inyección electronica de combustible
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Fuel InyectionTRANSCRIPT
Universidad Autónoma ChapingoDepartamento de ingenieria mecánica agrícola.
Tractores y Automoviles.
Práctica No. 1: “Inyección Electrónica de Combustible”.
Presenta: Aguilar Hernández Guillermo.
GRADO: 6° GRUPO: 1
PROFESOR: Ing. José Ramón Soca Cabrera.
Titular de la práctica: Manuel Bermúdez Pérez.
Chapingo Estado de México, a 12 de Marzo de 2014.
1. INTRODUCCION.
Para que el motor tenga un funcionamiento suave, económico y no contamine el
medio ambiente, él necesita recibir una mezcla aire/combustible perfecta, en todos
los niveles de rotación.
Un carburador, por mejor que sea y por mejor que esté su regulación, no consigue
alimentar al motor en la proporción ideal de la mezcla pues es poco preciso.
Debido a la evolución muy rápida de los vehículos, el viejo carburador ya no sirve
más para los nuevos motores, en lo que se refiere a la contaminación del aire por
emisiones, economía (ahorro) de combustible, potencia y respuestas rápidas en
las aceleraciones, etc.
Dadas estas condiciones se han desarrollado los sistemas de inyección
electrónica de combustible, que tienen como objetivo proporcionar al motor un
mejor rendimiento y más economía (ahorro) en todos los regímenes de
funcionamiento, pero principalmente menor contaminación del aire.
Los sistemas de encendido e inyección electrónica de combustible están basados
en más de 100 años de investigación.
Hoy en día los sistemas de inyección electrónica tienen la característica de
permitir que el motor reciba solamente el volumen de combustible que necesita
según las condiciones en las que este trabaje.
En síntesis un sistema de inyección electrónica posibilita y garantiza:
Menos contaminación;
Más economía;
Mejor rendimiento;
Arranque más rápido;
No utiliza el ahogador (choque) (dispensa la utilización del estárter).
Mejor aprovechamiento del combustible.
Pues bien, dado a que en el Departamento de Ingeniería Mecánica Agrícola,
(DIMA), se trabaja a la vanguardia, el presente reporte pretende dar a conocer y
describir el circuito de un sistema de inyección electrónica.
2. OBJETIVOS
2.1. Objetivo General. Conocer los elementos de un sistema de inyección electrónica de
combustible y comprender el principio de funcionamiento del mismo.
2.2. Objetivos particulares. Ser capaz de identificar cada uno de los elementos del sistema de
inyección en los vehículos.
Armar el circuito integrado del sistema de inyección electrónica
3. REVISION BIBLIOGRAFICA.3.1. Historia del sistema de inyección electrónica.
El sistema de inyección electrónica de combustible fue desarrollado conjuntamente
por Magneti Marelli y Fiat a principios de los años 90 y finalmente industrializado por
Bosch.
Desde ese momento ha ido incorporándose en diferentes marcas a varios motores
debido a la relativa facilidad para su integración y que es muy efectivo en el
automóvil.
Cabe mencionar que la historia presentada es exclusiva de la empresa BOSCH
y que 2005 a la fecha se han hecho algunas nuevas innovaciones para los
sistemas de inyección electrónica de combustible.
3.2. Inyección del sistema carburador.
Se llama carburador a la parte que se encuentra ubicada en la parte superior del
motor, montado en el múltiple de admisión y sirve para administrar el ingreso de
combustible a la cámara de combustión.
El diseño de un carburador obedece a las necesidades de eficiencia para una
correcta mezcla aire/combustible (14.7 partes de aire por 1 de gasolina).
Existen diferentes, tipos de carburadores, que difieren en tamaño, figura,
conexiones, etc.; Pero la función siempre es la misma: Administrar una correcta
mezcla de combustible, para enviarla a la cámara de combustión.
Ahora bien, existen diferentes tipos de carburador; pero todos tienen el mismo
objetivo.
El carburador posee una sección donde la gasolina y el aire son mezclados y otra
sección donde la gasolina es almacenada a un nivel muy preciso, por debajo del
nivel del orificio de salida (cuba). Estas dos secciones están separadas pero
conectadas por la tobera principal.
La relación de aire-combustible es determinante en el funcionamiento del motor.
Esta mezcla, llamada también factor lambda, indicada en el párrafo anterior no
debe ser menor de unas 10 partes de aire por cada parte de gasolina, ni mayor de
17 a 1; en el primer caso hablamos de "mezcla rica" y en el segundo de "mezcla
pobre". Por debajo o por encima de esos límites el motor no funciona bien,
llegando a "calarse", en un caso "ahogando" las bujías y en el otro calentándose
en exceso, con fallos al acelerar y explosiones de retorno.
En la carrera de admisión del motor, el pistón baja dentro del cilindro y la presión
interior del cilindro disminuye, aspirando aire desde el purificador (filtro),
carburador y colector de admisión fluyendo hasta el cilindro. Cuando este aire
pasa a través del estrechamiento del carburador (Venturi), la velocidad se eleva, y
por el efecto Venturi aspira la gasolina desde la tobera principal. Esta gasolina
aspirada es soplada y esparcida por el flujo de aire y es mezclada con el aire.
Esta mezcla aire-combustible es después aspirada dentro del cilindro.
3.3. Sistema TBI
T.B.I (Throttle Body Injection) Se conoce como T.B.I al Sistema de inyección
que utiliza 1 o 2 inyectores eléctricos, colocados en la parte superior del
múltiple de admisión.
Este sistema funciona valiéndose de una computadora, instalada dentro del
vehículo, En cuanto se abre el switch (activar la llave de encendido),los
inyectores reciben 12 voltios en el lado positivo; el lado negativo o tierra lo
controla la computadora, la cual se vale de un monitoreo constante de sus
sensores instalados en diferentes partes del motor, y su compartimiento, para
ajustar la entrega de combustible, tratando siempre, de mantener una mezcla
perfecta de aire y gasolina (14.7 partes de aire por 1 de gasolina).
Un sistema de inyección T.B.I. está compuesto por; un cuerpo de aceleración,
uno o dos inyectores y un regulador de presión. La presión de combustible es
generada por una bomba eléctrica.
3.4. Sistema de inyección electrónica.
La inyección electrónica es una forma de inyección de combustible, tanto para
motores de gasolina, en los cuales lleva ya varias décadas implantadas, como
para motores diésel, cuya introducción es relativamente más reciente.
Se puede subdividir en varios tipos (monopunto, multipunto, secuencial,
simultánea) pero básicamente todas se basan en la ayuda de la electrónica para
dosificar la inyección del carburante y reducir la emisión de agentes contaminantes
a la atmósfera y a la vez optimizar el consumo.
Este sistema ha reemplazado al carburador en los motores de gasolina. Su
introducción se debió a un aumento en las exigencias de los organismos de
control del medio ambiente para disminuir las emisiones de los motores.
En los motores diésel ha sustituido a la bomba inyectora, con inyectores
mecánicos, por una bomba de alta presión con inyectores electrohidráulicos.
Su importancia radica en su mejor capacidad respecto al carburador para dosificar
el combustible y dosificar la mezcla aire / combustible, es decir el factor lambda de
tal modo que quede muy próxima a la estequiométrica (14,7:1 para la gasolina), es
decir factor lambda próximo a 1 lo que garantiza una muy buena combustión con
reducción de los porcentajes de gases tóxicos a la atmósfera. La relación
estequiométrica es la proporción exacta de aire y combustible que garantiza una
combustión completa de todo el combustible. En este caso el factor lambda es
igual a 1
3.4.1. Principio de funcionamiento.
Cuando ocurre el arranque en el vehículo, los pistones del motor suben y bajan, y
el sensor de rotación señaliza a la unidad de comando la rotación del motor.
El movimiento de bajada, se produce en el múltiple de admisión una aspiración
(vacío), que aspira aire de la atmosfera y pasa por el medidor de flujo masa de
aire y por la mariposa de aceleración, llegando hasta los cilindros del motor.
El medidor informa a la unidad de comando el volumen de aire admitido. La unidad
de comando, a su vez, permite que las válvulas de inyección proporcionen la
cantidad de combustible ideal para el volumen de aire admitido, generando la
perfecta relación aire/combustible, que es llamada de mezcla.
Cuanto más adecuada la mezcla mejor rendimiento y la economía, con una
menor emisión de gases contaminantes. Los sistemas de inyección son
constituidos básicamente por sensores y actuadores.
Los sensores en un sistema de inyecciones electrónica son componentes
instalados en varios puntos del motor y sirven para enviar información a la unidad
de comando (señales de entrada). Por ejemplo el sensor de temperatura y el
sensor de rotación, etc.
Los actuadores a su vez son componentes que reciben informaciones de la unidad
de comando y actúan en el sistema de inyección, variando el volumen de
combustible que el motor recibe, corrigiendo el punto de encendido, ralentí, etc.
Algunos ejemplos son el actuador de ralentí y válvulas de inyección, por
mencionar algunos.
3.4.2. Elementos de un sistema de inyección electrónica.
Los elementos de un sistema de inyección electrónica de combustible son
comúnmente de tres tipos (según el autor) a saber.
Mecánicos.
Hidráulicos.
Eléctricos.
Tanque de almacenamiento de combustible.
Es un contenedor para almacenar gasolina, Diesel, gas, etc. comúnmente es que
está montando en la parte inferior y trasera del vehículo y tiene una capacidad de
almacenar de 30 a 110 litros de combustibles según el tipo de vehículo que se
posea, antes estaban hechos de metal, ahora se componen de 95% de
polipropileno.
Bomba de combustible.
El combustible es aspirado del tanque por una bomba eléctrica, que lo suministra
bajo presión a un tubo distribuidor donde se encuentran las válvulas de inyección.
La bomba provee más combustible de que lo necesario, a fi n de mantener en el
sistema una presión constante en todos los regímenes de funcionamiento. Lo
excedente retorna al tanque.
La bomba no presenta ningún riesgo de explosión, porque en su interior no hay
ninguna mezcla en condiciones de combustión. En la bomba no hay
mantenimiento, es una pieza sellada. Debe ser probada y reemplazada si
necesario.
La bomba puede estar instalada dentro del tanque de combustible (bomba IN
TANK). O tienen larga vida útil y está instalada fuera del tanque (IN LINE).
La bomba de combustible suministra en forma continua el combustible al sistema.
La presión de la bomba siempre tiene que ser mayor que la demanda máxima de
combustible del motor para mantener siempre la presión necesaria.
Relevador de bomba.
Este conmuta; es decir, hace que el circuito de alimentación de la bomba pase de
la condición de cerrado a la condición de abierto.
Este dispositivo tiene terminales los cuales van conectadas a diferentes partes del
circuito de inyección.
30, va conectado a la Batería (+).
87, va conectado a la bomba de gasolina.
86, va conectado a ignición.
85, va conectado a la tierra física, ECM (módulo de control eléctrico).
Switch de encendido.
El interruptor de encendido, que normalmente se encuentra en la columna de
dirección, tiene un cable "caliente" (o una conexión directa a la batería), que en
ruta la corriente al solenoide de arranque, que puede estar situado adentro o
adyacente al motor de arranque.
Al igual que el relevador tiene terminales que son accionadas cuando la llave
acciona el switch en distintos puntos.
Llave girada a la izquierda. ACC y BAT.
Llave girada a la derecha. BAT, ING y ACC.
Llave girada más a la derecha. BAT, ING y ST.
Donde: BAT – Positivo a la batería, ST – Positivo a la marcha, ACC – Accesorios
y ING – Ignición.
Módulo de control electrónico.
Determina la presión y cantidad de combustible necesaria de combustible y
controla todos los elementos de ajuste y las válvulas de inyección.
Tuberías de combustible.
Son tuberías que conducen el combustible hacia los inyectores y que retorna en el
tanque de combustible. Generalmente están hechas de polipropileno y se pueden
distinguir por el color azul o negro.
Filtro de combustible.
Es lo que más se desgasta en el sistema. El filtro está instalado después de la
bomba, reteniendo posibles impurezas contenidas en el combustible. El filtro
posee un elemento de papel, responsable por la limpieza del combustible, y luego
después se encuentra una tela para retener posibles partículas del papel del
elemento filtrante.
Este es el motivo principal para que el combustible tenga una dirección indicada
en la carcasa del filtro, y debe ser mantenida, de acuerdo con la flecha.
Es el componente más importante para la vida útil del sistema de inyección. Se
recomienda cambiarlo a cada 20.000 km en promedio.
En caso de dudas consultar la recomendación del fabricante del vehículo con
respecto al período de cambio. En su mayoría, los filtros están instalados bajo del
vehículo, cerca del tanque. Por no estar visible, su reemplazo muchas veces se
olvida, lo que produce una obstrucción en el circuito. El vehículo puede parar y
dañar la bomba. Cambiarlo regularmente significa proteger el sistema de
inyección.
Riel de inyectores.
Es por donde el combustible se distribuye hacia los inyectores.
Inyectores o válvulas de inyección.
En los sistemas de inyección multipunto, cada cilindro utiliza una válvula de
inyección que pulveriza el combustible antes de la válvula de admisión del motor,
para que el combustible pulverizado se mezcle con el aire, produciendo la mezcla
que resultará en la combustión.
Las válvulas de inyección son comandadas electromagnéticamente, abriendo y
cerrando por medio de impulsos eléctricos provenientes de la unidad de comando.
Para obtener la perfecta distribución del combustible, sin pérdidas por
condensación, se debe evitar que el chorro de combustible toque en las paredes
internas de la admisión.
Por lo tanto, el ángulo de inyección de combustible difiere de motor para motor,
como también la cantidad de orificios de la válvula.
Para cada tipo de motor existe un tipo de válvula de inyección. Como las válvulas
son componentes de elevada precisión, se recomienda revisarlas regularmente.
Unidad de comando.
Es el cerebro del sistema. Es ella que determina el volumen ideal de combustible a
ser pulverizado, con base en las informaciones que recibe de los sensores del
sistema. De esta forma la cantidad de combustible que el motor recibe, se
determina por la unidad de comando, por medio del tiempo de apertura de las
válvulas, también conocido por tiempo de inyección
Regulador de presión.
Los reguladores de presión son los encargados de mantener constante presión
dentro del tubo de alimentación de combustible.
3.4.3. Tipos de sistemas de inyección electrónica.
Existen muchos tipos de sistemas de inyección electrónica. Siguen algunos
ejemplos.
4. MATERIALES Y HERRAMIENTAS Carburador
Combustible
Batería
Multímetro
Bomba de combustible
4 inyectores
Riel de inyectores
Manómetro
Cables
Relevador
Simulador de la computadora para mandar pulsos a los inyectores.
Transformador de corriente alterna a corriente directa de 12 volts.
Filtro de combustible
Mangueras para combustible
Switch
Destornillador hexagonal de ¼”
Llave española de ¾
5. METODOLOGÍA.1. Explicación breve y concreta con el fin de conocer el sistema de inyección
electrónica, componentes y modo de funcionamiento, así como ventajas
frente al sistema carburador.
2. Observar el funcionamiento del carburador.
3. Explicación y observación del funcionamiento de cada uno de los
componentes de sistema de inyección electrónica.
4. Armado del circuito integral del sistema de inyección electrónica (básico).
5. Observar el sistema de inyección electrónica en un automóvil e identificar
componentes visibles.
6. Conclusiones, discusión y observaciones.
6. DESARROLLO
La práctica se desarrolló de acuerdo con la metodología antes mencionada.
1. La explicación dada por el profesor se refiere prácticamente la misma
información que se presenta en la revisión bibliográfica.
2. Se observó el funcionamiento del sistema carburador.
3. Explicación y observación del funcionamiento de cada uno de los
componentes de sistema de inyección electrónica.
Se conectó un relevador a una batería de
automóvil para ver como función y su modo de
activación.
Se introdujo una bomba de combustible a un pequeño depósito con
gasolina y se conectó a la batería de automóvil para ver su funcionamiento.
Con switch de encendido de automóvil se buscaron los modos de
continuidad de sus conectores en cada una de las posiciones de la llave.
4. Armado del circuito integral del sistema de inyección electrónica (básico)
bajo el siguiente procedimiento.
A) Se conectaron los inyectores a
la tubería de alimentación de
combustible, pero previamente
se lubricaron con vaselina para
evitar daños, una vez colocados
los sujetamos bien para evitar que con el aumento de presión en el
funcionamiento el sistema se votaran.
B) Con una manguera se conectó el filtro de combustibles con la tubería de
alimentación de combustible y con el manómetro.
C) Conectamos la manguera de la bomba al filtro de combustible, así
terminamos de armar el circuito mecánico e hidráulico del combustible.
D) Amado del circuito eléctrico.
1. Conectamos el positivo de la batería con el BAT del switch.
2. El IGN del switch con la terminal 86 del relevador
3. El negativo de la batería con la terminal 85.
4. El negativo de a batería con el de la bomba.
5. El positivo de la batería con la terminal 30 del relevador.
6. El positivo de la bomba con La terminal 87 del relevador.
E) Para finalizar el armado del sistema de inyección electrónica de
combustible, conectamos los elementos electrónicos.
1. Conectamos e transformador a la corriente alterna para alimentar al
simulador.
2. Conectamos cada uno de los inyectores con el simulador.
F) En la etapa final se activó la bomba por medio del switch cambiando a
posición de la llave para así observar el funcionamiento de los
elementos del sistema: La forma en que inyectan el combustible los
inyectores, la presión del sistema, el retorno de combustible.
G) Se hizo variar la longitud y el tiempo entre cada impulso mandado a los
inyectores para así observar la forma en que varía el tiempo de
inyección y las inyecciones por minuto.
7. RESULTADOS
Se armó el circuito integrado de un sistema de inyección electrónica.
9. CONCLUSIONES.
A) La inyección electrónica de combustible ofrece muchas ventajas ante el sistema
carburador en cuanto como son:
Menos contaminación;
Más economía (ahorro);
Mejor rendimiento;
Arranque más rápido;
Mejor aprovechamiento del combustible.
B) Se lograron los objetivos previamente expuestos sin ningún inconveniente.
10. COMENTARIOS.
Desde mi punto de vista el desarrollo de esta práctica es de vital importancia en
nuestra formación, creo que debería de extenderse a dos sesiones para una mejor
comprensión.
11. BIBLIOGRAFIA.
http://www.catalogobosch.com/BibliotecaPDF_es/Inyecci%C3%B3n/
Sistemas_de_Inyecci%C3%B3n.pdf
http://es.wikipedia.org/wiki/Carburador
http://sistemasdealimen.blogspot.mx/
http://www.boschservice.com.pe/informaciones_tecnicas/pdf/
sistemas_inyeccion_electronica.pdf