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Sensores Automotrices Presentation · November 2018 DOI: 10.13140/RG.2.2.11558.98883

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1 author: A Medina -Santiago Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) 51 PUBLICATIONS   47 CITATIONS    SEE PROFILE

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Sensores Automotrices A. Medina-Santiago Coordinación de Ciencias Computacionales INAOE [email protected]

¿Que es un sensor? Un sensor es un dispositivo capaz de medir magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad.

En el sector automotriz que función tiene un sensor… Los automóviles actuales tienen una cantidad importante de sensores (de 60 a 70 sensores en algunos casos). Estos sensores son necesarios para la gestión electrónica del automóvil y son utilizados por las unidades de control que gestionan el funcionamiento del motor, así como la seguridad y el confort del vehículo.

• Otra definición de sensor: El sensor (también llamado sonda o transmisor) convierte una magnitud física (temperatura, revoluciones del motor, etc.) o química (gases de escape, calidad de aire, etc.) que generalmente no son señales eléctricas, en una magnitud eléctrica que pueda ser entendida por la unidad de control. La señal eléctrica de salida del sensor no es considerada solo como una corriente o una tensión, sino también se consideran las amplitudes de corriente y tensión, la frecuencia, el periodo, la fase o asimismo la duración de impulso de una oscilación eléctrica, así como los parámetros eléctricos "resistencia", "capacidad" e "inductancia".

El sensor se puede presentar como un "sensor elemental" o un "sensor integrado" este ultimo estaría compuesto del sensor propiamente dicho mas la parte que trataría las señales para hacerlas comprensibles por la unidad de control. La parte que trata las señales generadas por el sensor (considerada como circuitos de adaptación), se encarga en general de dar a las señales de los sensores la forma normalizada necesaria para ser interpretada por la unidad de control. Existen un gran numero de circuitos de adaptación integrados, a la medida de los sensores y ajustados a los vehículos respectivos

Clasificación Los sensores para automóviles pueden clasificarse teniendo en cuenta distintas características como son: Función y aplicación Según esta característica los sensores se dividen en: •Sensores funcionales, destinados principalmente a tareas de mando y regulación •Sensores para fines de seguridad y aseguramiento (protección antirrobo) •Sensores para la vigilancia del vehículo (diagnosis de a bordo, magnitudes de consumo y desgaste) y para la información del conductor y de los pasajeros. Según la señal de salida Teniendo en cuenta esta característica los sensores se pueden dividir en: •Los que proporcionan una señal analógica (ejemplo: la que proporciona el caudalimetro o medidor de caudal de aire aspirado, la presión del turbo, la temperatura del motor etc.) •Los que proporcionan una señal digital (ejemplo: señales de conmutación como la conexión/desconexión de un elemento o señales de sensores digitales como impulsos de revoluciones de un sensor Hall) •Los que proporcionan señales pulsatorias (ejemplo: sensores inductivos con informaciones sobre el numero de revoluciones y la marca de referencia)

Particularidades de los sensores del automóvil A diferencia de los sensores convencionales, los utilizados en el sector del automóvil están diseñados para responder a las duras exigencias que se dan en el funcionamiento de los vehículos a motor, teniendo en cuenta una serie de factores como son los que se ven en la figura inferior:

Alta fiabilidad Con arreglo a sus funciones, los sensores para el sector del automóvil se pueden ordenar en tres clases de fiabilidad según su importancia: •Dirección, frenos, protección de los pasajeros •Motor/cadena cinemática, tren rodaje/neumáticos •Confort, diagnosis, información y protección contra el robo. La exigencias mas altas en el sector del automóvil se corresponden con las exigencias que se utilizan en los sectores de la aeronáutica y astronáutica. La fiabilidad de los sensores es garantizada por técnicas de construcción que utilizan componentes y materiales sumamente seguros. Se procura la integración consecuente de los sistemas para evitar en lo posible conexiones separables y el riesgo de fallos en los mismos. Cuando es necesario, se emplean sistemas de sensores redundantes (sensores de igual función que, por razones de seguridad, efectúan mediciones paralelas). Bajos costo de fabricación Los automóviles actuales poseen a menudo de 60 a 70 sensores. Comparado estos sensores con otros utilizados en otros campos, tienen un reducido coste de fabricación. Estos costes pueden llegar a ser: hasta 100 veces inferior al coste de fabricación de sensores convencionales de igual rendimiento. Como excepción están los sensores que pertenecen a nuevas tecnologías que se aplican al automóvil, los costes iniciales de estos son normalmente mas altos y van luego disminuyendo progresivamente.

Duras condiciones de funcionamiento Los sensores se hallan en puntos particularmente expuestos del vehículo. Están sometidos por tanto a cargas extremas y han de resistir toda clase de esfuerzos: •Mecánicos (vibraciones, golpes) •Climáticos (temperatura, humedad) •Químicos (ejemplo: salpicaduras de agua, niebla salina, combustible, aceite motor, acido de batería) •Electromagnéticos (irradiaciones, impulsos parásitos procedentes de cables, sobretensiones, inversión de polaridad). Por razones de eficacia los sensores se sitúan preferentemente en los puntos donde se quiere hacer la medición, esta disposición tiene el inconveniente de que el sensor esta mas expuesto, a interferencias de todo tipo, como las enumeradas anteriormente. Alta precisión Comparada con las exigencias impuestas a los sensores de procesos industriales, la precisión requerida de los sensores del automóvil es, salvo pocas excepciones (ejemplo: sondas volumétricas de aire), mas bien modesta. Las tolerancias admisibles son en general mayor o igual a 1% del valor final del alcance de medición, particularmente teniendo en cuenta las influencias inevitables del envejecimiento. Para garantizar la alta precisión, es suficiente de momento (hasta cierta medida) disminuir las tolerancias de fabricación y refinar las técnicas de equilibrado y compensación. Un avance importante vino con la integración híbrida o monolítica del sensor y de la electrónica de tratamiento de señales en el punto mismo de medición, hasta llegar a obtener circuitos digitales complejos tales como los convertidores analógico-digitales y los microordenadores.

Los llamados "sensores inteligentes" utilizan hasta el máximo la precisión intrínseca del sensor y ofrecen las siguientes posibilidades: •Alivio de la unidad de control. •Interface uniforme, flexible y compatible con el Bus. •Utilización de los sensores por varios sistemas. •Aprovechamiento de efectos físicos de reducida amplitud, así como de efectos de medición de alta frecuencia (amplificación y demodulación en el mismo lugar). •Corrección de divergencias del sensor en el punto de medición, así como equilibrado y compensación comunes del sensor y de su electrónica, simplificadas y mejoradas por memorización de las informaciones correspondientes en una memoria PROM.

Sensores de Seguridad

Control de crucero adaptativo Adaptive Cruise Control (ACC) Uno de los aportes tecnológicos que se está generalizando y ya no es privado de los coches de lujo es el control de crucero adaptativo o ACC. Este sistema no sólo es capaz de mantener una velocidad programada, también detecta si hay vehículos delante que circulan a menos velocidad que el nuestro y reduce la velocidad en caso necesario para recuperarla cuando desaparece el obstáculo. Sobre el papel perfecto, un sistema que mejora la seguridad y reduce la fatiga en viajes largos. Además ahora en muchos coches este sistema es capaz de detener el coche y reiniciar el movimiento solo, lo que le convierte en un aliado de excepción en los aburridos viajes. Pero, ¿es tan práctico como lo pintan?

https://youtu.be/own_VaRZ9M8 https://en.wikipedia.org/wiki/Autonomous_cruise_control_system

Sensor ESP ¿Qué es el ESP o control electrónico de estabilidad? ESP, ESC, DSC, VDC, VSA y VSC son las siglas comerciales del control electrónico de estabilidad, uno de los avances tecnológicos en materia de seguridad activa más importantes de los últimos tiempos. Su función es conseguir que el vehículo se mantenga en la trayectoria marcada por el conductor con el volante, reduciendo en buena medida los siniestros viales derivados de un derrape. El control de estabilidad compara la trayectoria marcada por el conductor con la trayectoria real del vehículo, analiza también la velocidad de giro de las ruedas e interviene actuando sobre ellas para redirigir el vehículo. Normalmente esta actuación se produce mediante el frenado selectivo de las ruedas, usando elementos comunes con el ABS.

¿Cómo funciona el ESP? Un ESP está compuesto por una unidad de control electrónico (UCE), unos actuadores situados en el sistema de frenado y un conjunto de sensores: Sensor de ángulo de dirección, que desde la columna de la dirección informa sobre el movimiento del volante. Sensores de velocidad de giro, comunes al ABS, que situados en las ruedas informan sobre eventuales bloqueos. Sensor de ángulo de giro y aceleración transversal, que informa del comportamiento real del vehículo. La UCE compara a un ritmo de unas 25 veces por segundo las informaciones que le llegan de los sensores. Si en un momento dado la información sobre el comportamiento real del vehículo no coincide con la información del giro deseado, el ESP detecta que estamos en una situación de riesgo e interviene frenando la rueda más conveniente para que el vehículo recupere la trayectoria o, en determinados casos, restando par motor para lograr el mismo efecto. https://youtu.be/zMPM9_TdMP4

Visto así, lo único que debe hacer el conductor cuando el ESP interviene es marcar la trayectoria que debe seguir el vehículo para que el sistema pueda interpretar correctamente la situación. El control electrónico de estabilidad nos puede echar una mano siempre que no sobrepasemos los límites que marca la Física. Los estudios que refrendan el uso del ESP lo sitúan en segundo lugar entre los sistemas de seguridad, sólo sobrepasado por el cinturón de seguridad, y hablan de una reducción del riesgo vial del 80 %. Pero para hacernos una idea más precisa de lo que esto significa, vamos con dos vídeos más. El primero muestra una serie de situaciones que podrían ser reales, vistas desde la perspectiva del conductor: https://youtu.be/jFMcIb9mdUA

Funciones del control de estabilidad En la actualidad, el control de estabilidad se complementa con diferentes, innovadoras y eficaces tecnologías, que en combinación con los sistemas ABS, y ASR (control de tracción), mejoran no solo la asistencia al conductor a la hora de realizar maniobras de manejo defensivo. Entre ellas se encuentran las siguientes: Control de arranque en pendientes: a través de un sistema que detecta el tipo de pendiente donde se quiere poner en marcha el coche, el control de estabilidad funciona sobre los frenos accionando los mismos dos segundos, justo en el momento de cambiar del pedal del freno para el acelerador, evitando que el vehículo retroceda. Asistente hidráulico de freno: una opción que determina si en algún momento presionamos con una mayor fuerza el pedal del freno porque necesitamos reducir rápidamente la velocidad, incrementando el asistente hidráulico y reduciendo la distancias en las frenadas. Control adaptativo de la carga: el control de estabilidad identifica las variaciones en peso y altura del vehículo, adaptando los diferentes sistemas de control para que, de esta manera, las maniobras de frenado y de giro vayan acordes a la cantidad de masa que se encuentra en movimiento. https://youtu.be/1sbIsIDtxfI

Control electrónico de la mitigación (Roll Over mitigation): el sistema se encarga de mantener monitoreada la velocidad de cada rueda, para que en el momento de existir peligro de volcadura lleve a cabo una reducción de la velocidad gradual de las mismas hasta recuperar el control del coche. Sistema de mantenimiento de carril: el control de estabilidad también se ha utilizado en este tipo de dispositivos que evitan que perdamos la trayectoria de la carretera y nos salgamos de nuestro carril. Dicho sistema se encarga de mantener la trayectoria del vehículo corrigiendo levemente la misma cuando detecta que nos salimos, aplicando el ESP una ligera fuerza de frenado sobre una de las ruedas.

Sensor de velocidad de giro de ruedas (ABS) Los sensores ABS (Antilock Braking System) o Sensores Revoluciones de Rueda, van ubicados en el buje de las ruedas y detectan la velocidad de giro de cada una de ellas, transfiriendo esta información a la unidad de control del sistema ABS. Si la unidad de control del sistema ABS detecta que hay un descenso importante de velocidad en una o varias ruedas, lo que podría provocar que se bloquearan, interviene rápidamente modulando la presión de frenado de cada rueda individualmente. De este modo se evita que las ruedas se bloqueen y garantizan un frenado seguro, permitiendo al conductor mantener el control del vehículo. No sólo el sistema ABS utiliza la información que sus sensores le proporcionan si no que otros sistemas, como las cajas de cambios, los sistemas de navegación, GPS, el sistema TCS, ASR (Sistemas de Control de la Tracción), los sistemas de control de chasis, el sistema ESP (Programa Electrónico de Estabilidad) o el control de ascenso de pendientes, también la usan. Dado el desarrollo constante de estos sensores, en la actualidad podemos encontrar diferentes diseños dependiendo de las necesidades de precisión, tamaño y resistencia. FAE desglosa estos sensores en 2 grandes grupos: Sensores ABS pasivos. Para ruedas dentadas. •

ABS inductivos.

Sensores ABS activos. Para ruedas con codificador magnético/ruedas dentadas. •

ABS Hall.

•

ABS Hall con anillo codificador magnético.

•

ABS Magnetoresistivo.

https://youtu.be/GO4LKYyZH74

Sensores ABS pasivos. Para ruedas dentadas (INDUCTIVOS)

ABS Hall con anillo codificador magnético

Sensores ABS activos. Para ruedas con codificador magnéticas/dentadas

ABS Hall ABS Magnetoresistivo

Causas de fallo •

Debe verificarse el cuerpo exterior, el conector y los cables, así como sus pasa-muros, asegurándose de su buen estado. Compruebe también si el captador muestra alguna grieta, abolladura o golpe que pudiera haberlo dañado.Hay que tener en cuenta que, como norma general, una inspección visual no es suficiente para poder asegurar el buen o mal funcionamiento de la pieza, pero ayuda a hacer un primer diagnóstico.

1. Grietas o roturas. Tensiones provocadas por estrés mecánico. 2. Deformaciones y abolladuras. Sobrecalentamiento del sensor. 3. Sin señal. Rotura del cable por fricción o exceso de vibración, cortocircuitos, roturas internas del sensor por estrés mecánico o térmico. SÍNTOMAS DE FALLO DE LOS SENSORES

•

•

Encendido testigo de la luz ABS.

•

Bloqueo de ruedas en frenadas normales (sólo en coches con repartidor de frenada electrónico). MANTENIMIENTO DE LOS SENSORES

•

•

Los sensores de velocidad de rueda son los componentes sometidos a las mayores cargas dentro del sistema de regulación del freno. Evitan que las ruedas patinen y se encargan de proporcionar un comportamiento en carretera estable del automóvil. Revisar en cada mantenimiento o cada 25.000 km los valores específicos de los sensores. Reemplazar cuando las comprobaciones de funcionamiento no estén dentro de los valores límite especificados.

https://youtu.be/23awTAObeUQ

Sensores de impulsos • Los Sensores de Revoluciones, de Posición de Cigüeñal o de Árbol de Levas generalmente están ubicados sobre una rueda dentada (o rueda fónica), discos con ventanas sectorizadas ó anillos de material ferromagnético. Dichos sensores detectan las variaciones de flujo magnético que producen los dientes y valles de la rueda fónica o los relieves de la leva, convirtiendo esa lectura en una señal eléctrica, que va directamente a la unidad de control y comprueba, según el sensor, los siguientes aspectos: • Sensores de Cigüeñal (Crankshaft Position Sensor): • Son los encargados de verificar la posición del punto muerto superior. La unidad de control del vehículo utiliza esta información para calcular el tiempo de inyección y el sistema de arranque. • Sensores de Árbol de Levas (Camshaft Position Sensor): • Controlan la secuencia de inyección y la sincronización de la chispa de encendido. • Sensores de Revoluciones (Speed Sensor): • Su misión es controlar velocidad en revoluciones del motor, así como los puntos de cambio de la transmisión.

• Este tipo de sensores, también conocidos como Captadores de Impulsos, FAE los desglosa en 2 grupos: • Captadores de Impulsos Inductivos Se componen de una bobina sobre un núcleo metálico y un imán permanente. El sensor está montado frente a una rueda fónica. El flujo magnético que se produce entre los dientes y los valles de la rueda, inducen una tensión sinusoidal de salida que es proporcional a la velocidad de las variaciones que detecta el sensor. La tensión varía en función de la velocidad de rotación y la distancia a la rueda dentada (Gap) tanto en frecuencia como en amplitud. Esas variaciones hacen que la señal que obtengamos sea la siguiente:

• Captadores de Efecto Hall Se componen de un sensor semiconductor, acoplado a un circuito electrónico que protege el sensor de posibles picos de tensión y un imán permanente. El principio de funcionamiento se basa en el llamado Efecto Hall, que consiste en la generación de un voltaje transversal (tensión de hall), al sentido de la corriente en un conductor, cuando en el se le aplica perpendicularmente la acción de un campo magnético. La respuesta que obtenemos del sensor es una señal cuadrada de salida que es proporcional a las variaciones que detecta el sensor. Esas variaciones hacen que la señal que obtengamos sea la siguiente:

https://youtu.be/SIqfd2PpjCY

Otros sensores

O2 Sensor • Localizado en el escape • El sensor de oxigeno mide la concentración de oxigeno remanente en el humo de un auto. • El sensor convierte la cantidad de oxigeno de los gases que produce el automóvil en señal eléctrica, el ECU toma esa señal y así se da cuenta si la mezcla de gasolina-aire esta en un punto optimo; si no lo está, toma medidas para hacerlo. • TIPO DE SENSOR El elemento sensor es usualmente un bulbo hecho de Circonio Cerámico cubierto en ambos lados con una capa fina de Platino

• SINTOMAS DE FALLAS -Las emisiones fallan. -Altos niveles de combustible. -Problemas en el consumo de combustible. - Se prende el check engine • CODIGOS DE FALLAS P0130 P0131 P0132 P0133 P0134 • DIAGNOSTICO Y MANTENIMIENTO Verificar periódicamente las emisiones Reemplazar según las especificaciones del fabricante Revisar que el voltaje este variando, cuando el motor se encuentra a su temperatura de operación.

https://youtu.be/27HNMr41YWc

Sensor ECT • ENGINE COOLANT TEMPERATURE (SENSOR DE TEMPERATURA DEL REFRIGERANTE DEL MOTOR) • UBICACION Y FUNCION • Se encuentra en la caja del termostato conocida como toma de agua. • Informar a la UCE la temperatura del refrigerante del motor para que este a su vez calcule la entrega de combustible, la sincronización del tiempo y el control de la válvula EGR, así como la activación y la desactivación del ventilador del radiador. • TIPO DE SENSOR • Es una resistencia NTC

• • • • • •

SINTOMAS DE FALLAS ¨ Ventilador encendido en todo momento con motor funcionando. ¨ El motor tarda en arrancar en frio y en caliente. ¨ Consumo excesivo de combustible. ¨ Niveles de co muy altos. ¨ Problemas de sobrecalentamiento.

CODIGOS DE FALLAS • P0117 P0118 P0125 DIAGNOSTICO Y MANTENIMIENTO • ¨ Se conecta el multimetro a la punta izquierda del sensor , que es la de corriente y se prueba el volts que debe dar un valor de 4.61 v • ¨ Se conecta el multimetro en ohm y se checa resonancia con el interruptor del carro apagado.

https://youtu.be/dPru5dIvM7o

Sensor KNOCK • SENSOR DE DETONACION UBICACION Y FUNCION • - Esta situado en el bloque del motor, en el múltiple de admisión, o en la tapa de las válvulas. • Monitorea las vibraciones o cabeceos del motor; y con la señal que le envía a la ECU, esta modifica el tiempo de encendido del motor, para que no ocurran daños en tal elemento o dispositivo. • Controla la regulación del tiempo, y atrasa el tiempo hasta un límite que varía según el fabricante (puede ser de 17 a 22 grados). Esto lo hace a través de un modulo externo llamado control electrónico de la chispa. TIPO DE SENSOR • Es un sensor de tipo piezoeléctrico

SINTOMAS DE FALLAS Perdida de potencia, o cascabeleo del motor; por lo tanto, se deterioran algunas partes mecánicas. DIAGNOSTICO Y MANTENIMIENTO Para revisar el voltaje de este sensor, es necesario dar pequeños golpecitos en el monoblock o cerca del sensor y verificar con un multímetro si produce voltaje.

https://youtu.be/you7E3Esv3c

Sensor VSS •

VEHICLE SPEED SENSOR (SENSOR DE VELOCIDAD DEL VEHICULO)

UBICACION Y FUNCION •

En la transmisión, cable del velocímetro o atrás del tablero de instrumentos. Los voltajes que proporciona este sensor la computadora los interpreta para:

•

¨ La velocidad de la marcha mínima.

•

¨ El embrague del convertidor de torsión.

•

¨ Información para que marque la velocidad, el tablero eléctrico digital.

•

¨ Para la función del sistema de control de la velocidad de crucero (cruise control).

TIPO DE SENSOR •

- Puede ser del tipo generador de imán permanente. Genera electricidad de bajo voltaje.

•

-Del tipo óptico. Tiene un diodo emisor de luz y un foto transmisor.

SINTOMAS DE FALLAS •

- El vehículo se vuelve inestable -Se enciende y apaga la luz de Check Engine -No funciona el velocímetro -Se jalonea el vehículo. -Marcha mínima variable. -Mucho consumo de combustible.

CODIGOS DE FALLAS P0500 P0501 P0502 DIAGNOSTICO Y MANTENIMIENTO Se tienen que revisar las conexiones para que no tengan falso contacto Que el sensor esté registrando una lectura correcta Ver que no esté floja la parte de la sujeción.

https://youtu.be/r6YctqV0Y3w

Sensor CMP • CAMSHAFT POSITION SENSOR (SENSOR DE POSICION DE ARBOL DE LEVAS) UBICACION Y FUNCION • Se localiza a nivel del árbol de levas del motor •

El CMP indica a la Centralita la posición del árbol de levas para que determine la secuencia adecuada de inyección

TIPO DE SENSOR •

- Es del tipo efecto hall, arrojando una señal cuadrada

• -De tipo magnético , arrojando una señal senoidal SINTOMAS DE FALLAS • -Explosiones -Falta de potencia -Mal sincronía del motor -Exceso de combustible -Explosiones en el arranque -Se enciende la luz de Check Engine

ODIGOS DE FALLAS P0340 P1391 DIAGNOSTICO Y MANTENIMIENTO -Revisar con un multímetro la señal variable que genera al momento de encender la unidad -Revisar los códigos de error -Reemplace cuando sea necesario SEÑAL ARROJADA DEL CMP

https://youtu.be/ABuRoiWCWLk

Sensor CKP • CRANKCHAFT POSITION SENSOR (SENSOR DE POSICION DE CIGÜEÑAL) UBICACION Y FUNCION • • •

Frecuentemente se encuentra ubicado en la parte baja del motor a nivel del cigüeñal, o en el dámper Por medio de este sensor , la ECU “se entera” de la posición del cigüeñal y de las RPM del motor para hacer los ajustes necesarios en el encendido y en el combustible. Si este sensor no funciona, el motor no arrancara. La computadora interpreta esta señal como si el motor no girara.

TIPO DE SENSOR • Es del tipo efecto hall, arrojando una señal cuadrada • De tipo magnético, arrojando una señal senoidal SINTOMAS DE FALLAS • -El motor no arranca. -El carro se jalonea. -Puede apagarse el motor espontáneamente. • -Se enciende la luz de Check Engine

CODIGOS DE FALLAS P0335 P0336 P0337 P0338 DIAGNOSTICO Y MANTENIMIENTO -Continuidad de los dos cables. -Revisar con un multimetro, la señal variable que genera al momento de encender el vehículo. -Revisar los códigos de error -Reemplace cuando sea necesario SEÑAL ARROJADA DEL CKP

https://youtu.be/dUuHkOGqsvc

Sensor TPS • THROTTLE POSITION SENSOR (SENSOR DE POSICION DEL ACELERADOR) UBICACION Y FUNCION •

Localizado en el cuerpo de aceleración

•

Proporciona datos de la posición de la mariposa del cuerpo de aceleración.

• Envía la información necesaria para que la ECU calcule el pulso del inyector y la curva de avance del encendido. • Regula el flujo de los gases de emisiones del escape a través de la válvula EGR. TIPO DE SENSOR • Es un sensor de tipo potenciómetro SINTOMAS DE FALLAS • -La marcha mínima es variable; hay más o menos RPM de las que normalmente existen. • -Se presenta titubeo y ahogamiento durante la desaceleración. • -Bajo rendimiento del motor, o mayor consumo de combustible.

CODIGOS DE FALLAS P0121

P0122

P0123

DIAGNOSTICO Y MANTENIMIENTO •

Revisar que no existan daños externos

•

Comprobar un buen contacto eléctrico

Medir el voltaje enviado de la computadora, aproximadamente 5V •

Revisar con un óhmetro la resistencia cuando la mariposa está cerrada y abriéndola lentamente la resistencia debe variar de igual manera •

Verificar la resistencia cuando la mariposa está completamente abierta •

SEÑAL ARROJADA DEL TPS

https://youtu.be/YUQgKuoeJJE

Sensor IAT •

INTAKE AIR TEMPERATURE (TEMPERATURA DEL AIRE DE ENTRADA)

UBICACION Y FUNCION •

Puede estar en el filtro de aire o fuera del antes del cuerpo de aceleración.

•

Monitorea la temperatura del aire de entrada; y con la señal que envía a la computadora, esta realiza ajustes en la mezcla y la duración del pulso del inyector

•

Determinar la densidad del aire.

TIPO DE SENSOR •

Posee una resistencia que aumenta su resistencia proporcionalmente al aumento de la temperatura del aire.

•

Es un sensor tipo termistor.

SINTOMAS DE FALLAS •

¨ Altas emisiones contaminantes de monóxido de carbono.

•

¨ Consumo elevado de combustible.

•

¨ Problemas para el arranque en frio.

•

¨ Aceleración ligeramente elevada o alta.

•

¨ la computadora no controla bien el tiempo de encendido

DIAGNOSTICO Y MANTENIMIENTO -Revisar su resistencia con la carta de servicio del manual. - Verificar su resistencia en función de la temperatura. -Revisar en cada afinación o 40,000 Km los daños causados por corrosión (óxido) en las terminales -Comprobar cuando existan códigos que indiquen problemas en este circuito SEÑAL ARROJADA DEL IAT

https://youtu.be/suOAasAOMxc

Sensor MAF •

MASS AIR FLOW (MASA DE FLUJO DE AIRE)

UBICACIÓN Y FUNCIÓN •

Localizado entre el filtro del aire y de la mariposa del acelerador o cuerpo de aceleración.

•

Este sensor mide la cantidad de aire que ingresa al motor para así poder saber la ECU la cantidad de combustible a dosificar por los inyectores.

TIPO DE SENSOR •

Este sensor está diseñado a través de una resistencia denominada hilo caliente, el cual se aproxima a una temperatura de 200° C cuando el motor está operando. Esta resistencia varía su valor resistivo por el enfriamiento, cuando el aire es admitido a través del múltiple de admisión de acuerdo a la carga del motor.

SINTOMAS DE FALLAS •

Ahogamiento del motor (exceso de combustible) por que el sensor no calcula la cantidad de combustible.

•

Consumo excesivo de combustible, niveles altos de co (monóxido de carbono).

•

Falta de potencia.

•

Humo negro por el escape

•

Se enciende la luz de Check Engine.

CODIGOS DE FALLAS P0100

P0101

P0102

P0103

DIAGNOSTICO Y MANTENIMIENTO -Cuando el sensor físicamente está sucio se limpia con dieléctrico. -Verificar los códigos de falla. Dar unos golpes agudos al sensor. Cambie el sensor si al golpear este, hay vibración del motor o se apaga SEÑAL ARROJADA DEL MAF

https://youtu.be/ZDzCo14yicc

Sensor MAP • ANIFOLD ABSOLUTE PRESSURE (PRESION ABSOLUTA EN EL MULTIPLE) UBICACION Y FUNCION • Localizado en el múltiple de admisión. • Obtiene información sobre los cambios en la presión atmosférica, en el vacío del motor y en el múltiple de admisión, enviando una señal a la UCE para que pueda controlar el tiempo de ignición y ajustar la mezcla de aire combustible en las diferentes condiciones de carga del motor y altitud sobre el nivel del mar TIPO DE SENSOR • Es un sensor de tipo piezoresistivo; o una resistencia variable

SINTOMAS DE FALLAS -El auto emite humo negro. -Perdida de potencia y se ahoga. -Se enciende el check engine. - Marcha mínima inestable -Alto consumo de combustible -Bajo rendimiento en el encendido CODIGOS DE FALLAS P0107

P0108

DIAGNOSTICO Y MANTENIMIENTO -revisar las señales en los cables (multimetro) -revisar que todas las líneas estén bien. -Comprobar que no existan mangueras de vacío mal conectadas, deformadas, agrietadas u obstruidas SEÑAL ARROJADA DEL MAP

https://youtu.be/NbHNqa5DQPM

https://youtu.be/BQ2UQV85JkU https://youtu.be/QE3coPtNyWg

Sensor de posición – Sensor EGR Sensor de punto muerto de pistón – Sensor TDC

https://youtu.be/Q01R7DEb_n8

Sensor de presión de riel de combustible – Sensor FPR

https://youtu.be/ihim49SyRWU

Sensor de temperatura del aire del multiple – Sensor MAT

Unidad de control de motor • Unidad de control de motor o ECU (sigla en inglés de engine control unit) es una unidad de control electrónico que administra varios aspectos de la operación de combustión interna del motor. Las unidades de control de motor más simples sólo controlan la cantidad de combustible que es inyectado en cada cilindro en cada ciclo de motor. Las más avanzadas controlan el punto de ignición, el tiempo de apertura/cierre de las válvulas, el nivel de impulso mantenido por el turbocompresor, y control de otros periféricos. • Las unidades de control de motor determinan la cantidad de combustible, el punto de ignición y otros parámetros monitorizando el motor a través de sensores. Estos incluyen: sensor MAP, sensor de posición del acelerador, sensor de temperatura del aire, sensor de oxígeno y muchos otros. Frecuentemente esto se hace usando un control repetitivo (como un controlador PID). • Antes de que las unidades de control de motor fuesen implantadas, la cantidad de combustible por ciclo en un cilindro estaba determinada por un carburador o por una bomba de inyección.

Funciones de la ECU Control de la inyección de combustible Para un motor con inyección de combustible, una ECU determinará la cantidad de combustible que se inyecta basándose en un cierto número de parámetros. Si el acelerador está presionado a fondo, el ECU abrirá ciertas entradas que harán que la entrada de aire al motor sea mayor. La ECU inyectará más combustible según la cantidad de aire y la presión de la gasolina que esté pasando al motor. Si el motor no ha alcanzado la temperatura suficiente, la cantidad de combustible inyectado será mayor (haciendo que la mezcla sea más rica hasta que el motor esté caliente). Control del tiempo de ignición •

Un motor de ignición de chispa necesita para iniciar la combustión una chispa en la cámara de combustión. Una ECU puede ajustar el tiempo exacto de la chispa (llamado tiempo de ignición) para proveer una mejor potencia y un menor gasto de combustible. Si la ECU detecta un picado de bielas en el motor, y "analiza" que esto se debe a que el tiempo de ignición se está adelantando al momento de la compresión, ralentizará (retardará) el tiempo en el que se produce la chispa para prevenir la situación.

•

Una segunda, y más común causa que debe detectar este sistema es cuando el motor gira a muy bajas revoluciones para el trabajo que se le está pidiendo al coche. Este caso se resuelve impidiendo a los pistones moverse hasta que no se haya producido la chispa, evitando así que el momento de la combustión se produzca cuando los pistones ya han comenzado a expandir la cavidad.

•

Pero esto último sólo se aplica a vehículos con transmisión manual. La ECU en vehículos de transmisión automática simplemente se encargará de reducir el movimiento de la transmisión.

Control de la distribución de válvulas •

Algunos motores poseen distribución de válvulas. En estos motores la ECU controla el tiempo en el ciclo de motor en el que las válvulas se deben abrir. Las válvulas se abren normalmente más tarde a mayores velocidades que a menores velocidades. Esto puede optimizar el flujo de aire que entra en el cilindro, incrementando la potencia evitando la mala combustión de combustible.

Unidades programables Una categoría especial de unidades de control de motor son aquellas que son programables. Estas unidades no tienen un comportamiento prefijado, y pueden ser reprogramadas por el usuario. Las ECUs programables son requeridas en situaciones en las que las modificaciones después de la venta son importantes para el comportamiento final del motor. Entre estas situaciones se incluyen la instalación o cambio del turbocompresor, intercooler, tubo de escape, o cambio a otro tipo de combustible. Como consecuencia de estos cambios, la antigua ECU puede que no provea de un control apropiado con la nueva configuración. En estas situaciones, una ECU programable es la solución. Estas pueden ser programadas/mapeadas conectadas a un computadora portátil mediante un cable USB, mientras el motor está en marcha. La unidad de control de motor programable debe controlar la cantidad de combustible a inyectar en cada cilindro. Esta cantidad varia dependiendo en las RPM del motor y en la posición del pedal de aceleración (o la presión del colector de aire). El controlador del motor puede ajustar esto mediante una hoja de cálculo dada por el portátil en la que se representan todas las intersecciones entre valores específicos de las RPM y de las distintas posiciones del pedal de aceleración. Con esta hoja de cálculo se puede determinar la cantidad de combustible que es necesario inyectar. Modificando estos valores mientras se monitoriza el escape utilizando un sensor de oxígeno (o sonda lambda) se observa si el motor funciona de una forma más eficiente o no, de esta forma encuentra la cantidad óptima de combustible a inyectar en el motor para cada combinación de RPM y posición del acelerador. Este proceso es frecuentemente llevado a cabo por un dinamómetro, dándole al manejador del combustible un entorno controlado en el que trabajar.

Otros parámetros que son usualmente mapeados son: •

Ignición: Define cuando la bujía debe disparar la chispa en el cilindro.

•

Límite de revoluciones: Define el máximo número de revoluciones por minuto que el motor puede alcanzar. Más allá de este límite se corta la entrada de combustible.

•

Correcta temperatura del agua: Permite la adición de combustible extra cuando el motor está frío (estrangulador).

•

Alimentación de combustible temporal: Le dice a la ECU que es necesario un mayor aporte de combustible cuando el acelerador es presionado.

•

Modificador de baja presión en el combustible: Le dice a la ECU que aumente el tiempo en el que actúa la bujía para compensar una pérdida en la presión del combustible.

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Sensor de oxígeno (sensor lambda): Permite que la ECU posea datos permanentes del escape y así modifique la entrada de combustible para conseguir una combustión ideal.

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Sensor de temperatura en el motor: Al llegar a determinada temperatura, la ECU detiene el motor para evitar la deformación de sus partes interiores debido al punto de fundición de los metales que lo constituyen.

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Algunas de las unidades de carreras más avanzadas incluyen funcionalidades como control de salida, limitación de la potencia del motor en la primera marcha para evitar la rotura de éste, etc. Otros ejemplos de funciones avanzadas son:

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Control de pérdidas: Configura el comportamiento del waste gate del turbo, controlando el boost.

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Inyección Banked: Configura el comportamiento del doble de inyectores por cilindro, usado para conseguir una inyección de combustible más precisa y para atomizar en un alto rango de RPM.

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Tiempo variable de levas: Le dice a la ECU como controlar las variables temporales en las levas de entrada y escape.

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Control de marchas.

• Una ECU de carreras frecuentemente se equipa con un dispositivo de almacenamiento que graba los valores de todos los sensores para un posterior análisis usando un software especial en un ordenador. Esto puede ser muy útil para la puesta a punto del vehículo y se consigue con la observación de los datos buscando anomalías en los datos o comportamientos de las ECUs. El almacenamiento de estos dispositivos que graban los datos suele rondar entre los 0.5 y 16 megabytes. • Para conseguir la comunicación con el conductor, una ECU de carreras puede estar conectada a un "pila de datos", que es un pequeño guion de a bordo en el que el conductor puede ver las actuales RPM, velocidad y otros datos básicos del motor. Estas zonas de almacenamiento, son mayoritariamente digitales, y se comunican con la ECU utilizando uno de los muchos protocolos entre los que se encuentran RS232, CANbus.

ECU flashing • Muchos coches recientes (fabricados en 1996 o posteriores) usan Ecus OBD-II, que son capaces de cambiar su programación a través de un puerto OBD. Entusiastas del motor con coches modernos aprovechan las ventajas de esta tecnología modificando sus motores. En lugar de utilizar un nuevo sistema de control de motor, uno puede utilizar el software apropiado para ajustar la antigua ECU. Haciendo esto, es posible mantener todas las funciones y el cableado mientras se utilizan ciertos programas de modificación de parámetros. Esto no debe ser confundido con el chip tuning, en el que el propietario tiene una ECU ROM físicamente remplazada por una distinta - este caso no requiere modificación de hardware (normalmente), aunque un equipamiento especial si es necesario. • Los sistemas de control del motor de fábrica frecuentemente poseen las mismas funcionalidades que unidades que no vienen de serie creadas para carreras, como por ejemplo tiempo de inyección multidimensional, en función de las variables de entrada, y mapas de control de combustible. Generalmente no tienen la habilidad de controlar dispositivos extras auxiliares, como el control de distribución de válvulas si el coche de fábrica tenía una geometría fija en el árbol de levas o si el control de arranque no poseía turbocompresor.

Otras aplicaciones Algunos sistemas que se usan en algunos motores de combustión también pueden tener otras aplicaciones. Como por ejemplo en aeronáutica, en los sistemas conocidos como "FADEC" (full authority digital engine controls). Este tipo de control electrónico es menos común en aeroplanos de motor de pistones que en automóviles, debido al alto coste que requieren los certificados que permiten que estas piezas puedan ser usadas para la aviación, a esto se le añade una baja demanda, y la consecuente innovación tecnológica del mercado. Además, un motor de carburador con una ignición magnética y un sistema de alimentación de combustible basado en la gravedad no requiere ninguna potencia electrónica para funcionar, lo que es un bonus en el tema de seguridad.

Sensor de presión (mando de cambio motronic)

Sensor de presión de sobrealimentación • La sobrealimentación, también conocido como inducción forzada es un sistema que se utiliza para que un motor de combustión interna desarrolle más potencia.

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