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• Iverth Torres

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TITULO. SISTEMA MARIPOSA DEL OBTURADOR,DESCRIPCION Y CALIBRACION PLANTEMIENTO DEL PROBLEMA. El

vehículo

no

desarrolla

más

de

2000

rpm

posibles

causas:

-Falla en la unidad de control electrónica (ECU). - Falla en el sensor del obturador. -Falla en el sensor de posición del pedal de aceleración (APS). JUSTIFICACIÓN. El sistema de la mariposa del obturador constituye una parte fundamental para el correcto funcionamiento del motor de combustión a gasolina, por lo cual con este informe buscamos la solución de uno de los problemas más frecuentes de este dispositivo, a su vez ampliamos nuestros conocimientos acerca de la carrera de mecánica automotriz. OBJETIVOS. Objetivo general: Realizar un análisis del problema a fin de determinar la solución. Objetivos específicos: - Desarrollar modelos conceptuales apropiados para desarrollar un diagnóstico correcto. - Desarrollar un proceso de mantenimiento preventivo y correctivo. - Realizar recomendaciones para minimizar el desperfecto mecánico por averías producido por falla del obturador. MARCO TEÓRICO VÁLVULA DE CONTROL DE FLUJO. El cuerpo de la válvula contiene en su interior al obturador y los asientos y está provisto de rosca o de brida para conectar la válvula a la tubería. El obturador es el encargado de realizar la función de paso de fluido y puede actuar en dirección de su propio eje o bien tener un movimiento rotativo. Esta unido a un

vástago que pasa a través de la tapa del cuerpo y que es accionado por el servomotor. 2.2 EL MOTOR PASO A PASO. También llamado posicionador de mariposa de marcha lenta, sirve para la regulación del motor a régimen de ralentí. El motor paso paso actúa sobre un caudal de aire en paralelo con la mariposa, realizando un desplazamiento horizontal graduando la cantidad de aire que va directamente a los conductos de admisión sin pasar por la válvula de mariposa. En otros casos el motor paso a paso actúa directamente sobre la mariposa de gases abriendo un cierto ángulo en ralentí cuando teóricamente tendría que estar cerrada. El motor paso a paso recibe unos impulsos eléctricos de la unidad de control ECU que le permiten realizar un control del movimiento del obturador con una gran precisión. El motor paso a paso de desplaza en un sentido o en otro en función de que sea necesario incrementar o disminuir el régimen de ralentí. CUERPO DE LA MARIPOSA El cuerpo de la mariposa aloja el regulador de la presión de combustible, el motor paso a paso de la mariposa, el sensor de temperatura del aire y el inyector o inyectores. La ECU controla el motor paso a paso de la mariposa y al inyector o inyectores. El contenido de CO no puede ser ajustado manualmente. El interruptor potenciómetro de la mariposa va montado en el eje de la mariposa y envía una señal a la ECU indicando la posición de la mariposa. Esta señal se convierte en una señal electrónica que modifica la cantidad de combustible inyectado. El inyector accionado por solenoide pulveriza la gasolina en el espacio comprendido entre la mariposa y la pared del Venturi. El motor paso a paso controla el ralentí abriendo y cerrando la mariposa. El ralentí no se puede ajustar manualmente. CAUDALÍMETRO. La medición de caudal de aire se hace por medio de un caudalímetro que puede ser del tipo “hilo caliente”, o también del tipo “plato-sonda oscilante”, el primero otorga un diseño más compacto al sistema de inyección, reduciendo el número de elementos ya que el caudalímetro de hilo caliente va alojado en el mismo “cuerpo de mariposa”. El caudalímetro de plato-sonda forma un conjunto con la unidad de control ECU.

INTERRUPTOR DE MARIPOSA. El interruptor de mariposa en un potenciómetro que supervisa la posición de la mariposa para que la demanda de combustible sea la adecuada a la posición de la mariposa y al régimen del motor. La ECU calcula la demanda de combustible a partir de 15 posiciones diferentes de la mariposa y 15 regímenes diferentes del motor almacenados en su memoria. SENSOR DE TEMPERATURA DEL REFRIGERANTE. La señal que el sensor de la temperatura o sonda térmica del refrigerante envía a la ECU asegura que se suministre combustible extra para el arranque en frío y la cantidad de combustible más adecuada para cada estado de funcionamiento. SONDA LAMBDA. El sistema de escape lleva una sonda lambda (sonda de oxígeno) que detecta la cantidad de oxígeno que hay en los gases de escape. Si la mescla aire/combustible es demasiada pobre o demasiada rica, la señal que transmite la sonda de oxigeno hace que la ECU aumente o disminuya la cantidad de combustible inyectada, según convenga. UNIDAD DE CONTROL ELECTRONICA. El programa y la memoria de la ECU calculan las señales que le envían los sensores instalados en el sistema. La ECU dispone de una memoria de auto diagnóstico que detecta y guarda las averías. Al producirse una avería, se enciende la lámpara de aviso en el tablero de instrumentos. SENSOR DE POSICIÓN DEL PEDAL DE ACELERACION (APS). Este sensor informa a la ECU de motor la posición del pedal del acelerador, por lo tanto, traduce la voluntad del conductor. Es de tipo efecto hall, alimentado con 5 voltios, está fijado en el compartimiento motor y accionado por el pedal del acelerador a través de un cable de mando. Su funcionamiento descansa sobre un principio magnético sin contacto. La rotación del sector en funcionamiento, conectado al cable del pedal del acelerador, modifica la posición relativa de un imán en relación con los colectores de flujo. De esta forma, mientras mayor es el ángulo de hundimiento del acelerador, mayor es el haz de líneas de campo que traspasan la plaquita hall).

Desde un punto de vista mecánico, el captador posee resortes de retorno para llevar el pedal a la posición de descanso, así como para suministrar un esfuerzo bajo el pie del conductor y asegurar cierto confort y dosificación. El conjunto se presenta como un sistema indesmontable (compacto). DIFERENCIAS ENTRE SISTEMA CARBURADO Y SISTEMA INYECTADO CON OBTURADOR. SISTEMA CARBURADO

SISTEMA INYECCION ELECTRONICA

Alto consumo de combustible

Menor consumo de combustible

Mayor contaminación

Disminución de la contaminación

Mescla desigual de aire combustible

Dosificación exacta Mejor

potencia,

incrementando

rendimiento del motor Inyección directa en la cámara Mejor arranque en frío Menor costo de mantenimiento

Mayor costo de mantenimiento

HIPOTESIS. -En el pedal del acelerador se ha colocado un sensor de (APS) cuyo fin de reconocer la información exacta (ralentí media aceleración) del pedal en todo momento. Si el sensor de posición no envía la información a la computadora esta no enviara el porcentaje de aceleración que debe tener el auto entonces el sistema mariposa no trabaja. - El motor paso a paso (o servomotor) trabaja con deficiencia es ocasionará que el porcentaje de abertura mariposa del obturador no este sincronizado con la posición del pedal del acelerador. -El ECU recibe la señal de referencia del APS, pero esta no la envía la señal de confirmación al obturador -Si el sensor del pedal de aceleración fuera del tipo resistivo deberá hacerse una limpieza a las pistas del potenciómetro.

el

- Si el sensor del pedal de aceleración fuera de efecto hall se deberá regular con un calibrador de lámina y con un osciloscopio la posición correcta de dicho sensor. VARIABLES. - computadora del control del motor lo cual actúa sobre el sistema mariposa. (ECU) - Trhottle position sensor (TPS) cuyo objetivo es indicar a la ECU con exactitud la posición de la mariposa - La limpieza del cuerpo de aceleración con fines de mantenimiento preventivo o correctivo pueda a ser sé sin ningún peligro ni temor.

REGULADOR

DEL

RALENTÍ:

FUNCIONAMIENTO:

PRINCIPIO

DE

FUNCIONAMIENTO El regulador del ralentí es una válvula de aire de derivación. La ilustración de ejemplo del regulador del ralentí se compone de una carcasa fundida cerrada con una servoválvula magnética embridada. Fijada a ella se encuentra un cortaviento que, mediante el movimiento de la servoválvula, libera distintas secciones de aire, lo que le permite controlar el flujo de masa de aire con la válvula de mariposa cerrada.

El regulador del ralentí es el encargado de regular el número de revoluciones del motor en el marco de la regulación completa del ralentí del sistema de control del motor. Si se produce una variación repentina del estado de carga del motor al ralentí (p.ej. conexión del aire acondicionado, velocidad de fuga en la 1ª marcha o conexión adicional de un consumidor eléctrico), se requerirá aire y combustible adicional para evitar un paro del motor. Si el número de revoluciones del motor desciende por debajo de un valor crítico, almacenado como valor constante en la memoria de la unidad de control, se activa la válvula magnética y se logra un mayor paso del aire. Simultáneamente se prolonga el tiempo de apertura de las válvulas de inyección y se ajusta a las necesidades del motor.

Actuador del ralentí REGULADOR DEL RALENTÍ DEFECTUOSO: SÍNTOMAS DE AVERÍA: SÍNTOMAS Un defecto en el regulador del ralentí puede detectarse de la siguiente manera: 

Fluctuante nº de revoluciones al ralentí



El motor se para con el número de revoluciones al ralentí



El motor se para con el número de revoluciones al ralentí y al conectar un consumidor adicional



Iluminación del testigo luminoso de control del motor

CAUSAS DE AVERÍA EN UN REGULADOR DEL RALENTÍ: CAUSAS DE AVERÍA Las causas de una avería en un regulador del ralentí pueden ser: 

Fuerte suciedad



Cortocircuitos en la bobina



Retención del impulsor magnético eléctrico



No se produce alimentación de corriente desde la unidad de control del sistema de gestión del motor

CAMARA Y MULTIPLE DE ADMISION

Las dimensiones de los tubos del colector de admisión deberían adaptarse al número de revoluciones del motor. Lo ideal sería disponer de sistemas de

aspiración ajustables en continuo, en los que los conductos se alargaran y encogieran, para poder graduar la longitud de los tubos desde la válvula de admisión del motor hasta el colector. Estos sistemas de aspiración ajustables en continuo son muy complicados, caros y difícil de fabricar. En estos últimos años se han hecho grandes progresos. La marca Audi, por ejemplo, ha sustituido en su motor V8 el múltiple de admisión con tubos variables de dos fases (tubo largo y estrecho para bajas r.p.m. y tubo ancho y corto para altas r.p.m.) por otro de tres fases. Honda también utiliza para sus motores V6 un sistema de aspiración de tres fases.

Sistema de admisión variable por longitud del colector La expresión "por longitud del colector" no tiene por qué ser siempre la variación de la longitud del colector también se puede variar el diámetro del colector. Los motores en línea de 4 cilindros ofrecen la posibilidad de desarrollar los colectores de admisión que cumplan las características de los sistemas de admisión variable, con cuatro tubos articulados de igual longitud que desembocan en la mayoría de los casos formando un ángulo recto en un colector, en cuyo extremo abierto se sitúa la pieza de conexión para la válvula de mariposa.

Chapaleta en el colector de admisión accionada En los modos estratificado y homogéneo-pobre y en partes del modo homogéneo se acciona la chapaleta (válvula mariposa) en el colector de admisión

y

se

cierra

el

conducto

inferior

en

la

culata.

Debido a ello el aire de admisión fluye únicamente a través del conducto superior hacia el cilindro. Este conducto está diseñado de modo que el aire de admisión ingrese describiendo una turbulencia cilíndrica. Adicionalmente aumenta la velocidad de flujo a través del estrecho conducto superior, intensificando la formación de la mezcla. Esto tiene dos ventajas 

En el modo estratificado, el flujo cilíndrico del aire transporta el combustible hacia la bujía. En el trayecto hacia ésta se realiza la formación de la mezcla.



En el modo homogéneo-pobre y en partes del modo homogéneo, el flujo de turbulencia cilíndrica del aire respalda la formación de la mezcla. De esta forma se consigue una alta capacidad de ignición de la mezcla y una combustión estable, así como un funcionamiento con mezcla pobre. Esto supone dos ventajas:

Chapaleta en el colector de admisión no accionada Al funcionar a cargas y regímenes superiores en el modo homogéneo no se acciona la chapaleta en el colector de admisión, con lo cual se encuentran abiertos ambos conductos. Debido a la mayor sección de paso del conducto de admisión, el motor puede aspirar la masa de aire necesaria para la entrega de un par más intenso y una alta potencia.

La admisión variable por longitud de colector, además de aprovechar la velocidad del aire para conseguir una mezcla más homogénea y completa, también puede aprovechar las características acústicas de los conductos de admisión, consiguiendo un efecto de sobrealimentación del motor. Para conseguir este efecto de sobrealimentación, los conductos del colector tienen que tener un diseño muy estudiado y adaptado a la cilindrada del motor y al número de r.p.m. del mismo. Este diseño no siempre es posible ya que es costoso económicamente su fabricación y hay ocasiones, en que falta espacio en el vano motor.Un colector que aprovecha tanto la característica de las dimensiones del colector como un diseño adecuado para beneficiarse de las características acústicas del mismo, es el utilizado por la marca Citroën, en sus motores multiválvulas. Este sistema de admisión se denomina ACAV (Admisión de Características Acústicas Variables). Este sistema de admisión permite mediante cuatro trampillas internas (4) obtener dos longitudes y diámetro de colectores diferentes. Estas trampillas se accionan neumáticamente (5) por medio de una electroválvula que corta o permite el paso del vacío que actúa sobre las cápsulas de vacío (5). Cuando el régimen del motor está comprendido entre 1000 y 5000 r.p.m., la electroválvula es activada, las trampillas están cerradas y el aire recorre el colector más largo (3), de forma que favorece el par. Cuando el régimen es superior a las 5000 r.p.m., la electroválvula corta el vacío, la trampilla se abre y toma el conducto más corto (2) a fin de favorecer la potencia máxima.

Sistema de admisión variable por resonancia El funcionamiento de una admisión variable resonante es como la que hemos explicado anteriormente, la única diferencia es que en vez de tener dos depósitos (3) ahora tenemos un solo depósito dividido en dos partes por una válvula mariposa resonante (7, en la figura inferior). En la admisión variable resonante existe una combinación de los sistemas de tubo de resonancia y de tubo oscilante. Cuando la válvula mariposa resonante está abierta (altas r.p.m.) el deposito (3) se convierte en un solo volumen. Se origina entonces un colector de aire para los tubos oscilantes de admisión cortos (2).Cuando el régimen del motor es bajo (r.p.m. bajas) la válvula mariposa resonante está cerrada, entonces el sistema se comporta como un sistema de admisión resonante.

Utilizado principalmente en motores en "V", motores de cilindros horizontales "bóxer" y también en motores en línea con 6 o más cilindros. Sistema Dual RAM de Opel Por medio de un tubo de aspiración adecuado con una válvula de mariposa conmutable se divide el motor de 6 cilindros, en 2 motores de 3 cilindros cuando las r.p.m. son bajas, con esto se consigue un par motor elevado. A partir de aproximadamente 4000 r.p.m. se abre la válvula de mariposa y el modo de funcionamiento se modifica volviendo el motor a trabajar como un 6 cilindros, con esto se genera una potencia elevada. Dependiendo de la conformación y del ajuste del sistema de aspiración, puede producirse otro incremento de

potencia para un numero de r.p.m. muy elevado, si se vuelve a cerrar la válvula de mariposa a partir de aproximadamente 6000 r.p.m..

Sistema VarioRam de Porsche Porsche utiliza en su modelo 964 Carrera un sistema de admisión resonante combinado con unos conductos oscilantes de admisión de longitud variable, que tienen tres estados de funcionamiento según sea el numero de revoluciones del motor. Las tres fases de funcionamiento son: 

Hasta las 5000 r.p.m., la parte resonante del colector de admisión esta cerrado por la válvula mariposa (4).



De 5000 a 5800 r.p.m., se abre la válvula mariposa (4) entrando en funcionamiento la parte resonante del colector de admisión dividiendose el motor en dos motores de 3 cilindros por la válvula mariposa (3).



A partir de las 5800 r.p.m., se abre la válvula mariposa resonante (3), ahora el colector ya no se divide en dos, ahora es uno solo para los 6 cilindros.

El Turbo El turbo cargador o turbocompresor tiene sus orígenes en 1928 en Alemania. Fue diseñado básicamente para los motores de Diesel, para darle más potencia con bajo peso. Fue hasta 1952 cuando se usó por primera vez en un auto de carreras, mas no fue producto de seria en las plantas armadoras hasta mediados de los 80’s cuando se implementó regularmente en los autos de calle. Su funcionamiento.- el turbo se compone de 2 turbinas, básicamente, la primaria, usa los gases del escape del motor de combustión interna, para girar sobre un mismo eje, conectado a la otra turbina –turbina secundaria- la cual absorbe aire de la atmósfera para introducirlo al motor. Aquí es donde empieza lo interesante: a mayor cantidad de gases de escape (más rpm del motor) mayor presión de aire le entra al motor, pero como todo, esto tiene un límite, por ello se les instala válvulas o sensores, para controlar esta presión, manteniéndola en un rango prefijado por las compañías armadoras, en base a cálculos de compresión, calor generado, presión de gasolina, etc. La función que desempeñan es la de forzar la entrada de aire al motor, para que el mismo disponga de más oxígeno para quemar una mayor cantidad de combustible, resultando en un aumento de potencia importante, con respecto al funcionamiento "aspirado" de los motores convencionales, los cuales deben aspirar el aire que necesitan, limitando la cantidad de oxigeno disponible para quemar el combustible.

Estos mecanismos de entrada forzosa de aire se llaman "sobre alimentadores" o "compresores". Los más comunes son el "turbocompresor o turbo cargador", y los diferentes tipos de "supe cargador".

El "turbo", como es llamado comúnmente, es un compresor de aire que fuerza la entrada del mismo al motor por medio de un mecanismo de aspas, algo así como una aspiradora que dirige aire presurizado hacia el interior del motor, por medio de unas turbinas, de ahí su nombre. El mecanismo consta de 2 hélices o turbinas, que están colocadas cada una en el extremo de un mismo eje de rotación. Una de ellas está colocada en la trayectoria de flujo de los gases del escape, y la otra está colocada en la trayectoria de flujo del aire puro que respira

el

motor,

cada

una

sellada

en

un

compartimento

propio.

La segunda turbina, está construida para que al ser impulsada por la primera, aspire aire y forcé su entrada al motor, de manera que gracias al movimiento de

la primera turbina, obligada a rotar a gran velocidad por el flujo del escape, la segunda recibirá el impulso necesario para aspirar aire y entregarlo al motor.

Ventajas del turbo: -Un turbo puede girar a cientos de vueltas por segundo, por lo que es capaz de presurizar una cantidad enorme de aire. -El turbo es un mecanismo muy simple, por lo que su mantenimiento es bajo, y su vida útil es alta. -En baja el consumo se reduce, porque el motor quema todo el combustible. Desventajas: -Aunque es simple, el turbo es muy delicado, siendo susceptible a recalentarse o a presentar fallas por mala lubricación. por lo que su respuesta no es inmediata, siendo este un factor crítico en cuanto a rendimiento deportivo. El super cargador El supe cargador básicamente hace lo mismo que el turbo cargador, pero con unas ligeras diferencias, mientras que el turbo toma la presión de los gases de escape, el supe cargador toma potencia del motor, a través de una banda, para generar presión de aire.

Generalmente las presiones que alcanza el turbo, (hablando de motores de calle) es mucho mayor que la de un supe cargador, digamos 15-17 psi del

turbo, comparado contra 6-8 psi del supe cargador, como todo en la vida, hay sus excepciones, hay supe cargadores que pueden generar 20-25 psi, pero también requieren motores con mucho mayor potencia que un motor común,

En la gran mayoría de los supe cargadores, no se requiere un intercalar, como en los motores turbo cargados, debido a la presión que manejan, para presiones máximas de 8 psi, no se requiere intercalar. (ya sean turbo o supercargazos) sin que esto desmerite la función del radiador de aire.

Una práctica muy común, es cambiar la polea del supe cargador, por una más pequeña, si bien, esto genera más rpm en el supe cargador, dando más presión, no es lo más recomendable, porque los baleros internos de este, giran un 12,15-20% más rápido, (en función del diámetro de la polea que se le ponga) no están diseñados para soportar este incremento, por lo que su tiempo de vida se acorta drásticamente.

El súper cargador puede tener varias formas. Básicamente se denomina súper cargador a un sobre alimentador que es impulsado por la misma rotación del motor, ya sea por medio de una polea y una correa, o por medio de engranajes. Hay varios tipos de mecanismos. La mayoría constan de mecanismos compresores de aire que son movidos por un sistema de "correa y polea" impulsado por el motor. El mismo principio bajo el que trabajan el alternador o el compresor del aire acondicionado. Ventajas del súper cargador: -Su respuesta es inmediata. Es capaz de presurizar grandes cantidades de aire de forma inmediata, resultando en buenos tiempos de salida en competencia. -No se calienta tanto como el turbo, por lo que su funcionamiento es más confiable. Desventajas: -Su capacidad de presurización es inferior a la del turbo. -Al ser impulsado por el motor, necesita "robar" potencia del mismo para trabajar. -Suele ser más grande, complejo, y pesado que el turbo.

INFORME

INTEGRANTES FLORES ROSA RODRIGO TORRES SEGOBIA JOSE ARMANDO VACA HEREDIA JORGE ANTONIO MELEMDRES IRIARTE FERDDY PAREDES MAMANI FRANZ RICHAR ZARATE LLAVETA IVER