encendido)

BATERÍA(tensión de

servicio)

BATERÍA(tensión de

servicio)

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Esquema Renix (1)

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Esquema Renix (2)

• Calculador del encendido electrónico integral está unido a la bobina de encendido, a la capsula manométrica y a los conectores eléctricos

• distribuidor solo con el circuito de alta tensión

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Calculadores Renix

• diferentes disposiciones del calculador electrónico

• identificación de las familias de curvas

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Conjunto Unidad de Mando del Encendido y bobina

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Volante motor con rueda fónica

• corona de 44 dientes• se suprimen 4 dientes• marcas de doble diente

y doble hueco cada 180º, es decir dos marcas de referencia por vuelta de motor

• PMS coincide con el flanco positivo del diente nº 11 para los cilindros 1 y 4, y 180ºde giro el PMS para los cilindros 2 y 3

h

d

DH

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Señal generada por el sensor inductivo

• sensor inductivo• identifica:

– el PMS y el PMI– velocidad de

rotación• compuesto de:

– imán permanente– núcleo de hierro– bobina magnética– conector

• entrehierro NO regulable, 1 mm ± 0,5

• resistencia del captador, 200 Ω ± 50 Ω

• tensión de salida al accionar el arranque, entre 150 mV a 900 mV en alterna

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Captador de régimen y posición

• sensor inductivo• identifica:

– el PMS y el PMI– velocidad de

rotación• 11 dientes PMS• doble falso hueco y

diente

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Señal del captador de rpm y posición

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Señal del captador de rpm y posición (2)

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Sensor de carga por vacío de colector

• Transductor de inductancia variable

• la inductancia de la bobina varía según se desplaza el núcleo dentro de la bobina

• la inductancia aumenta al introducirse el núcleo en la bobina

• la bobina se alimenta con corriente alterna, la f.e.m. autoinducida reduce la corriente por la bobina a medida que aumenta la inductancia

• no se debe desmontar del cuerpo del calculador

• toma de vacío por delante de la mariposa del acelerador

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Fase de ralentí

sin vacío en el interior de la capsula,núcleo móvil en el interior de la bobina, valor de la inductancia alto,bajo valor de la corriente por la bobina

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Fase de carga parcial-plena carga

con vacío en el interior de la capsula,núcleo móvil parcialmente fuera de la bobina, valor de la inductancia bajo,alto valor de la corriente por la bobina

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Señal del transductor de inductancia variable

presión Vpp periodo frecuencia

atmosférica 2,5 v 5 µs 200 KHz

- 200 mbar 2,2 v 4,4 µs 222 KHz

- 300 mbar 2,0 v 4,0 µs 250 KHz

- 400 mbar 2,0 v 3,8 µs 263 KHz

- 500 mbar 1,8 v 3,2 µs 312 KHz

- 600 mbar 1,8 v 3,0 µs 333 KHz

- 700 mbar 1,8 v 2,4 µs 416 KHz

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Bobina de encendido

• bobina seca• núcleo magnético

cerrado• conexión interna con el

calculador de encendido

• resistencia de primario, entre 0,4 a 0,8 Ω

• resistencia de secundario, entre 2000 a 12000 Ω

+, 15

-, 1

AT, 4

condensadorantiparasitario

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Señales osciloscopio

• imagen del sensor de revoluciones y posición

• corriente por el primario de la bobina

• 25,26 ms entre dientes largos, 2,11ms encendido antes el PMS

• f = 19,8 Hz• motor = 1187 rpm• Aº = 15º APMS• Dwell = (4 ms) 15,8 %

1 11PMS 1 y 4

referencia cilindros 1 y 4 referencia cilindros 2 y 3

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Señales osciloscopio (2)

• 14,77 ms entre dientes largos, 2,42ms encendido antes el PMS

• f = 33,8 Hz• motor = 2031 rpm• Aº = 29,5º APMS• Dwell = (4,4 ms)

29,8%

1 11PMS

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Esquema eléctrico del EEI Renix

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INTEGRAL

DISDE Ford

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Componentes encendido VZ

1. módulo electrónico de mando, UESC

2. toma vacío colector admisión

3. sensor de posición y régimen motor

4. sensor de temperatura refrigerante motor

5. bobina DIS, distribución estática del encendido

sensores unidad de mando

actuador

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Diagrama de bloques encendido VZ

• señales de entrada:– régimen y

posición motor– carga del motor– temperatura motor– ajuste octanaje– tensión batería

• señales de salida:– mando primarios

bobina DIS

sensor de presión

sensor de presión

UNIDAD DE MANDO DELENCENDIDO

UNIDAD DE MANDO DELENCENDIDO

vacío de colector

sensor de posicióny régimen motor

sensor temperatura líquido refrigerante

ajuste octanajebobina de

encendido DIS

tensión de batería

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Unidad de Mando del Encendido

• determina el grado óptimo de avance del encendido en toda fase de funcionamiento del motor

• analiza los parámetros de carga y régimen para calcular el ángulo de cierre y el punto de encendido

• conector eléctrico de 12 vías

• incorpora el sensor de carga del motor, el de vacío de colecto

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Sensor de carga del encendido

• incorporado en la Unidad de Mando del encendido

• detecta la carga del motor en forma de vacío de colector

• incorpora una toma para la conexión de un manguito procedente del colector de admisión

• incorpora un separador de combustible y un amortiguador para las variaciones bruscas de vacío

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Funcionamiento sensor de carga

• sensor piezorresistivo• transforma presión

(vacío de colector) en señal de tensión

• basado en la variación de la resistencia óhmica que experimenta un elemento semiconductor al ser deformado por la presión

• variación de la resistividad ante un cambio de su volumen

• conjunto de resistencias conectadas formando un puente de Wheatstone

vacío de colector

señales eléctricas a la Unidad de Mando

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Conjunto de resistencias de medición

• miden fuerza y presión• basado en galgas

extensiométricas semiconductoras

• el elemento sensible es una banda de cristal semiconductor con cierto grado de contaminación

• la resistividad del cristal depende de la concentración de portadores y su orientación respecto al esfuerzo

• permite medir la deformación en una sola dirección

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Sensor de posición y régimen motor

• montado en el bloque, lado volante motor

• sensor de tipo inductivo• detecta régimen y

posición relativa de los cilindros 1 y 4

• el sensor lee las marcas practicadas sobre el volante de inercia, una serie de huecos y dientes

• volante con 36 dientes menos 1, hueco de mayor tamaño

• hueco mayor a 90ºAPMS del cilindro 1

• entre el sensor y el volante no existe contacto físico, hay un entrehierro

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Sensor de temperatura

• sonda de temperatura del líquido refrigerante tipo NTC

• conector de dos vías• para altas

temperaturas y alta carga el Calculador retrasa el encendido para evitar combustiones detonantes

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Funcionamiento sensor de temperatura

• adaptación del avance del encendido a la temperatura del motor

• resistencia NTC, coeficiente de temperatura negativo

• tensión como señal

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Bobina de encendido DIS

• doble bobina primaria• doble bobina

secundaria• no hay contacto entre

primarios y secundarios

• distribución estáticade la chispa

• hay 4 salidas de secundario

• sistema a la chispa perdida

• emparejados cilindros 1 y 4, y los cilindros 2 y 3

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Circuito de alta tensión D

IS

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Comprobación de la bobina DIS

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Esquema eléctrico del EEI DIS

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Ejemplo de modelos de bobinas de encendido

A

B

C

D

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ENCENDIDOELECTRÓNICO INTEGRAL DIS

bobina por cilindro

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Esquema bloques encendido bobinas individuales

A. etapa de potenciaB. bujías de encendidoC. mapa de familias de

curvas de avance, comienzo y final el ángulo de cierre

D. bobinas de encendido individuales de una sola chispa

E. diodo de extinción o de supresión de chispa, encapsulado en la bobina de encendido

E

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Sección y esquema bobinas individuales (3 vías)

1. fase salida encendido2. bobina de encendido3. diodo de supresión4. bujía de encendido• conector eléctrico de 3

vías, designación:– 15, tensión – 1, salida primario– 4a, retorno

secundario• borne 4, salida de altasección de la bobina:1. conector baja tensión2. núcleo de hierro

laminado3. primario4. secundario5. muelle de contacto 6. bujía de encendido

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Sección y esquema bobinas individuales (4 vías)

• conector eléctrico:1. alimentación de

tensión borne 152. masa del vehículo3. masa del motor4. activación y

diagnosis

• activación del primario pines 2 y 4

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Conexionado bobina

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Modelos bobinas individuales (1)

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Modelos bobinas individuales (2)

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Colocación bobina individual sobre culata

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Unidad de Mando del Encendido• Funciones que sume:

1. Cálculo del ángulo de encendido:– Magnitudes básicas:

Número de revoluciones del motor Carga del motor

– Magnitudes correctorasTemperatura del motorTemperatura del aire de admisiónSensor de picadoPosición de la válvula de mariposa

2. Adaptación del ángulo de encendido:– Función del número de revoluciones– Función de la tensión de batería

3. Cálculo del ángulo de cierre4. Regulación de la combustión detonante

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Adaptación del ángulo de encendidoCalentamiento del catalizadorDespués del arranque del motor y durante un tiempo de algunos segundos, la unidad de control atrasa el ángulo de encendido para aumentar la temperatura de la combustión y de esta forma acelerar el calentamiento del catalizador.

Estabilización digital de ralentíLa unidad de control, mediante el adelanto o retraso del ángulo de encendido hasta 8° secunda la regulación del número de revoluciones de ralentí efectuada mediante el actuador de la mariposa

Desconexión en marcha por inerciaDurante la transición de marcha por inercia a la marcha por aceleración se produce un súbito cambio de par motor. Para suavizar esta transición, la unidad de control atrasa el ángulo de encendido durante un tiempo de 2 segundos.

Cambio de cargaDurante la marcha cuesta arriba, el motor tiende a funcionar ligeramente a sacudidas. Por ese motivo, la unidad de control atrasa el ángulo de encendido después de un cambio de marcha

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Esquema bobinas individuales Porsche B6

1, 2, 3, 4, 5, 6: bobinas individual de encendido con conector de 3 vías

DME, calculador de encendido e inyección de gasolina

V/x, entrada primario para la etapa de potencia conmutada por el calculador

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Esquema bobinas individuales BMW 328i E46

¿Misión de R1?

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Intensidad por el primario BMW E46

encendido múltiple

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Esquema bobinas individuales Ibiza 1.4 BBY

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Señal de activación e intensidad por primario Ibiza

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INTEGRAL

sensor de picadoo sensor de explosión

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Función del sensor de picado

• regulación de picado: con temperaturas del aire de admisión y del motor térmico demasiado altas, la combustión se produce de forma detonante, explosión

• el calculador retrasa el ángulo de encendido mientras se mantengan las combustiones detonantes, entre -0,5a -3º de forma selectiva

• ausencia de señal retrasa 15º en todos

• combustión:normal, velocidad frente de

llama entre 22 a 25 m/seg

detonante, velocidad del frente de llama entre 200 a 220 m/seg

¿Qué misión tiene el sensor de picado del motor?Captar las oscilaciones de la cámara de combustión y transformarlas en una señal eléctrica e informar a la unidad de control cuando se produce picado.

¿Según qué principio trabaja el sensor de picado del motor?Según el efecto piezoeléctrico.

¿Qué hay que tener en cuenta en el montaje del sensor de picado?Apretarlo con llave dinamométrica

Ejecución sin casquillo de presión: 11 ... 15 NmEjecución con casquillo de presión: 15 ... 25 Nm

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Características sensor de picado

• sensor de tipo piezoeléctrico

• al aplicar mecánicamente fuerza sobre un cristal aparecen tensiones eléctricas

• genera señal eléctrica de las vibraciones de sonido estructural del motor en combustiones no controladas, explosiones

• sujeto mediante un tornillo al bloque motor

• importante el par de apriete del tornillo, 20 daN.m

• tensión generada entre 0,13 v y 4,7 v en continua

• señales pueden indicar un daño en el motor

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Localización del sensor de picado

• entre los cilindros 2 y 3 en el bloque motor

ST

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Situación del sensor en el bloque

Respetar el par de apriete (valor indicativo: 2+/-0,5 daN) Cuidar por que el estado de superficie de contacto captador/cárter cilindro sea correcto.

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Sección sensor de picado

1. cerámica piezoeléctrica

2. masa sísmica3. casquillo de presión4. masa de relleno

• el tornillo de fijación no monta arandela

• captador de detección de banda ancha capaz de medir frecuencias de trabajo entre 6 KHza 15 KHz

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sensor de picado, señal

a. presión en el interior de la cámara de combustión, sin combustión detonante (1) y con combustión detonante (2)

b. señal del sensor filtrada, sin detectar picado (1) y con detección de picado (2)

c. señal generada en el sensor sin filtrar, sin picado (1) y con picado (2)

1

2

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Regulación de la detonación, diagrama bloques

UME

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Regulación de la detonación, gestión

1. picado o detonación2. valor teórico calculado

por la Unidad de Mando del Encendido

3. ajuste del ángulo de encendido hacia retraso, por picado

4. ajuste del ángulo de encendido hacia avance

5. ancho de etapa, número de tiempos de trabajo después de los que se efectúa el avance por etapa

6. tiempo de trabajo

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Finalencendidos EEI

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