inyeccion-l-jetronic (2)

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  • 8/12/2019 inyeccion-l-jetronic (2)

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    Motores trmicos y sus sistemas auxiliaresI.E.S. Virgen del Espino Dpto. Automocin

    Soria

    L-Jetronic

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    DPTO. AUTOMOCIN I.E.S. VIRGEN DEL ESPINO

    MDULO: MOTORES TRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES SORIA

    LL--JJEETTRROONNIICC

    ndice

    Introduccin

    Caracterizacin

    Evolucin de los sistemas de inyeccin por mando

    electrnico

    Sistema de inyeccin L-Jetronic

    Medidor del caudal de aire de admisin

    Elementos de arranque en fro y control de ralent

    Sensor de presin baromtrica

    Sonda lambda y el catalizador

    Registro del nmero de revoluciones

    Sistema de alimentacin de combustible

    Sistema de control

    Unidad de control

    Derivado del L-Jetronic

    - 2 -Miguel Arnaiz Garca

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    MDULO: MOTORES TRMICOS Y SUS SISTEMAS AUXILIARES SORIA

    LL--JJEETTRROONNIICC

    Introduccin

    La principal y ltima funcin del motor de un automvil es conseguir convertir la

    energa trmica procedente de la combustin en energa cintica, es decir,

    movimiento para conseguir el desplazamiento del vehculo. El momento

    fundamental del proceso es, lgicamente, cuando se produce la combustin de

    la gasolina en la cmara de combustin.

    Para ello, debe llegar a dicha cmara el combustible correctamente dosificadoy mezclado con la cantidad apropiada de aire, para que la combustin sea lo

    ms rpida y eficaz posible. Para conseguir una alimentacin correcta de

    aire-gasolina en el motor disponemos de dos sistemas distintos: el carburador y

    los sistemas de inyeccin.

    Los sistemas de inyeccin se han ido imponiendo poco a poco debido

    principalmente a presentar las siguientes ventajas sobre los carburadores:

    Obtencin de mayor potencia partiendo de la misma base mecnica.

    Menor consumo de combustible.

    Menores emisiones de gases contaminantes.

    Los sistemas de inyeccin de gasolina pueden ser controlados de forma

    mecnica, electrnica o una mezcla de ambas. Sin embargo, han sido los

    sistemas controlados electrnicamente los que se han implantado

    definitivamente en los automviles, por su mayor eficacia en el control del

    motor.

    - 3 -Miguel Arnaiz Garca

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    LL--JJEETTRROONNIICC

    Caracterizacin de los sistemas empleados

    habitualmente

    Los sistemas de inyeccin de gasolina aplicados en la actualidad se

    pueden clasificar segn varios criterios:

    a) Atendiendo al nmero de inyectores, se clasifican en:

    Sistemas multipunto

    Sistemas monopunto

    Los sistemas multipunto son aquellos en los que cada uno de los

    cilindros est provisto de un inyector, situado en el colector de

    admisin (INYECCIN INDIRECTA) o situado en la cmara de

    combustin (INYECCIN DIRECTA).

    Los sistemas monopunto, son aquellos en los que todos los cilindros

    estn alimentados desde una sola unidad central, unidad central de

    inyeccin, situada en el colector de admisin.

    b) A su vez, la inyeccin multipunto indirecta posee tres variantes.

    - 4 -Miguel Arnaiz Garca

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    Atendiendo a la forma de realizar la inyeccin, se clasifican en:

    Sistemas secuenciales

    Sistemas semisecuenciales

    Sistemas simultneos o agrupados

    Los sistemas secuenciales son aquellos en los que los inyectores

    son mandados una sola vez por ciclo del motor y en fase de

    admisin.

    Inyeccin secuencial

    - 5 -Miguel Arnaiz Garca

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    Los sistemas semisecuenciales son aquellos en los que los

    inyectores se mandan por parejas (en un motor de cuatro cilindrosse activan a la vez el 1.3 y 2.4) en cada vuelta motor.

    Inyeccin semisecuencial

    Los sistemas simultneos o agrupados son aquellos en que el

    mando de los inyectores es sincronizado con cada vuelta del

    cigeal.

    - 6 -Miguel Arnaiz Garca

    Inyeccin agrupada

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    c) Atendiendo al sistema utilizado para el control de la dosificacin dela mezcla, se clasifican en:

    Sistemas mecnicos

    Sistemas electrnicos

    Sistemas mixtos

    d) Finalmente, se pueden clasificar en:

    Sistemas combinados

    Sistemas no combinados

    Los sistemas combinados son aquellos que integran el sistema de

    inyeccin y encendido en la misma unidad de control, y los sistemas

    no combinados, son aquellos en los que los circuitos de inyeccin y

    encendido son independientes, y disponen de dos unidades de

    control, una para cada circuito.

    Evolucin de los sistemas de inyeccin por mando

    electrnico

    Los sistemas de inyeccin por mando electrnico surgieron a partir de lossistemas por mando mecnico, como es el sistema K-Jetronic, el cual

    posee un dispositivo de control de dosificacin de tipo mecnico.

    Poco despus sali un sistema mixto, el KE-Jetronic. Este sistema

    incorpora un regulador elctrico de presin de combustible comandado

    por una unidad electrnica de control (UEC). La incorporacin de la UEC

    con los distintos sensores elctricos que informarn a esta de todos los

    - 7 -Miguel Arnaiz Garca

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    parmetros del motor, es lo que da paso a la inyeccin electrnica de

    gasolina.

    Despus del sistema KE-Jetronic aparece el D-Jetronic que se caracteriza

    por disponer de un captador de presin, el cual traduce estados de

    depresin del colector de admisin en seales elctricas que manda a la

    UEC, para determinar la cantidad de aire de admisin y as ajustar la

    dosificacin de la mezcla.

    Este sistema no ha tenido unos resultados tan buenos como podaesperarse, siempre comparando con el carburador, mucho ms barato,

    pero pronto se vio que el problema de la dosificacin perfecta tena que

    encontrarse en la manera de medir el aire entrante a los cilindros con la

    mayor exactitud posible. Por ello, se abandon la idea de medirlo con la

    presin o depresin en el colector de admisin, ya que no lograba

    conseguir unos resultados satisfactorios en todos estados de carga del

    motor.

    Este inconveniente se soluciona con la aparicin del sistema L-Jetronic de

    gran efectividad al incorporar un nuevo sistema medidor de caudal de aire

    entrante en el cilindro. En este caso se utiliza un medidor de compuerta

    oscilante que efecta directamente la medicin. Otra novedad de este

    sistema es que el regulador de presin del combustible acta en funcin

    de la depresin del colector de admisin adems de la presin del

    combustible.

    El sistema L-Jetronic tiene varios derivados, entre ellos destaca el

    LH-Jetronic por disponer de un nuevo sistema de medida de masa de aire

    consumido por el motor, que consiste en la colocacin de un hilo caliente

    de platino en el colector de admisin.

    - 8 -Miguel Arnaiz Garca

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    Despus de haber conseguido la perfeccin de los equipos de inyeccin

    con los sistemas L-Jetronic, uno de los objetivos que queda por consolidares coordinar el encendido y la inyeccin con una misma UEC. Este

    objetivo se ha conseguido con la aparicin del sistema Motronic, o el

    Renix.

    Estos sistemas tan perfeccionados resultan con un alto costo por lo que

    ha llevado a los fabricantes a sacar un sistema ms barato con la

    introduccin de los sistemas monopunto, entre los que se encuentra elMono-Jetronic.

    Sistemas Multipunto

    Sistema de inyeccin L-Jetronic

    Las caractersticas generales de un equipo L-Jetronic de la casa Bosch y

    de sus derivados, tales como el LE2-Jetronic son las siguientes:

    No incorpora el sistema de encendido

    El mando es completamente electrnico. La UEC recibe

    constantemente informacin de cada uno de 1 sensores, ello le

    proporciona unos parmetros que memoriza y, de acuerdo con

    un programa previamente incorporado, toma las decisionesinstantneas.

    Es un equipo multipunto, con inyeccin intermitente el colector

    de admisin.

    La cantidad de aire que penetra en el colector de admisin se

    controla por medio de un "caudalmetro del tipo trampilla. Solo en

    - 9 -Miguel Arnaiz Garca

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    el LH-Jetronic, el caudalmetro de trampilla se sustituye por uno

    de hilo incandescente.

    En el siguiente esquema se representan los componentes del sistema y

    su conexionado.

    Esquema general del sistema L-jetronic

    - 10 -Miguel Arnaiz Garca

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    1. Depsito de combustible

    2. Electrobomba de

    combustible

    3. Filtro de combustible

    4. Tubo distribuidor

    5. Regulador de presin

    6. Unidad de control

    7. Inyector

    8. Vlvula de arranque en fro

    9. Tornillo de ajuste del ralent

    10. Interruptor de mariposa

    11. Mariposa

    12. Medidor de caudal de aire

    13. Conjunto de rels

    14. Sonda Lambda

    15. Sonda trmica del motor

    16. Termo interruptor

    temporizado

    17. Distribuidor de encendido

    18. Vlvula de aire adicional

    19. Tornillo de ajuste de la

    mezcla en ralent

    20. Batera

    21. Conmutador de encendido

    y arranque

    Su funcionamiento se puede dividir en diferentes funciones:

    a) Medicin del caudal de aire: El caudal de aire aspirado por el

    motor es la magnitud de mando principal para el caudal de

    inyeccin de combustible. El aire aspirado circula a travs del

    medidor del caudal de aire (12) y desva la aleta-sonda mvil

    hasta un ngulo definido. Este ngulo es transformado mediante

    un potencimetro en una seal elctrica de tensin, llevndose

    luego dicha seal a la UEC (6).

    b) Control elctrico del caudal de inyeccin de combustible: Laalimentacin est asegurada mediante la electrobomba de

    combustible (2). Desde el depsito (1) el combustible llega a

    travs del filtro (3) a la tubera de distribucin (4) desde donde se

    ramifican las diferentes tuberas que van a los inyectores. El

    regulador de presin (5) de la tubera de distribucin mantiene

    constante la presin del sistema.

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    De la unidad de mando (6) manda los impulsos para abrir y cerrar

    los inyectores (7) cuyo tiempo de apertura determina el caudal decombustible inyectado.

    c) Adaptacin ptima a los diferentes estados de servicio:

    Arranque en fro: la vlvula de arranque en fro (8) inyecta

    durante el proceso de arranque un caudal adicional de

    combustible en el colector de admisin, de tal forma que segarantice un arranque en fro seguro. El interruptor trmico

    temporizado (16) determina el tiempo que la vlvula de

    arranque en fro (8) permanece activada.

    Fase de calentamiento: durante la fase de calentamiento, la

    sonda trmica (15) asegura una alimentacin mayor de

    combustible

    Plena carga: el interruptor de mariposa (10) corrige la mezcla

    combustible/aire a un valor ptimo, es decir, asegura un

    enriquecimiento de la mezcla, ya que los motores, en el margen

    de carga parcial, estn diseados para el funcionamiento con

    mezcla pobre.

    Ralent: la vlvula de aire adicional (18) lleva al motor,

    eludiendo el paso por la mariposa, un caudal de aire adicional

    que aumenta el rgimen del motor en fro. El mando se efecta

    mediante una placa bimetal con calefaccin elctrica.

    Pasamos a ver ahora en detalle los principales componentes de la parte

    electrnica:

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    Medidor del caudal de aire de admisin

    Para conseguir una dosificacin lo ms exacta posible de la mezcla

    necesitamos un dispositivo que mida la cantidad de aire que penetra en el

    motor de forma precisa, ya que ste va a ser uno de los principales

    parmetros a tener en cuenta a la hora de calcular la cantidad de gasolina

    a inyectar.

    Caudalmetro volumtrico de mariposa (o de aleta)

    Su principio de funcionamiento se basa en traducir en valores elctricos

    las posiciones a las que el paso de aire somete a una compuerta.

    El caudalmetro consta de una mariposa-sonda (1) que pivota sobre un

    eje central (2) y dispone de una chapaleta de compensacin (3) que se

    mueve en una cmara de compensacin para amortiguar las pulsaciones.La entrada de aire (4) procedente del filtro se produce a travs de la boca

    (5) y, segn la cantidad del mismo, desplaza ms o menos la

    mariposa-sonda de una manera proporcional a la cantidad de aire

    aspirado.

    - 14 -Miguel Arnaiz Garca

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    La mariposa-sonda es, adems, solidaria de un cursor (6) que se

    desplaza por un potencimetro (7) con una rampa de resistencias, demodo que proporciona diferentes seales elctricas segn la posicin

    ocupada por la mariposa-sonda.

    Para conseguir la regulacin del aire de ralent dispone de un conducto

    by-pass (8) para el aire, que deja en cortocircuito a la mariposa y puede

    ser regulado por medio de un tornillo de estrangulamiento (9) para acudir

    a su correcto reglaje.

    En la figura puede verse un esquema de la constitucin elctrica interna

    del potencimetro. La rampa (1) intercala con respecto a la posicin del

    cursor (2) la serie de resistencias de alto valor hmico, que van de R1 a

    R12. La corriente de la batera mantiene una tensin (Ub) entre el horno

    de entrada y de salida. La corriente atraviesa todas las resistencias, de

    modo que la tensin de entrada por el borne positivo (+) que es de 9

    voltios, tiene una salida por el borne negativo (-) de 5 voltios. Por su parte,

    el cursor manda a la UEC por su borne Us (tensin de salida) un valor de

    tensin que depende del nmero de resistencias que la posicin de la

    mariposa-sonda tenga en cada momento. As puede trabajar con una

    corriente (tensin de batera, Ub) que haya modificado sus valores por

    pasar por todas las resistencias, o bien por solo 4,5,6,7, etc., de ellas,

    pues a medida que el cursor se desplaza hacia la izquierda entran en

    - 15 -Miguel Arnaiz Garca

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    juego menor nmero de resistencias y ello hace que la tensin de salida

    (Us) sea cada vez ms alta dentro de unos valores que la UEC relacionacon el tiempo de apertura de la mariposa-sonda.

    Esta pieza se sita entre el filtro procedente de la toma de aire de la

    atmsfera y el conducto en forma de fuelle que traslada el aire al colector

    de admisin.

    1. Mariposa de gases

    2. Caudalmetro

    3. Unidad electrnica de

    control

    4. Filtro de aire

    Carga del motor

    La carga del motor es un parmetro que se debe conocer ya que es

    necesario aumentar la cantidad de gasolina inyectada en aceleraciones y

    en plena carga, y cortar la inyeccin en las deceleraciones y endeterminadas condiciones de funcionamiento en ralent, lo que permite

    reducir el consumo de gasolina del motor.

    Existen dos mtodos para determinarla:

    Interruptor del eje de la mariposa

    Potencimetro en el eje de la mariposa

    - 16 -Miguel Arnaiz Garca

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    El interruptor de mariposa es del tipo "todo o nada" e informa al calculador

    de dos posiciones de la mariposa de gases.

    1. Conector elctrico

    2. Contacto de ralent

    3. Contacto de plena carga

    4. Eje mvil de la mariposa

    Una es la posicin de plena carga que se utiliza para aumentar la

    cantidad de gasolina inyectada. La otra es la posicin de pie levantado o

    ralent, que se utiliza para el corte de la inyeccin.

    El corte de combustible se produce cuando se cumple que el contacto de

    mariposa est en ralent, y el rgimen de motor es superior a 1.300

    r.p.m.; el carburante es nuevamente inyectado cuando alcanza las 1100

    r.p.m.Este mtodo est en desuso debido a la poca informacin que

    proporciona (dos posiciones de la mariposa de gases).

    El mtodo que sustituye al anterior es el de potencimetro en la mariposa,

    que consiste en una resistencia variable unida al eje de la misma.

    - 17 -Miguel Arnaiz Garca

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    El potencimetro es alimentado con una corriente continua de 5 voltios

    que vara en funcin de la posicin de mariposa.

    La informacin se utiliza para el reconocimiento de las posiciones de pie

    levantado, pie a fondo y transitorios para las estrategias de aceleracin,

    deceleracin y corte de inyeccin.

    Elementos de arranque en fro y control de ralent

    En el arranque en fro del motor, se observa un empobrecimiento en la mezcla,

    debido principalmente a la mezcla deficiente de las partculas de gasolina a

    baja temperatura, a la condensacin en las paredes fras del conducto de

    admisin y ala poca volatilidad del combustible.

    - 18 -Miguel Arnaiz Garca

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    Vlvula de gasolina adicional e interruptor trmico temporizado

    Todos estos efectos se compensan inyectando una mayor cantidad de

    combustible hasta que el motor adquiera una temperatura adecuada de

    funcionamiento. Esta cantidad entra se consigue mediante la vlvula de

    arranque en fro 0 bien por el mando de arranque en fro (mediante la unidad

    de control).

    1. Conexin elctrica 1. Conexin elctrica

    2. Inducido magntico 2. Cuerpo

    3. Devanado magntico 3. Bimetal

    4. Inyector de efecto torbellino 4. Devanado calefactor5. Entrada de combustible 5. Contacto

    El inyector (vlvula) de arranque en fro es una vlvula de tipo electromagntico

    que permanece conectada durante un breve tiempo durante y despus del

    arranque. Esta vlvula inyecta una cantidad extra de combustible justo detrs

    de la mariposa de gases en el colector de admisin. El tiempo de

    funcionamiento de la vlvula es controlado por un termointerruptor, que abre el

    contacto al subir la temperatura. Este termointerruptor va colocado en un punto

    - 19 -Miguel Arnaiz Garca

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    tal que tenga la misma temperatura que el motor, para evitar as que estando el

    motor caliente se pueda cerrar el contacto. Vemos pues que el termointerruptorabre el contacto bien por la temperatura que alcanza el motor, o bien por la

    calefaccin elctrica que incorpora. De esta forma evitamos que est

    conectado demasiado tiempo y nos "ahogue" el motor por exceso de

    combustible.

    As, en un arranque en fro por ejemplo a -20C, ser la calefaccin elctrica la

    que marque el tiempo de desconexin (unos 7,5 seg. aproximadamente),

    mientras que si el motor est caliente en el momento del arranque, el

    termointerruptor se encontrar ya abierto por su propia temperatura, y no habr

    suministro adicional de combustible a travs de la vlvula de arranque en fro.

    Una vez que termina la fase de arranque en fro pasamos a la fase de

    calentamiento del motor. Al estar el motor fro, existen mayores fricciones entre

    las piezas. Dichas fricciones y rozamientos deben de ser superadas por un

    motor girando al ralent. Para que esto sea posible se suministra al motor una

    cantidad de aire extra que rodea la mariposa a travs de la vlvula de aire

    adicional.

    - 20 -Miguel Arnaiz Garca

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    Vlvula de aire adicional

    Esta cantidad de aire sortea la mariposa, pero s es tenida en cuenta por el

    caudalmetro, con lo que hacemos que el motor reciba ms cantidad de

    mezcla, estabilizndose el ralent mientras el motor est fro. Esta vlvula de

    aire puede estar construida de dos formas: por un lado tenemos una primera

    construccin, basada en el movimiento de un bimetal que empuja una

    membrana, que obstruye en mayor o menor medida, segn aumenta latemperatura, la seccin del conducto de aire adicional. El bimetal va

    calefactado elctricamente para controlar el tiempo de apertura. El lugar de

    montaje es elegido de forma que la vlvula tenga una temperatura similar a la

    del motor, de forma que no pueda abrirse si el motor esta caliente.

    1.Diafragma2.Bimetal3.Resistencia para

    calefaccin4.Conexin elctrica

    - 21 -Miguel Arnaiz Garca

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    1.Mariposa de gases2.Caudalmetro3.Vlvula de aire adicional4.Tornillo de regulacin del

    ralent

    La segunda construccin consiste en un diafragma que gira alrededor de un eje

    fijo. Este diafragma dispone de un orificio que, segn la posicin del diafragma

    coincide ms o menos con el conducto de aire adicional. La posicin del

    diafragma la marca un tope, que es el extremo de un bimetal, que tiene quevencer la resistencia de un muelle que hace que el diafragma vuelva a la

    posicin de reposo. La lmina bimetlica va provista de la oportuna resistencia

    de calentamiento, para controlar el tiempo que el orificio est abierto.

    ABIERTA CERRADA

    1. Orificio del diafragma2. Eje de giro del

    diafragma3. Bimetal calefactado4. Canal de aire5. Diafragma

    - 22 -Miguel Arnaiz Garca

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    LL--JJEETTRROONNIICC

    Sensor de temperatura del motor

    Cuando se produce el arranque en fro del motor es necesario enriquecer la

    mezcla para el calentamiento del motor, ya que parte del combustible se queda

    condensado en las paredes an fras de los cilindros, y adems cuando se

    cortase la vlvula de arranque en fro, se producir una cada apreciable del

    nmero de revoluciones del motor.

    Justo despus del arranque debemos inyectar una cantidad de combustible

    entre 2 y 3 veces mayor que la necesaria durante un tiempo de unos 30segundos. Una vez pasado este tiempo basta con un pequeo enriquecimiento

    de la mezcla, que regula la unidad electrnica de control mediante la

    informacin de la temperatura del motor que le proporciona la sonda trmica.

    Esta sonda consiste en un termistor NTC (coeficiente de temperatura negativo),

    que tiene la propiedad de disminuir la resistencia segn aumenta la

    temperatura. Dicho termistor va alojado en una carcasa metlica que se rosca

    en el bloque motor de forma que quede sumergida en el refrigerante, en

    motores refrigerados por agua. En motores refrigerados por aire va roscada en

    la culata.

    1. Conector

    2. Carcasa metlica

    3. Termistor NTC

    - 23 -Miguel Arnaiz Garca

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    Presin baromtrica

    La presin baromtrica o atmosfrica se utiliza para determinar la densidad del

    aire a diferentes altitudes. Como el motor requiere menos carburante a altitudes

    elevadas, el sensor transmite una seal a la UEC para reducir el tiempo de

    apertura de los inyectores.

    Estos detectores suelen ir colocados en el interior de la UEC.

    El captador es del tipo piezo-elctrico.

    La sonda lambda

    Se encarga del control de las emisiones nocivas de los gases de escape en

    combinacin con un catalizador.

    El catalizador es una especie de filtro qumico gracias al cual se puede

    descomponer los residuos nocivos y combinarlos con otros elementos qumicos

    de forma que se elimine la emisin de productos contaminantes.

    Para que la accin del catalizador est debidamente protegida, la mejor

    solucin es que el equipo disponga, adems de una sonda que determine el

    grado de completo quemado de la mezcla y avise rpidamente a la UEC para

    que corrija los tiempos de apertura de los inyectores, en el caso de mezclas

    salidas de la cmara de combustin con quemado incompleto.

    - 24 -Miguel Arnaiz Garca

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    La funcin de la sonda Lambda es, pues, la de avisar constantemente a la UEC

    de la relacin estequiomtrica de la mezcla a su salida por el colector deescape. Con este aviso, la UEC puede variar ligeramente la aportacin de

    gasolina y conseguir que el motor est funcionando siempre con la mezcla ms

    adecuada posible alas condiciones de marcha pedidas por el conductor.

    Su construccin es la siguiente: consta de un cuerpo (1) metlico que sirve

    para posicionar la sonda en el tubo de escape mediante una rosca; dos

    electrodos de platino (2) y (3), permeables a los gases de escape, uno encontacto con los gases (2) y el otro en contacto con el aire exterior (3). Entre

    los dos electrodos se encuentra un cuerpo de cermica porosa (4)

    3. Cuerpo de la sonda

    4. Electrodo negativo

    5. Electrodo positivo

    6. Cuerpo de cermica

    5. Elemento de contacto

    6. Cable elctrico de transmisin

    7. Cuerpo cermico de aislamiento

    8. Tubo protector en contacto con los gases

    En el momento que se producen altas temperaturas, ya sea por los gases de

    escape o por el propio calentamiento de la sonda (la temperatura de

    funcionamiento es de 300 C). La cermica (4) se vuelve conductora y se

    establece una diferencia de potencial entre los electrodos (2) y (3) cuando la

    cantidad de oxgeno no el la misma en las dos partes.

    - 25 -Miguel Arnaiz Garca

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    La variacin de tensin que se establece, representa una seal elctrica de

    control que pasar a la UEC como un factor capaz de ser corregido a travs deltiempo de inyeccin, de modo que se mantenga la relacin estequiomtrica de

    la mezcla en la ms afinada proporcin posible.

    Hay dos tipos de sondas lambda:

    a) Sin calefactar

    b) Calefactadas

    Las sondas sin calefactar se suelen colocar lo ms cerca posible de las

    vlvulas de escape. nicamente poseen un cable de conexin (normalmente

    de color negro) que es positivo de la seal de tensin generada por la sonda. El

    negativo lo obtiene a travs de la rosca con la que est sujeta.

    Las sondas calefactadas poseen una resistencia interna alimentada a travs de

    un rel o desde la UEC, elevando su temperatura interna hasta los niveles de

    funcionamiento en pocos segundos y mantenindola por encima del umbral de

    trabajo independiente de la temperatura que posean los gases de escape. Por

    tanto, existe una mayor libertad de ubicacin en el sistema de escape.

    - 26 -Miguel Arnaiz Garca

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    Existen dos tipos de sonda calefactada en funcin del procedimiento utilizado

    para realizar el retorno de masa: a travs de la rosca de sujecin o mediante uncable independiente (color gris). Al igual que las sondas sin precalentar, existe

    un cable positivo de seal (color negro) pero, adems, poseen otros dos cables

    para la alimentacin de la resistencia de calefaccin. Estos cables suelen ser

    de color blando.

    Registro del nmero de revoluciones

    La informacin relativa al nmero de revoluciones y al momento de inyeccin

    es proporcional a la unidad de control L-Jetronic por el ruptor del distribuidor de

    encendido, en los sistemas de encendido por contactos, y por el borne 1 de la

    bobina de encendido en los sistemas sin contactos.

    Sistema de alimentacin de combustible

    El sistema de alimentacin se encarga de suministrar combustible a los

    inyectores, para que stos a su vez lo dosifiquen a los cilindros. Para que los

    inyectores funcionen correctamente el combustible debe hallarse a una presin

    de unos 2,5 bares. Los elementos que componen el sistema de alimentacin de

    combustible, y que describiremos a continuacin son los siguientes (ver figura):

    - 27 -Miguel Arnaiz Garca

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    Bomba de combustible

    Se trata de una electrobomba de rodillos, situada normalmente en las

    inmediaciones del depsito o incluso dentro de l. La bomba y el motor van

    dentro de una carcasa metlica, y son baados por el combustible, lo cual

    favorece la lubricacin y la refrigeracin. La bomba impulsa ms combustible

    del necesario, para evitar que haya variaciones en el circuito al abrirse los

    inyectores o actuar el regulador.

    - 28 -Miguel Arnaiz Garca

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    Filtro de combustible

    La misin de este elemento es retener las impurezas que lleva el combustible,

    evitando que lleguen a los inyectores. El filtro est compuesto por un elemento

    de papel, y detrs hay una rejilla fina para retener posibles trozos del papel que

    se desprendan. Por este motivo hay que respetar la direccin de montaje que

    indica.

    Tubo distribuidor

    Del tubo distribuidor salen los conductos a los inyectores, incluido el de

    arranque en fro. Su volumen es bastante mayor que la cantidad de

    combustible que puede necesitar el motor en cada ciclo, de forma que cumple

    una funcin c acumulador para disminuir oscilaciones de presin.

    1. Entrada decombustible

    2. Conexin de retorno3. Vlvula4. Portavlvula5. Membrana6. Muelle de compresin7. Conexin al colector

    de admisin

    Regulador de presin

    - 29 -Miguel Arnaiz Garca

    Se encuentra al final del tubo distribuidor y su cometido es hacer que la presin

    en el sistema se mantenga dentro de unos lmites, que seran, dependiendo del

    sistema, de 2,5 3 bares. Consiste en una membrana que divide la cpsula en

    dos. Por una cara tenemos un muelle calibrado para que presione la

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    membrana, y por la otra tenemos el combustible a presin. Cuando se supera

    la presin prolongada, la membrana vence el muelle y abre una vlvula, quedeja pasar el combustible sobrante, ya sin presin, al depsito.

    1. Entrada de combustible.

    2. Retorno depsito

    3. Placa de vvula

    4. Portavlvula5. Membrana

    6. Muelle

    7. Toma colector de admisin

    La cmara del muelle va unida mediante un tubo al colector de admisin,

    detrs de la mariposa. As, la presin en el sistema depende directamente de la

    presin en el colector de admisin, y la cada de presin en los inyectores ser

    la misma para cada posicin de la mariposa.

    Inyectores

    La misin de los inyectores consiste en pulverizar o inyectar la cantidad precisa

    de combustible que necesita cada cilindro delante de las vlvulas de admisin.Estos inyectores son de funcionamiento electromagntico, de forma que abren

    o cierran segn los pulsos que reciben de la unidad de control.

    - 30 -Miguel Arnaiz Garca

    El inyector consiste en un cuerpo de vlvula que contiene la aguja del inyector

    con un inducido magntico superpuesto. El cuerpo de vlvula contiene un

    devanado conductor. Cuando el devanado no est excitado, un muelle

    mantiene la aguja contra su asiento. Al excitar el devanado con un pulso de

    tensin la aguja se levanta aprox. 0,1 mm de su asiento, permitiendo la salida

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    de combustible gracias a la presin que hay en el circuito. El tiempo de

    duracin de los pulsos oscila entre 1 mseg. y 1,5 mseg.

    1. Filtro

    2. Devanado magntico

    3. Inducido magntico

    4. Aguja del inyector

    5. Conexin elctrica

    La inyeccin de combustible debe producirse en un ngulo tal que las paredes

    del colector de admisin no se mojen y evitar as prdidas por condensacin.

    - 31 -Miguel Arnaiz Garca

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    Sistema de control

    El estado de servicio del motor es registrado por medidores que hacen llegar

    las correspondientes seales elctricas ala unidad de control. Los medidores y

    la unidad de control forman el sistema de control.

    Magnitudes de medicin y estado de servicio

    Las magnitudes que caracterizan el estado de servicio del motor pueden

    diferenciarse segn el siguiente esquema:

    Magnitudes principales

    Magnitudes para adaptacin normal

    Magnitudes para adaptacin precisa

    Magnitudes de medicin principal

    Estas seales son el rgimen de revoluciones del motor y el caudal de aire

    aspirado por ste. A partir de esta informacin se determina el caudal de aire

    por carrera, que se acepta como medida directa del estado de carga del motor.

    Magnitudes de medicin para adaptacin

    En estados de servicio que diferencial del normal, la mezcla ha de adaptarse a

    las condiciones modificadas. Se trata de los siguientes estados: arranque en

    fro, fase de calentamiento, adaptacin de carga.

    El registro de arranque en fro y de la fase de calentamiento se realiza

    mediante medidores que informan de la temperatura del motor a la unidad de

    control. Para la adaptacin a los distintos estados de carga se le indica el

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    margen de carga (ralent, carga parcial, plena carga) a la unidad de control a

    travs del interruptor de mariposa.

    Magnitudes de medicin para adaptacin precisa

    Con el fin de optimizar el comportamiento de marcha, a la hora de dosificar el

    combustible pueden tenerse en cuenta otros mrgenes de servicio y factores

    de influencia: el comportamiento de transmisin al acelerar, la limitacin del

    rgimen mximo y la marcha con motor retenido son registrados por losmedidores ya mencionados. En estos regmenes de servicio, las seales de los

    medidores guardan una determinada relacin mutua, estas relaciones son

    reconocidas por la unidad de control, e influyen correspondientemente sobre

    las seales de mando de las vlvulas de inyeccin.

    Q6. Caudal de aire aspirado

    Va. Temperatura del aire

    u. Rgimen del motor

    p. Margen de carga del motor

    Vm. Temperatura del motor

    Ve. Caudal del combustible inyectado

    QmZ. Caudal de aire adicional

    Ves. Caudal extra de arranque

    Vb. Tensin de la red del vehculo

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    Actuacin conjunta de las magnitudes de medicin

    Todas las magnitudes de medicin son evaluadas en conjunto por la unidad de

    control de forma que el motor sea alimentado siempre con la cantidad de

    combustible necesaria en cada momento. Con ello se consigue un

    comportamiento de marcha ptimo.

    Unidad de control

    La unidad de control se encarga de analizar los datos que proporcionan los

    distintos sensores acerca del funcionamiento del motor. A partir de ellos

    determinan la duracin de los impulsos encargados de abrir las vlvulas de

    inyeccin, de forma que el rendimiento del motor sea ptimo en todo momento.

    La unidad de control va alojada en una carcasa metlica, protegida contra el

    agua y el color del motor. El uso de elementos hbridos y de circuitos

    integrados ("chips") hace que sea de tamao reducido, a la par de fiable, al

    disminuir el nmero de componentes.

    La comunicacin de la unidad con el resto del sistema se efecta a travs de

    un conector mltiple. Las etapas de potencia van fijadas a la carcasa metlica,para conseguir una buena disipacin de potencia. Las entradas a la unidad de

    control estn protegidas contra polaridad incorrecta y cortocircuitos.

    Determinacin del tiempo de inyeccin

    El calculador determina a partir de la informacin sobre el aire aspirado y el

    nmero de revoluciones por minuto el tiempo bsico de inyeccin. Este clculo

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    tiene lugar en un circuito llamado multivibrador de control de divisin (DSM).

    Este circuito procesa la informacin del captador del nmero de revoluciones yla del caudalmetro, generando unos impulsos cuya duracin depende de

    dichos valores. El tiempo que estn en alta estos impulsos es justamente le

    tiempo bsico de inyeccin.

    Este tiempo bsico de inyeccin se ver modificado en la siguiente etapa del

    circuito por las seales recogidas del resto de los sensores, que varan segn

    el estado de servicio del motor.

    Diagrama de bloques de la unidad de control

    La llamada "etapa multiplicadora" calcula, a partir de las informaciones de

    temperatura del motor, sensor lambda, carga del motor, etc., un factor de

    correccin que aplica al tiempo bsico de inyeccin. El tiempo resultante de

    esta operacin (tiempo de enriquecimiento) se suma al tiempo bsico de

    inyeccin. As conseguimos, por ejemplo, que aumente el tiempo de inyeccin

    cuando la temperatura del motor es baja.

    Adems de sumar al tiempo bsico el factor de correccin ya mencionado,

    habr que aadir otro factor ms que depender del nivel de tensin de la

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    batera. El tiempo de excitacin de los inyectores depender de que tengamos

    un nivel correcto de tensin. En caso contrario, habr que compensar con untiempo extra de inyeccin para corregir el caudal correcto de combustible. As

    tenemos el tiempo final de inyeccin como la suma del tiempo bsico, el tiempo

    de correccin de enriquecido y el tiempo de correccin de tensin.

    Para la etapa de salida tenemos dos posibilidades. Una de ellas consiste en

    poner una resistencia en serie con el devanado de los inyectores, para limitar

    la corriente de paso. Cada etapa puede comandar 3 4 vlvulas, de forma

    que motores de 6 u 8 cilindros harn falta dos etapas. La otra posibilidad

    consiste en poner una etapa final regulada, sin resistencia adicional.

    En este tipo de etapa final se hace pasar una corriente muy elevada al

    principio, para activar el inyector inmediatamente. Luego, como una vez

    activado, la energa para mantenerlo puede ser mucho menor, bajamos la

    corriente hasta un valor llamado "corriente de retencin". Con este mtodo

    conseguimos tiempos de respuesta muy cortos, adems al bajar la corriente

    tras el primer momento de excitacin, cargamos menos la etapa final, con lo

    que puede controlar hasta 12 vlvulas.

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    Derivados del L-Jetronic

    Partiendo del sistema original, y a base de modificar distintos aspectos, hanaparecido mltiples variantes del L-Jetronic, de los que veremos a continuacin

    las ms representativas.

    LE-Jetronic

    Esta versin se distingue de la original en los siguientes puntos:

    - 37 -Miguel Arnaiz Garca

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    La unidad de control es ms ligera y de menores dimensiones, gracias a que

    incorpora ms circuitos integrados y menos componentes discretos. El conectorlleva 25 pines, en vez de los 35 del L-Jetronic original. Van dispuestos en dos

    filas: una ms larga, donde van los pines del 1 al 13, y otra corta, que lleva los

    pines del 14 al 25, y que slo se usa en motores de ms de 4 cilindros.

    Conexionado de los elementos de la unidad

    Se indica a continuacin la correspondencia de los pines de los distintoselementos con la unidad de control del L-Jetronic para su uso como gua en las

    distintas comprobaciones.

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    1. Interruptor de mariposa

    2. Vlvula de aire adicional

    3. Sonda trmica motor

    4. Caudalmetro

    5. Interruptor principal

    6. Informacin del encendido

    7. Rel taquimtrico

    8. Fusible (8A)

    9. Bomba gasolina

    10. Vlvulas de inyeccin

    11. Inyector de arranque en fro

    12. Termocontacto temporizado

    13. Masa

    14. Conector unidad de control

    15. Batera

    El rel doble y el interruptor del caudalmetro son sustituidos por el "rel

    taquimtrico". El funcionamiento de este rel es como sigue: al dar contacto

    para arrancar, los pulsos de tensin del primario de la bobina activan el rel,

    dando ste alimentacin a la bomba de gasolina, los inyectores, el

    caudalmetro, la vlvula de aire adicional, el interruptor de mariposa y el

    calculador electrnico (ver esquema elctrico).

    Si por cualquier motivo el motor gira a menos de 1 vuelta por segundo con el

    contacto dado, el rel se abre por motivos de seguridad transcurridos 1,5

    segundos aproximadamente.

    El sensor de temperatura del aire de admisin est conectado en paralelo al

    divisor de tensin accionado por el caudalmetro, con lo que compensa

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    directamente la seal que se transmite al calculador, y reducimos las

    conexiones de siete a cuatro.

    LE2-Jetronic

    El LE2 es una evolucin sobre el sistema LE, cuya principal novedad es al

    integracin de control de la fase de arranque en fro, con lo que se elimina,

    respecto a la LE, el inyector de arranque en fro y el termointerruptor

    temporizado. El calculador determina el enriquecimiento de la mezcla en fro en

    base al tiempo de accin sobre el arranque, la temperatura del motor (si es

    menor de 35C) y el rgimen del motor. Mientras dura esta fase de

    funcionamiento el calculador manda el doble de impulsos a los inyectores

    (cuatro en vez de dos) y se aumenta el flujo de aire por medio de la vlvula de

    aire adicional. Este enriquecimiento extra disminuye segn aumenta la

    temperatura del motor y el rgimen de giro.

    - 40 -Miguel Arnaiz Garca

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    LE3-Jetronic

    En esta nueva evolucin del sistema, los cambios son los siguientes:

    El rel taquimtrico de la LE2-Jetronic se sustituye por dos rels normales, delos cuales uno alimenta el sistema y el otro comandado por la unidad. de

    control, la bomba de combustible. Cuando damos contacto, se cierra el rel de

    alimentacin del sistema y la unida de control acciona el rel de la bomba

    hacindolo funcionar durante un segundo, para que el sistema de alimentacin

    adquiera la presin necesaria. En el momento en que el motor empieza a girar,

    el rel de la bomba queda continuamente cerrado, alimentando al su vez a los

    inyectores y a la vlvula de aire adicional. Si la unidad de control deja de recibir

    al seal de giro del motor proveniente del encendido, desactiva el rel

    transcurrido un segundo.

    La unidad de control es mucho ms pequea que las anteriores, y va colocada

    justo encima del caudalmetro del aire de admisin. La unin entre la unidad y

    el caudalmetro se efecta a travs de un conector interno de cuatro pines, y el

    conector externo de la unidad de control vuelve a reducirse, esta vez de 25 a15

    pines.

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    Para poder controlar las resistencias del caudalmetro tendremos que

    desmontar la unidad de control para as tener acceso a los pines del

    caudalmetro.

    Para regular la riqueza al ralent, se acta sobre un tornillo colocado en el

    propio calculador electrnico, que mueve el potencimetro. Con este se

    consigue eliminar el canal de aire en derivacin con la aleta del caudalmetro.

    Se aade un amortiguador de pulsaciones en el circuito de combustible. Se

    puede colocar entre la bomba y la rampa de inyectores o entre el regulador depresin y el depsito, en la tubera de retorno. Su misin es absorber las ondas

    de presin generales en el circuito por la apertura y cierre de los inyectores o

    por el propio regulador.

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    LU-Jetronic

    Este sistema sera idntico al LE-Jetronic, salvo por la incorporacin de un

    catalizador de gases de escape y una sola lambda. Veamos en que consiste

    esto ltimo:

    Control de los gases de escape. Regulacin lambda

    Cuando se produce la combustin en los cilindros, no todo el combustible sequema, aunque haya exceso de oxgeno. Cuanto peor sea la combustin, tanto

    mayor ser la concentracin de gases nocivos en el escape. Estas emisiones

    nocivas pueden llegar a ser el 1% de los gases de escape, y principalmente

    son monxido de carbono (CO), xidos de nitrgeno (NOX) e hidrocarburos

    (HC).

    Estas emisiones se pueden reducir muy eficazmente con la ayuda de unconvertidor cataltico, conocido comnmente como catalizador. Este elemento

    transformar, mediante la accin de metales nobles, (principalmente platino y

    rodio) el CO en C02(dixido de carbono) y los HC en H20 (agua), inocuos para

    la salud. Tambin transformar los NOX(xidos de nitrgeno) en N2(nitrgeno)

    02(oxgeno), igualmente inocuos. De esta forma, podemos tratar hasta el 90%

    de las emisiones nocivas. El empleo de gasolina sin plomo es obligatorio, ya

    que el plomo destruye la accin cataltica del platino y el rodio.

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    1 Monolito cermico

    2 Malla metlica

    3 Carcasa

    El uso del catalizador requiere que la mezcla tenga una proporcin ptima(proporcin estequiomtrica). Esta proporcin tiene un coeficiente de aire

    (coeficiente lambda) = 1. Como una pequea variacin provoca que el

    catalizador no funcione bien necesitamos un sistema de regulacin de la

    mezcla muy preciso y con poca inercia. Implantaremos un sistema que haga

    una medida de la composicin de los gases de escape y en base a ello

    modifique el caudal de combustin. Este sera el caso de un circuito de

    regulacin cerrado.

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    Esta regulacin, para un funcionamiento eficaz requiere un sistema de

    inyeccin electrnico, por la rapidez de respuesta que obtenemos.

    El elemento encargado de suministrar los datos referentes a los gases de

    escape ser la sonda lambda. Esta sonda va instalada en el escape del motor.

    La sonda empieza a proporcionar valores a temperaturas elevadas, por encima

    de 200 C, motivo por el cual en la actualidad prcticamente todas las sondas

    van calefactadas, de forma que alcancen rpido la temperatura de

    funcionamiento.

    - 45 -Miguel Arnaiz Garca

    El funcionamiento de la sonda lambda es el siguiente: consta de una cermica(dixido de zirconio) en contacto con los gases de escape, y dos electrodos de

    platino, uno en contacto con los gases de escape y otro en contacto con la

    atmsfera exterior. A altas temperaturas (de ah la necesidad de que la sonda

    est caliente) la cermica se hace conductora, y si la concentracin de oxgeno

    no es la misma en ambos electrodos, se produce una pequea diferencia de

    potencial entre ellos. Esta diferencia de potencial es la que recibe el calculador

    para determinar si la mezcla es rica(900mv) o pobre(100mv) , y acortar o

    alargar los tiempos de inyeccin segn corresponda. (=1 450 mv)

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    LU2-Jetronic

    Igual que el LU era como el LE, el LU2 es idntico al LE2 salvo la incorporacin

    de la regulacin lambda de los gases de escape.

    LH- Jetronic

    El sistema LH-Jetronic se basa en el mismo principio que el L-Jetronic, salvo

    las diferencias que se detallan a continuacin:

    La medicin de la cantidad de aire que entra al motor se hace por medio de un

    caudalmero de "hilo caliente", en lugar del tradicional por "aleta sonda". Este

    caudalmetro funciona de la siguiente forma: en el interior del tubo de medicin

    se tiende un hilo de platino de poco grosor (70 mm). Este hilo se mantiene a

    120C por encima de la temperatura del aire de admisin haciendo circular por

    l una corriente elctrica. El aire que entra al motor produce un efecto deenfriamiento del hilo de platino, lo que provoca que la resistencia del mismo

    vare. El circuito al que est asociado el hilo de platino detecta esta variacin

    de resistencia y corrige la corriente que atraviesa el hilo para mantener la

    temperatura constante a 120C superior a la del aire de admisin.

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    De esta manera conseguimos una relacin clara entre el caudal de aire y la

    corriente calefactora. Esta regulacin a temperatura constante se produce de

    forma muy rpida, gracias a que el hilo posee muy poca masa. La corriente

    calefactora oscila entre 500 y 1200 mA. En el mismo tubo de medicin se ha

    instalado otra resistencia de compensacin de temperatura del aire deadmisin. Esta compensacin debe realizarse rpidamente, ya que influye de

    forma muy directa sobre la media (es necesaria una constante de tiempo de 3

    seg. 0 inferior). Para evitar que se acumule suciedad en el hilo de platino, cada

    vez que paremos el motor y ste haya pasado de 1500 rpm y 65C, el

    calculador manda una seal al caudalmetro y el hilo se caliente a 1000C

    durante un segundo, para eliminar posibles restos de suciedad. Esta operacin

    se conoce como pirlisis.

    El caudalmetro incorpora adems un tornillo que acta sobre una resistencia

    variable que sirve para regular el rgimen de ralent (5).

    Se incorpora un regulador electrnico de ralent, que permite estabilizar el

    rgimen de revoluciones bajo cualquier condicin de carga del motor.

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    La presencia de este dispositivo reporta las siguientes ventajas:

    - Se suprime la vlvula de aire adicional de calentamiento del motor.

    - Al bajar la velocidad de ralent, se reduce el consumo.

    - La velocidad de ralent es constante bajo cualquier circunstancia.

    - Se eliminan los dispositivos de modificacin del ralent para elfuncionamiento del compresor de aire acondicionado o de la direccin asistida.

    El regulador electrnico est colocado en el lugar que ocupaba la vlvula de

    aire adicional. La apertura del regulador la controla el calculador de inyeccin

    en funcin del rgimen de revoluciones del motor y de la temperatura del

    mismo, de manera que aumenta o disminuye la cantidad de aire que entra a los

    cilindro segn las necesidades de cada momento. El sistema funciona slo si

    la mariposa est cerrada.

    El regulador en s es un actuador rotativo, compuesto por dos devanados

    dentro de los cuales gira un inducido que segn la posicin que adopte deja

    pasar ms o menos aire por el conducto en derivacin con el caudalmetro

    (by-pass).

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    El actuador dispone de un tornillo que, en caso de que falte la seal de control,

    deja la vlvula en una posicin prefijada que permite el paso de cierta cantidad

    de aire.