Campos de aplicacin de los sistemas de inyeccin diesel, Bosch.

M, MW, A, P, ZWM, CW: son bombas de inyeccin en linea de tamao constructivo ascendente.PF: bombas de inyeccin individuales.VE: bombas de inyeccin rotativas de mbolo axial.VR: bombas de inyeccin rotativas de mbolos radiales.UPS: unidad de bomba-tubera-inyector.UIS: unidad de bomba-inyector.CR: Common Rail.Para vehculos de gran tamao como locomotoras barcos y vehculos industriales se utilizan motores diesel alimentados con sistemas de inyeccin regulados mecnicamente. Mientras que para turismos y tambin vehculos industriales los sistemas de inyeccin se regulan electrnicamente por una regulacin electrnica diesel (EDC).Propiedades y datos caractersticos de los sistemas de inyeccin diesel.Sistemasde inyeccinejecucinInyeccinDatos relativos al motor

Caudal inyeccin por carrera

Presin max.(bar)meemMVDIIDIVENEncilindrosn r.p.mPotencia max.x cilindro(kW)

Bombas de inyeccin en linea

M60550m, eIDI-4....6500020

A120750mDI/IDI-2....12280027

MW1501100mDI-4.....8260036

P 3000250950m, eDI-4....12260045

P 71002501200m, eDI-4....12250055

P 80002501300m, eDI-6....12250055

P 85002501300m, eDI-4....12250055

H 12401300eDI-6.....8240055

H 10002501350eDI-5.....8220070

Bombas de inyeccin rotativas

VE1201200/350mDI/IDI-4.....6450025

VE...EDC701200/350e, emDI/IDI-3.....6420025

VE...MV701400/350e, MVDI/IDI-3.....6450025

Bombas de inyeccin rotativas de mbolos axiales

VR..MV1351700e, MVDI-4, 6450025

Bombas de inyeccin de un cilindro

PF(R)...150....18000800...1500m, emDI/IDI-cualquiera300...200075......1000

UIS 302)1601600e, MVDIVE83a)300045

UIS 312)3001600e, MVDIVE83a)300075

UIS 322)4001800e, MVDIVE83a)300080

UIS-P13)622050e, MVDIVE83a)500025

UPS 124)1501600e, MVDIVE83a)260035

UPS 204)4001800e, MVDIVE83a)260080

UPS(PF(R)30001400e, MVDIVE6.....201500500

Sistema de inyeccin de acumulador Common Rail

CR5)1001350e, MVDIVE(5a)/NE3......850005b)30

CR6)4001400e, MVDIVE(6a)/NE6......162800200

Tipo de regulacin:mmecnicamente;eelectrnicamente;emelectrmecnicamente;MVelectrovlvula.DI:inyeccin directa;IDI:inyeccin indirecta.VE:inyeccin previa;NE:inyeccin posterior.2)UISunidad de bomba-inyector para vehculos industriales;3)UISpara turismos;3a)con dos unidades de control es posible tambin nmero mayor de cilindros;4)UPSunidad de bomba-tubera-inyector para vehculos industriales y autobuses;5)CRCommon Rail 1 generacin para turismos y vehculos industriales ligeros;5a)hasta 90 kW (cigeal) antes del PMS elegible libremente; 5b) hasta 5500 rpm en marcha con freno motor; 6)CRpara vehculos industriales, autobuses y locomotoras diesel; 6a) hasta 30 kW antes del PMS.Tipos de sistemas de inyeccin:Bombas de inyeccin en lneaEstas bombas disponen por cada cilindro del motor de un elemento de bombeo que consta de cilindro de bomba y de mbolo de bomba. El mbolo de bomba se mueve en la direccin de suministro por el rbol de levas accionado por el motor, y retrocede empujado por el muelle del mbolo.Los elementos de bomba estn dispuestos en linea. La carrera de mbolo es invariable. Para hacer posible una variacin del caudal de suministro, existen en el mbolo aristas de mando inclinadas, de forma tal que al girar el mbolo mediante una varilla de regulacin, resulte la carrera til deseada. Entre la cmara de alta presin de bomba y el comienzo de la tubera de impulsin, existen vlvulas de presin adicionales segn las condiciones de inyeccin. Estas vlvulas determinan un final de inyeccin exacto, evitan inyecciones ulteriores en el inyector y procuran un campo caracterstico uniforme de bomba.

Bomba en linea tipo PE para 4 cilindrosBomba de inyeccin en linea estndar PEEl comienzo de suministro queda determinado por un taladro de aspiracin que se cierra por la arista superior del mbolo. Una arista de mando dispuesta de forma inclinada en el mbolo, que deja libre la abertura de aspiracin, determina el caudal de inyeccin.La posicin de la varilla de regulacin es controlada con un regulador mecnico de fuerza centrifuga o con un mecanismo actuador elctrico.Bomba de inyeccin en linea con vlvula de correderaEsta bomba se distingue de una bomba de inyeccin en linea convencional, por una corredera que se desliza sobre el mbolo de la bomba mediante un eje actuador convencional, con lo cual puede modificarse la carrera previa, y con ello tambin el comienzo de suministro o de inyeccin. La posicin de la vlvula corredera se ajusta en funcin de diversas magnitudes influyentes. En comparacin con la bomba de inyeccin en linea estndar PE, la bomba de inyeccin en linea con vlvula de corredera tiene un grado de libertad de adaptacin adicional.

Bombas de inyeccin rotativasEstas bombas tienen se sirven de un regulador de revoluciones mecnico para regular el caudal de inyeccin as como de un regulador hidrulico para variar el avance de inyeccin. En bombas rotativas controladas electrnicamente se sustituyen los elementos mecnicos por actuadores electrnicos. Las bombas rotativas solo tienen un elemento de bombeo de alta presin para todos los cilindros.

Bomba de inyeccin rotativa de mbolo axial.Esta bomba consta de una bomba de aletas que aspira combustible del deposito y lo suministra al interior de la cmara de bomba. Un mbolo distribuidor central que gira mediante un disco de levas, asume la generacin de presin y la distribucin a los diversos cilindros. Durante una vuelta del eje de accionamiento, el embolo realiza tantas carreras como cilindros del motor a de abastecer. Los resaltes de leva en el lado inferior del disco de leva se deslizan sobre los rodillos del anillo de rodillos y originan as en el mbolo distribuidor un movimiento de elevacin adicional al movimiento de giro.En la bomba rotativa convencional de mbolo axial VE con regulador mecnico de revoluciones por fuerza centrifuga, o con mecanismo actuador regulado electrnicamente, existe una corredera de regulacin que determina la carrera til y dosifica el caudal de inyeccin. El comienzo de suministro de la bomba puede regularse mediante un anillo de rodillos (variador de avance). En la bomba rotativa de mbolo axial controlada por electrovlvula, existe una electrovlvula de alta presin controlada electrnicamente, que dosifica el caudal de inyeccin, en lugar de la corredera de inyeccin. Las seales de control y regulacin son procesadas en dos unidades de control electrnicas ECU (unidad de control de bomba y unidad de control de motor). El nmero de revoluciones es regulado mediante la activacin apropiada del elemento actuador.

Haz click sobre la imagen para verla mas grandeBomba de inyeccin rotativa de mbolos radialesEsta bomba se caracteriza por utilizar mbolos radiales para generar presin. Pueden ser dos o cuatro mbolos radiales que son accionados por un anillo de levas. Una electrovlvula de alta presin dosifica el caudal de inyeccin. El comienzo de la inyeccin se regula mediante el giro del anillo de levas, con el variador de avance. Igual que en la bomba de mbolo axial controlada por electrovlvula, todas las seales de control y regulacin se procesan en dos unidades de control electrnicas ECU (unidad de control de bomba y unidad de control de motor). Mediante la activacin apropiada del elemento actuador se regula el nmero de revoluciones.

Haz click sobre la imagen para verla mas grandeBombas de inyeccin individuales Bombas de inyeccin individuales PFEstas bombas (aplicadas en motores pequeos, locomotoras diesel, motores navales y maquinaria de construccin) no tienen rbol de levas propio, pero corresponden sin embargo en su funcionamiento a la bomba de inyeccin en linea PE. En motores grandes, el regulador mecnico-hidrulico o electrnico esta adosado directamente al cuerpo del motor. La regulacin del caudal determinada por el se transmite mediante un varillaje integrado en el motor.Las levas de accionamiento para las diversas bombas de inyeccin PF, se encuentran sobre el rbol de levas correspondiente al control de vlvulas del motor. Por este motivo no es posible la variacin del avance mediante un giro del rbol de levas. Aqu puede conseguirse un ngulo de variacin de algunos grados mediante la regulacin de un elemento intermedio (por ejemplo situando un balancn entre el rbol de levas y el impulsor de rodillo).Las bombas de inyeccin individuales son apropiadas tambin para el funcionamiento con aceites pesados viscosos. Unidad bomba-inyector UISLa bomba de inyeccin y el inyector constituyen una unidad. Por cada cilindro del motor se monta una unidad en la culata que es accionada bien directamente mediante un empujador, o indirectamente mediante balancn, por parte del rbol de levas del motor.Debido a la supresin de las tuberas de alta presin, es posible una presin de inyeccin esencialmente mayor (hasta 2000 bar) que en las bombas de inyeccin en linea y rotativas. Con esta elevada presin de inyeccin y mediante la regulacin electrnica por campo caracterstico del comienzo de inyeccin y de la duracin de inyeccin (o caudal de inyeccin), es posible una reduccin destacada de las emisiones contaminantes del motor diesel.Sistema UISSistema UPS

Unidad bomba-tubera-inyector UPSEste sistema trabaja segn el mismo procedimiento que la unidad de bomba-inyector. Se trata aqu de un sistema de inyeccin de alta presin estructurado modularmente. Contrariamente a la unidad bomba-inyector, el inyector y la bomba estn unidos por una tubera corta de inyeccin. El sistema UPS dispone de una unidad de inyeccin por cada cilindro del motor, la cual es accionada por el rbol de levas del motor.Una regulacin electrnica por campo caracterstico del comienzo de inyeccin y de la duracin de inyeccin (o caudal de inyeccin) aporta una reduccin destacada de las emisiones contaminantes del motor diesel. En combinacin con la electro-vlvula de conmutacin rpida, accionada electrnicamente, se determina la correspondiente caracterstica de cada proceso de inyeccin en particular.Sistema de inyeccin de acumuladorCommon Rail CREn la inyeccin de acumulador "Common Rail" se realizan por separado la generacin de presin y la inyeccin. La presin de inyeccin se genera independientemente del rgimen del motor y del caudal de inyeccin y esta a disposicin en el "Rail" (acumulador). El momento y el caudal de inyeccin se calculan en la unidad de control electrnica ECU y se realizan por el inyector en cada cilindro del motor, mediante el control de una electrovlvula.

Regulacin electrnica Diesel(EDC)

IntroduccinLa disminucin del consumo de combustible combinado con el aumento de simultneo de potencia o del par motor, determina el desarrollo actual en el sector de la tcnica Diesel. Esto ha trado en los ltimos aos una creciente aplicacin de motores diesel de inyeccin directa (DI), en los cuales se han aumentado de forma considerable las presiones de inyeccin en comparacin con los procedimientos de cmara auxiliar de turbulencia o de precamara. De esta forma se consigue una formacin de mezcla mejorada y una combustin mas completa. Debido a la formacin de mezcla mejorada y a la ausencia de perdidas de descarga entre la precamara y la cmara de combustin principal, el consumo de combustible se reduce hasta un 10.... 15% respecto a los motores de inyeccin indirecta (IDI) o precamara.

unidad de control de unsistema EDCRelacin general del sistemaLa regulacin electrnica Diesel EDC (ElectronicDieselControl) a diferencia de los motores equipados con bombas convencionales de inyeccin (bombas en linea y bombas rotativas), el conductor no tiene ninguna influencia directa sobre el caudal de combustible inyectado (ejemplo: a travs del pedal acelerador y un cable de traccin). El caudal de inyeccin se determina por el contrario a travs de diversas magnitudes (ejemplo: estado de servicio, deseo del conductor, emisiones contaminantes, etc.). Esto requiere un extenso concepto de seguridad que reconoce averas que se producen y que aplica las correspondientes medidas conforme a la gravedad de una avera (ejemplo: limitacin del par motor o marcha de emergencia en el margen del rgimen de ralent).La regulacin electrnica diesel permite tambin un intercambio de datos con otros sistemas electrnicos (ejemplo: sistema de traccin antideslizante, control electrnico de cambio) y, por lo tanto, una integracin en el sistema total del vehculo.Procesamiento de datos del sistema EDC

Seales de entradaLos sensores constituyen junto con los actuadores los intermediarios entre el vehculo y la unidad de control UCE.Las seales de los sensores son conducidas a una o varias unidades de control, a travs de circuitos de proteccin y, dado el caso, a travs de convertidores de seal y amplificadores:- Las seales de entrada analgicas (ejemplo: la que manda el caudalimetro o medidor de caudal de aire aspirado, la presin del turbo, la temperatura del motor etc.) son transformadas por un convertidor analgico/digital (A/D) en el microprocesador de la unidad de control, convirtiendolas en valores digitales.- Las seales de entrada digitales (ejemplo: seales de conmutacin como la conexin/desconexin de un elemento o seales de sensores digitales como impulsos de revoluciones de un sensor Hall) pueden elaborarse directamente por el microprocesador.- Las seales de entrada pulsatorias de sensores inductivas con informaciones sobre el nmero de revoluciones y la marca de referencia, son procesadas en una parte del circuito de la unidad de control, para suprimir impulsos parasitos, y son transformadas en una seal rectangular.Segn el nivel de integracin, el procesamiento de la seal puede realizarse parcialmente o tambin totalmente en el sensor.Preparacin de sealesLas seales de entrada se limitan, con circuitos de proteccin, a niveles de tensin admisibles. La seal se filtra y se libera ampliamente de seales perturbadoras superpuestas, y se adapta por amplificacin a la tensin de entrada de la unidad de control.Procesamiento de seales en la unidad de controlLos microprocesadores en la unidad de control elaboran las seales de entrada, casi siempre de forma digital. Necesitan para ello un programa que esta almacenado en una memoria de valor fijo (ROM o Flash-EPROM).Ademas existen una parte del programa que se adapta a las caractersticas del motor en particular (curvas caractersticas especificas del motor y campos caractersticos para el control del motor) almacenados en el Flash-EPROM. Los datos para el bloqueo electrnico de arranque, datos de adaptacin y de fabricacin, as como las posibles averas que se producen durante el servicio, se almacenan en unamemoria no voltil de escritura/lectura(EEPROM).Debido al gran numerode variantes de motor y de equipamientos de los vehculos, las unidades de control estn equipadas con una codificacin de variantes. Mediante esta codificacin se realiza, por parte del fabricante del vehculo o en un taller,una seleccin de los campos caractersticos almacenados en el Flash-EPROM, para poder satisfacer las funciones deseados de la variante del vehculo. Esta seleccin se almacena tambin en el EEPROM.Otras variantes de aparato estn concebidas de tal forma que pueden programarse en el Flash-EPROM conjuntos completos de datos al final de la produccin del vehculo. De esta forma se reduce la cantidad de tipos de unidades de control necesarios para el fabricante del vehculo.Una memoria voltil de escritura/lectura(RAM) es necesaria para almacenar en memoria datos variables, como valores de calculo y valores de seal. La memoria RAM necesita para su funcionamiento un abastecimiento continuo de corriente. Al desconectar la unidad de control por el interruptor de encendido o al desenbornar la batera del vehculo, esta memoria pierde todos los datos almacenados. Los valores de adaptacin (valores aprendidos sobre estados del motor y de servicio) tienen que determinarse de nuevo en este caso, tras conectar otra vez la unidad de control. Para evitar este efecto, los valores de adaptacin necesarios se almacenan en el EEPROM, en lugar de en una memoria RAM.Seales de salidaLos microprocesadores controlan con las seales de salida etapas finales que normalmente suministran suficiente potencia para la conexin directa de los elementos de ajuste (actuadores). Las etapas finales estn protegidas contra cortocircuitos a masa o a tensin de batera, as como contra la destruccin debida a la destruccin debida a una sobrecarga elctrica. Estas averas, as como cables interrumpidos, son reconocidas por las etapas finales y son retransmitidas al microprocesador.Adicionalmente se transmiten algunas seales de salida, a travs de interfaces, a otros sistemas.

Sistemas de ayuda de arranque para motores Diesel

Los motores Diesel cuando estn fros presentan dificultad de arranque o combustin ya que las perdidas por fugas y de calor al comprimir la mezcla de aire-combustible, disminuyen la presin y la temperatura al final de la compresin. Bajo estas circunstancias es especialmente importante la aplicacin de sistemas de ayuda de arranque. En comparacin con la gasolina, el combustible Diesel tiene una elevada tendencia a la inflamacin. Es por ello por lo que los motores Diesel de inyeccin Directa (DI) arrancan espontaneamente en caso de arranque por encima de 0 C. La temperatura de autoencendido del gas-oil de 250 C es alcanzada durante el arranque con el rgimen de revoluciones que proporciona el motor de arranque al motor de termico. Los motores de inyeccin directa (DI), necesitan a temperaturas inferiores a 0C un sistema de ayuda al arranque, mientras que los motores de inyeccin indirecta (IDI) o camara de turbulencia necesitan un sistema de ayuda al arranque para cualquier temperatura.Los motores de antecmara y de cmara auxiliar de turbulencia (inyeccin indirecta), tienen en la cmara de combustin auxiliar una buja de espiga incandescente (GSK) (tambien llamados "calentadores") como "punto caliente". En motores pequeos de inyeccin directa, este punto caliente se encuentra en la periferia de la cmara de combustin. Los motores grandes de inyeccin para vehculos industriales trabajan alternativamente con precalentamiento del aire en el tubo de admisin (precalentamiento del aire de admisin) o con combustible especial con alta facilidad para el encendido (Starpilot), que se inyecta en el aire de admisin. Actualmente se emplean casi exclusivamente sistemas con bujas de espiga incandescente.

Las bujias de preincandescendia o calentadores pueden ir conectados electricamente en serie o en paralelo, aunque actualmente se usa mas la conexin paralelo de forma que una bujia averiada no afecta al funcionamiento de las otras.

Buja de espiga incandescenteLa espiga de la buja esta montada a presin de forma fija y estanca a los gases de escape en un cuerpo de la buja, y consta de un tubo metlico resistente a los gases calientes y a la corrosin, que lleva en su interior un filamento incandescente rodeado de polvo compactado de xido de magnesio. Este filamento incandescente consta de dos resistencias conectadas en serie: el filamento calefactor dispuesto en la punta del tubo incandescente, y el filamento regulador. Mientras que el filamento calefactor presenta una resistencia casi independiente a la temperatura, el filamento regulador tiene un coeficiente positivo de temperatura (PTC).

Su resistencia aumenta en las bujas de espiga incandescente de nueva generacin (GSK2), al aumentar la temperatura con mayor intensidad todava que en las bujas de espiga incandescente convencionales (tipo S-RSK). Las bujas GSK2 recientes se caracterizan por alcanzar con mayor rapidez la temperatura necesaria para el encendido (850 C en 4 seg.) y por una temperatura de inercia mas baja; la temperatura de la buja se limita as a valores no crticos para si misma. En consecuencia, la buja de espiga incandescente puede continuar funcionando hasta tres minutos despus del arranque. Esta incandescencia posterior al arranque da lugar a una fase de aceleracin y calentamiento mejoradas con una reduccin importante de emisiones y gases de escape as como reduccin del ruido caracterstico en fro de los motores Diesel.

Buja de precalentamientoEsta buja calienta el aire de admisin mediante la combustin de combustible. Normalmente, la bomba de alimentacin de combustible del sistema de inyeccin, conduce el combustible a travs de una electrovlvula a la buja de precalentamiento. En la boquilla de conexin de la buja de precalentamiento se encuentra un filtro y un dispositivo dosificador. Este dispositivo dosificador deja pasar un caudal de combustible adaptado correspondiente al motor, que se evapora en un tubo vaporizador dispuesto alrededor de la espiga incandescente y que se mezcla entonces con el aire aspirado. La mezcla se inflama en la parte delantera de la buja de precalentamiento, al entrar en contacto con la espiga incandescente caliente a mas de 1000 C.

Tambin se pueden usar rejillas calefactoras que al pasar el aire de admisin a travs de ellas se calienta, estas rejillas calefactadas estarn conectadas unos segundos dependiendo de la temperatura ambiente y se desconectaran despus de unos segundos.

Unidad de control de tiempo de incandescenciaDispone, para la activacin de las bujas de espiga incandescente, de un rel de potencia, as como de bloques de conmutacin electrnica. Estos bloques controlan por ejemplo los tiempos de activacin de las bujas de espiga incandescencte, o bien realizan funciones de seguridad y de supervisin. Con la ayuda de sus funciones de diagnostico, las unidades de control del tiempo de incandescencia todava mas perfeccionadas, reconocen tambin el fallo de bujas incandescentes aisladas, comunicandolo entonces al conducto. Las entradas de control hacia la unidad de control de tiempo de incandescencia estn construidas como un conector mltiple, y la va de corriente hacia las bujas de espiga incandescente se conduce mediante pernos roscados o conectores apropiados, con el fin de impedir cadas de tensin no deseadas.

Unidad de control de pre/postcalentamiento

Unidad de control de tiempo de incandescencia (GZS)FuncionamientoEl proceso de preincandescencia y de arranque se realizada con el interruptor de arranque. Con la posicin de la llave "encendido conectado" comienza el proceso de preincandescencia. Al apagarse la lampara de control de incandescencia, las bujas de espiga incandescente estn suficientemente calientes para poder iniciar el proceso de arranque. En la fase de arranque las gticas de combustible inyectadas se evaporan, se inflaman en el aire caliente comprimido, y el calor producido origina el proceso de combustin.La incandescencia despus que el motor ha arrancado contribuye a un funcionamiento de aceleracin y de ralent sin fallos y con poca formacin de humo y una disminucin del ruido caracterstico del motor en fri. Si no se arranca, una desconexin de seguridad de la buja de espiga incandescente, impide que se descargue la batera.

En caso de acoplamiento de la unidad de control de tiempo de incandescencia a la unidad de control del sistema EDC (Electronic Diesel Control), pueden aprovecharse las informaciones existentes all, para optimizar la activacin de la buja de espiga en los diversos estados de servicio.

GESTIN ELECTRNICA DIESEL

En este articulo se estudia los distintos sistemas de alimentacin de combustible de los modernos motores diesel (TDi, Common Rail), as como la gestin electrnica que los controla.La Gestin Electrnica Diesel se utiliza hoy en da tanto en motores de "inyeccin indirecta" como en losfamosos motores de "inyeccin directa" (si quieres ver un esquema de gestin electrnica diesel aplicada a un motor de inyeccin indirectahaz clic aqu) .Sistema common-rail de Bosch

Dentro de los motores de inyeccin directa hay que distinguir tres sistemas diferentes a la hora de inyectar el combustible dentro de los cilindros. Mediante bomba de inyeccin rotativa. Common Rail. Inyector-bomba.

Diferentes sistemas:1.- Sistemaque utiliza la tecnologa tradicional de los motores diesel de "inyeccin indirecta" basado en una bomba rotativa (por ejemplo la bomba "tipo VE" de BOSCH) que dosifica y distribuye el combustible a cada uno de los cilindros del motor.Esta bomba se adapta a la gestin electrnica sustituyendo las partes mecnicas que controlan la "dosificacin de combustible" as como la "variacin de avance a la inyeccin" por unos elementos electrnicos que van a permitir un control mas preciso de la bomba que se traduce en una mayor potencia del motor con un menor consumo. Este sistema es utilizado por los motores TDI del grupo Volkswagen y los DTI de Opel y de Renault, as como los TDdi de FORD.

Foto de una bomba de inyeccin rotativa (bomba electrnica con su centralita).2.- Sistemade conducto comn (common-rail) en el que una bomba muy distinta a la utilizada en el sistema anterior, suministra gasoleo a muy alta presin a un conducto comn o acumulador donde estn unidos todos los inyectores. En el momento preciso una centralita electrnica dar la orden para que los inyectores se abran suministrando combustible a los cilindros. Esta tecnologa es muy parecida a la utilizada en los motores de inyeccin de gasolina con la diferencia de que la presin en el conducto comn o acumulador es mucho mayor en los motores diesel (1300 Bares) que en los motores gasolina (6 Bares mximo).Este sistema es utilizado por los motores, DCI de Renault de nueva generacin, los HDI del Grupo PSA y los JTD del Grupo Fiat,

3.- Sistemade Bomba-inyector en el que se integra la bomba yel inyector en el mismo cuerpo con eso se consigue alcanzar presiones de inyeccin muy altas (2000 Bares), con lo que se consigue una mayor eficacia y rendimiento del motor.. Existe una bomba-inyector por cada cilindro. Este sistema es utilizado por el grupo Volkswagen en sus motores TDI de segunda generacin.

En la figura de arriba tenemos todos los componentes que forman un sistema de alimentacin para motores TDide ultima generacin que utilizan la nueva tecnologa de la bomba-inyector.

GESTIN ELECTRNICA DIESEL(Funcionamiento)

En este capitulo vamos a estudiar cada uno de los elementos que intervienen en un motor congestin electrnica Dieselcon bomba de inyeccin rotativa..

Regulacin del caudal de inyeccin de combustibleLa cantidad de combustible a inyectar en los cilindros es determinada en todo momento por la unidad de control (EDC), para ello utiliza la informacin que recibe de los distintos sensores y enva ordenes en forma de seales elctricas a la bomba de inyeccin (bomba electrnica) en concreto al servomotor que mueve mediante un perno excntrico la corredera de regulacin. No existe unin entre el pedal del acelerador y la bomba de inyeccin.Si hay una exceso de humos negros en el escape, la cantidad de inyeccin es limitada en funcin de una curva caracterstica que tiene memorizada la unidad de control para reducir las emisiones contaminantes.De la informacin que recibe de los distintos sensores la unidad de control, toma como prioritarios para el calculo de la cantidad de combustible a inyectar en los cilindros del motor a los que recibe de: Sensor pedal acelerador Sensor de temperatura del motor y combustible Sensor de rpm Caudalimetro Sensor de posicin del regulador de caudal deinyeccin de la bomba electrnica.Como informaciones secundarias las recibe: Contacto del pedal de embrague Contacto del pedal de freno.

Factores de influencia priortaria a la hora de regular el caudal de combustible a inyectarSensor pedal del aceleradorLos motores diesel con gestin electrnica no llevan cable o articulacin que una el pedal del acelerador con la bomba de inyeccin. En su lugar la bomba recibe informacin sobre la posicin del pedal del acelerador a travs de la ECU que interpreta la seal elctrica que recibe del potencimetro que se mueve empujado por el pedal del acelerador.El potencimetro recibe tensin de la ECU, siendo la tensin de salida una seal que varia con la posicin del potencimetro y, por lo tanto, con la posicin del acelerador.

El sensor de posicin lleva un muelle helicoidal que acta como recuperador de la posicin inicial del pedal del acelerador. Este sensor en concreto tiene un ngulo de movilidad de 90 grados aproximadamente.Microinterruptor de ralent:El sensor de posicin del acelerador adems de un potencimetro lleva un microinterruptor de ralent que cierra y pone a tierra una conexin, cuando se deja de pisar el pedal del acelerador.Contacto a marcha inferior:Si el vehculo tiene transmisin de marchas automtica, el sensor de posicin del pedal del acelerador tiene un contacto a marcha inferior que cierra y pone a tierra un circuito cuando se presiona totalmente el acelerador.Funcin de sustitucinSi ocurre un fallo en este sensor el motor disminuye la velocidad para que el conductor pueda llegar hasta el taller mas cercano a comprobar la avera.Sensor de temperatura del motor y del combustiblePara hacer un calculo preciso de la cantidad de combustible a inyectar la unidad de control tambin tiene en cuenta la temperatura del motor y la temperatura del combustible a inyectar. La temperatura del combustible es determinado por un sensor incluido en el interior de la bomba de inyeccin y la temperatura del motor es determinado por un sensor instalado en el conducto del liquido refrigerante, cerca de la culata y sirve para informar a la ECU de la temperatura interna del motor.Estos sensores llevan una resistencia sensible a la temperatura con un coeficiente negativo de temperatura (NTC).La informacin que recibe la unidad de control de estos sensores le sirve para modificar o activar: El ngulo de avance a la inyeccin. El ventilador de refrigeracin del radiador del motor. Las funciones de diagnosis. Las bujas de incandescencia.Funcin de sustitucinSi una de estas seales se pierde o ambas, la temperatura del motor y la del combustible son sustituidas por unos valores de repuesto memorizados por la unidad de control.

Sensor de n rpmy punto muerto superior PMSEl numero de rpm que gira el motor es uno de los principales factores que la unidad de control tiene en cuenta a la hora de calcular la cantidad de combustible a inyectar.Funcin de sustitucinSi el sensor de rpm manda una seal errnea o se corta, la unidad de control activa un programa de emergencia. La seal del sensor de aguja del inyector se toma como referencia para este propsito.La cantidad de combustible a inyectar es reducida, el comienzo de la inyeccin tambin es modificada retrasandola y el control de la presin de carga del turbose modifica para que de menos potencia durante la operacin de emergencia.Si falla la seal de sustitucin de la velocidad de giro del motor (sensor de aguja del inyector) el motor se para.

CaudalimetroLa masa de aire que entra a los cilindros es determinada por el caudalmetro. El mapa de humos registrado en la unidad de control limita la cantidad de combustible a inyectar si la entrada de aire es demasiado baja para una combustin completa del combustible inyectado que provocara un exceso de humos.Funcin de sustitucinSi la seal del caudalimetro falla la unidad de control activa el programa de emergencia.

Sensor de posicin del regulador de caudal de inyeccinEl sensor de posicin es un transductor inductivo sin contactos, conocido como HDK o anillo semidiferencial. Esta constituido por una bobina circundada por un ncleo de hierro mvil, que se encuentra unido al eje del servomotor. Para determinar que posicin ocupa el regulador de caudal de la bomba de inyeccin por la unidad de control y por tanto saber la cantidad de combustible inyectado por los inyectores. El sensor de posicin esta conectado fsicamente a la leva excntrica que mueve la corredera de regulacin (bomba de inyeccin). La seal de posicin de la excntrica es recibida por la unidad de control.Funcin de sustitucinSi esta seal falla el funcionamiento del motor es interrumpido por razones de seguridad.

Cartografa de inyeccin(Mapa de humos)La cantidad de combustible a inyectar es determinado teniendo en cuenta tambin la cartografa de inyeccin que esta memorizada en la unidad de control y que intenta en todo momento evitar la emisin de contaminantes (humo negro).Si el volumen de aire aspirado es demasiado bajo la cantidad de combustible inyectado es limitado a un valor que no provoque humos negros.

Factores de influencia secundaria a la hora de regular el caudal de combustible a inyectarContacto del pedal del embraguePara suprimir los tirones en el automvil se puede intervenir en la cantidad de combustible a inyectar. Para ello la unidad de control debe saber cuando se acta sobre el pedal del embargue. Cuando el embrague es acoplado o embragado la cantidad de inyeccin es brevemente reducida.

Contacto del pedal de frenoy contacto de frenoLa posicin del pedal del freno es determinada por un contacto y ademas tenemos otro contacto que acta por razones de seguridad (sistema redundante). La unidad de control registra este factor. En suma, los dos contactos usan esas seales para comprobar tambin la seal que manda el sensor del acelerador (no puede estar pisado el freno y el acelerador a la vez).Esto previene que el freno sea activado.Funcin de sustitucinSi uno de los dos contactos falla o si los contactos no estn en la misma posicin la unidad de control activa el programa de emergencia que interviene en la cantidad de combustible a inyectar.

El dispositivo de regulacin del caudal de combustible a inyectar se encuentra dentro de la bomba de inyeccin y actuara siguiendo las ordenes que le manda la unidad de control, El funcionamiento de este dispositivo lo veremos en elsiguiente capitulo.

Control del comienzo de la inyeccin.El punto de comienzo de la inyeccin de combustible influye sobre varias caractersticas del motor como es: la respuesta al arranque, los ruidos, el consumo de combustible y finalmente en las emisiones del escape. La funcin del dispositivo de control del comienzo de la inyeccin es determinar el punto exacto de giro del motor en el que hay que inyectar el combustible.La unidad de control EDC calcula el comienzo de la inyeccin dependiendo de factores influyentes que veremos mas adelante y acta sobre la electrovlvula de avance a la inyeccin situada en la bomba inyectora. La elevada exactitud del comienzo de inyeccin se garantiza mediante un circuito regulador. Para ello un detector de alzada de aguja, capta el comienzo de inyeccin exacto en el inyector y lo compara con el inicio de inyeccin programado. Una desviacin tiene como consecuencia una modificacin de la relacin de impulsos de control de la electrovlvula del variador de avance La relacin de impulsos elctricos se modifica hasta que la desviacin de la regulacin tenga un valor cero.

Factores influyentesCartografa de comienzo a la inyeccinLa unidad de control tiene memorizado un mapa de comienzo de la inyeccin. Este mapa toma como referencia principal el n de rpm del motor y la cantidad de combustible inyectado. Como parmetro corrector se utiliza la temperatura del motor que acta tambin sobre el comienzo de la inyeccin. La cartografa se ha determinado empricamente y representa un optimo compromiso entre el buen funcionamiento del motor y el control de las emisiones.

Volumen de combustible calculadoEl punto de comienzo de la inyeccin debe ser adelantado cuando aumenta la cantidad de combustible inyectado y la velocidad del motor por que el ciclo de inyeccin se hace mas largo.El valor terico usado para el comienzo de la inyeccin depende de la cartografa de avance al comienzo de la inyeccin.El sensor de n rpm del motor y del punto muerto superior (PMS)El sensor de n rpm en conjunto con una rueda fnica fijada en el cigeal suministra la seal a la unidad de control que indica cuando esta el motor en el PMS para cada cilindro.Funcin de sustitucinSi el sensor de n rpm da fallos se activa el programa de emergencia y sustituye la seal defectuosa por la seal del sensor de alzada de aguja del inyector.En modo de emergencia, el comienzo de la inyeccin es controlado en circuito abierto (opuesto al control del circuito cerrado), la cantidad de inyeccin de combustible es reducida y la presin de carga del turbo es cortado.Si la seal de sustitucin del n de rpm del motor tambin falla, se para el motor.

Sensor de temperatura del motorEs el mismo sensor que el utilizado para calcular el cantidad de combustible a inyectar. Para compensar el retardo de la combustin del fuel cuando el motor esta fri, el punto de comienzo de la inyeccin debe ser adelantado.La seal de la temperatura corrige el valor de comienzo de la inyeccin que esta memorizado en la cartografa de la unidad de control.Funcin de sustitucinSi falla el sensor de temperatura no se corrige el comienzo de la inyeccin en funcin de la temperaturaSensor de alzada de agujaEste sensor o detector esta situado en el interior de uno de los inyectores y transmite una seal elctrica a la unidad de control cuando se produce la inyeccin de combustible por parte de este inyector. De la seal que manda este sensor la unidad de control sabe en todo momento el punto de comienzo de inyeccin real del motor y lo compara con la seal que le manda el sensor de rpm y PMS que le proporciona el valor de referencia, con estos dos valores mas el valor terico de la cartografa de comienzo de inyeccin que tiene memorizada, la unidad de control determinarasi hay una desviacin entre el valor real y el terico y lo corregir actuando sobre la electrovlvula de control de comienzo de inyeccin situada en la bomba inyectora.

El sensor o detector de elevacin de la aguja consta de una bobina magntica enrollada alrededor de un ncleo magntico. La bobina esta alimentada por una tensin de corriente continua, regulada de modo que la corriente permanece constante, con independencia de las variaciones de temperatura. Cuando comienza la inyeccin el ncleo magntico (conectado a la aguja) se mueve hacia arriba perturbando el campo magntico. Esto produce una variacin de tensin en la alimentacin. La ECU determina cuando comienza la inyeccin en ese inyector registrando dicha variacin de tensin.Funcin de sustitucinSi la seal se pierde se activa el programa de emergenciaEl dispositivo de avance a la inyeccin se encuentra dentro de la bomba de inyeccin y funcionara siguiendo las ordenes que le enva la unidad de control. El funcionamiento de este dispositivo lo veremos en el prximo capitulo.

GESTIN ELECTRNICA DIESEL(Funcionamiento)

En este capitulo vamos a estudiar cada uno de los elementos que intervienen en un motor con gestin electrnica Diesel con bomba de inyeccin rotativa. (continuacin......)Sistema de recirculacin de gasesde escape.Para reducir las emisiones de gases de escape, principalmente el oxido de nitrgeno (Nox), se utilizaelSistema EGR (Exhaust gas recirculation)que reenva una parte de los gases de escape al colector de admisin, con ello se consigue que descienda el contenido de oxigeno en el aire de admisin que provoca un descenso en la temperatura de combustin que reduce el oxido de nitrgeno (Nox).Cuando debe activarse el sistema EGR y cual es la cantidad de gases de escape que deben ser enviados al colector de admisin, es calculado por la unidad de control, teniendo en cuenta el rgimen motor (n de rpm), el caudal de combustible inyectado, el caudal de aire aspirado, la temperatura del motor y la presin atmosfrica reinante. La unidad de control tiene memorizado una cartografa EGR que teniendo en cuenta los parmetros anteriores acta sobre la electrovlvula de control de vaci para abrir la vlvula EGR y se provoque la recirculacin de los gases de escape a la admisin.Normalmente el sistema EGR solamente esta activado a una carga parcial y temperatura normal del motor (no se activa con el motor a ralent ni en aceleraciones fuertes).

De acuerdo con los datos obtenidos, la ECU acta sobre una electrovlvula de control de vaco. Esta vlvula da paso o cierra la depresin procedente de la bomba de vaco. De esta forma la vlvula de recirculacin de gases (vlvula EGR) abre o cierra permitiendo o no la recirculacin de gases del colector de escape al colector de admisin.

Sistema de control de la presin del TurbocompresorEl control de la presin del turbo va estar condicionado por la gestin electrnica que se encarga de controlar la sobrepresin del turbo por medio de una electrovlvula.Las caractersticas principales de este sistema de control son:- Permite sobrepasar el valor de mxima presin de carga.- A altos regmenes del motor (RPM), la sobrepresin esta limitada.- La velocidad de giro del turbo puede subir hasta aproximadamente 110.000 RPM.

La presin de carga en el colector de admisin es controlada por la "vlvula wastegate". La presin de carga bsica es relativamente baja, pero la ECU puede aumentarla reduciendo la presin de regulacin que acta sobre la "vlvula wastegate" mediante la "electrovlvula de control de la presin".Presin de carga bsicaCuando el motor funciona con la presin de carga bsica en el colector de admisin, no acta la "vlvula regulacin turbo", por lo que toda la presin de regulacin presiona sobre la membrana de la "vlvula wastegate". Cuando la presin de carga en el colector de admisin aumenta hasta el valor mximo, la "vlvula wastegate" abre y una parte de los gases de escape son desviados directamente al tubo de escape sin pasar por la turbina del turbo lo cual limita la presin de carga en el colector de admisin.Presin de carga modificadaCuando la ECU calcula que puede permitir una presin de carga mas alta en el colector de admisin, ordena a la vlvula de regulacin turbo que desvi parte de la presin de regulacin que incide sobre la membrana de la "vlvula wastegate" hacia la entrada del colector de admisin antes del turbo. De esta forma se consigue que la presin de regulacin que incide sobre la membrana de la "vlvula wastegate" se reduzca, por lo que esta vlvula se abrir mas tarde permitiendo un aumento en la presin de carga en el colector de admisin. La ECU permite este aumento de presin teniendo en cuenta el valor de la presin atmosfrica circundante y del rgimen motor (RPM).La "vlvula de regulacin turbo" desva parte de la presin de regulacin que tiene que incidir sobre la membrana de la "vlvula wastegate" y la hace retornar a la entrada del colector de admisin.

Compensacin de altura automticaLa ECU recibe informacin, por un lado de la presin de carga en el colector de admisin desde el "sensor de sobrepresin" y por otro lado de la presin atmosfrica desde el sensor incorporado en la misma unidad de control como el sensor de sobrepresin. Con esta informacin y con la seal que le manda el sensor de temperatura del aire de admisin, la unidad de control compensa la presin de carga en el colector de admisin, actuando sobre la "electrovlvula de control de la presin" cuando el vehculo circula por elevadas altitudes (puertos de montaa) o a diferentes temperaturas (verano o invierno). Como se ve con la gestin electrnica la potencia no disminuir aunque cambien las condiciones externas al vehculo (altitud, temperatura).

Sistema de arranque en friDel control de arranque en frio del motor se encarga la unidad de control. Este proceso se divide en dos fases:- Fase de preincandescencia- Fase de postincandecenciaFase de preincandescenciaGracias a la buena respuesta de los motores de inyeccin directa al arranque en fri, la fase de preincandescencia solo es necesaria para temperaturas ambiente menores de +9, la unidad de control recibe la correspondiente temperatura del sensor de temperatura del motor. La duracin del periodo de preincandescencia depende del valor de la temperatura que enva este sensor. Un testigo en el panel de instrumentos indica al conductor cuando se termina la fase de preincandescencia.

Nota:El testigo de incandescencia tiene dos funciones: la vista anteriormente y una vez que ha arrancado el motor para indicar que hay un fallo de emergencia que ha detectado la gestin electrnica y que avisa al conductorLa fase de postincandescenciaEsta fase se activa despus de que se arranca el motor, manteniendo las bujas de incandescencia funcionando durante unos segundos despus de arrancado el motor con ello se consigue una combustin mas eficiente de la mezcla que disminuye el ruido y las vibraciones del motor a la vez que reduce la emisin de hidrocarburos.La fase de postcalentamiento es interrumpida cuando el motor supera las 2.500 rpm.Unidad de control electrnica (ECU)Los motores diesel con gestin electrnica al igual que los motores de inyeccin de gasolina, llevan una unidad de control electrnica (ECU) o centralita. La unidad de control es de tcnica digital, funciona como un ordenador, tiene un microprocesador que compara las distintas seales que recibe del exterior (sensores) con un programa interno grabado en memoria y como resultado genera unas seales de control que manda a los distintos dispositivos exteriores que hacen que el motor funcione. La ECU adapta continuamente sus seales de control al funcionamiento del motor. La unidad de control esta colocada en el habitculo de los pasajeros para protegerla de las influencias externas.

El hecho de usar una ECU tiene la ventaja de reducir el consumo de combustible, mantener bajos los niveles de emisiones de escape al tiempo que mejora el rendimiento del motor y la conduccin.La ECU controla el rgimen de ralent del motor, tambin se encarga de limitar el rgimen mximo de revoluciones reduciendo la cantidad de combustible a inyectar en los cilindros.Si el aire que aspira el motor alcanza temperaturas altas o al decrecer la densidad del aire, la ECU reduce la cantidad de inyeccin a plena carga a fin de limitar la formacin de humos de escape. La ECU tambin reduce la cantidad de inyeccin de combustible a plena carga, si la temperatura refrigerante motor alcanza valores muy elevados que puedan poner en peligro el motor.Las seales que recibe la ECU de los distintos sensores son controladas continuamente, en el caso de que falle alguna seal o sea defectuosa la ECU adopta valores sustitutivos fijos que permitan la conduccin del vehculo hasta que se pueda arreglar la avera.

Si hay alguna avera en el motor esta se registrara en la memoria de la ECU. La informacin sobre la avera podr leerla el mecnico en el taller conectando un aparato de diagnosis al conector que hay en el vehculo a tal efecto.Si se averan los sensores o los elementos de ajuste que podran suponer daos en el motor o conducir a un funcionamiento fuera de control del vehculo, se desconecta entonces el sistema de inyeccin, parndose lgicamente el vehculo.Para informar al conductor de que algn sistema del motor esta fallando, la ECU enciende un testigo en el tablero de instrumentos.

El testigo se enciende cuando cuando hay un fallo en alguno de los siguientes componentes: Sensor de elevacin de aguja. Sensor de impulsos (rpm.). Sensor de posicin, regulador de caudal de combustible. Sensor de posicin del pedal del acelerador. Vlvula EGR. Servomotor, regulador de caudal de combustible. Vlvula magntica de avance a la inyeccin.El testigo de avera cuando se enciende indica al conductor que debe dirigirse al taller para hacer una revisin del vehculo.

Diagnosis:Para poder consultar los fallos en el funcionamiento del motor as como para poder hacer pruebas y ajustes en los elementos que lo permiten necesitamos un aparato de diagnosis que nos va a servir para: Leer los cdigos de avera, as como identificarlos. Solicitar datos sobre el estado actual de las seales de los sensores y compararlas con los valores tericos de los manuales de verificacin. Hacer pruebas de funcionamiento sobre los distintos componentes elctricos (electrovalvulas, rels, etc.) del sistema motor, as como de otros sistemas (ABS, servodireccin, cierre centralizado, etc.)- Se pueden hacer ajustes, esto nos va permitir variar en n de rpm en ralent as como la cantidad de combustible a inyectar. Adems se pueden ajustar el avance a la inyeccin y la cantidad de reenvi de los gases de escape (sistema EGR).

Seales de entrada a la ECU:1- Seal del sensor de posicin del servomotor yseal del sensor de temperatura del combustible.2- Seal del sensor de elevacin de aguja.3- Seal del sensor de rgimen (rpm).4- Seal del sensor de temperatura del refrigerante motor.5- Seal del sensor de sobrepresin del turbo.6- Seal del medidor del volumen de aire y sealdel sensor NTC de temperatura de aire.7- Seales del sensor de posicin del pedal del acelerador.ECU- Seal del sensor de presin atmosfrica quese encuentra en la misma ECU.

Se tienen otras seales de entrada en caso deque el vehculo monte caja de cambios automtica,aire acondicionado e immovilizador.

Seales de salida de la ECU:1- Seal de control del servomotor, seal de control de la vlvulamagntica y seal de control de la vlvula de STOP.2- Seal de control del rele que alimenta a las bujas.3- Bujas de incandescencia. En este caso tenemos 5 bujaspor que el motor es de 5 cilindros.4- Seal de control del rel que alimenta a los electroventiladores.5- Electroventiladores de refrigeracin del motor.6- Seal de control delsistema EGR.7- Seal de control de la presin del tubo.

Se tienen otras seales de salida en caso de que el vehculo monte inmovilizador y otros extras.

GESTIN ELECTRNICA DIESELFuncionamiento

Adaptacin de la bomba de inyeccin rotativaa la gestin electrnica

Las bombas de inyeccin diesel utilizadas en motores con Gestin Electrnica se denominan "bombas electrnicas" que la marca Bosch les ha dado la denominacin "VP". Su constitucin se basa en las bombas utilizadas en motores diesel sin Gestin electrnica, las vamos a denominar "bombas mecnicas" y que han sido modificadas para adaptarlas a las exigencias que requiere la gestin electronica. Como se ve la constitucin de ambas bombas es muy parecida en suspartes comunes. Cambia la forma de dosificar el combustible a inyectar en los cilindros, as como el control del avance a la inyeccin. Las bombas electronicas se pueden dividir en dos tipos segun el sistema de bombeo de combustible: lasbombas de embolo axialy la bomba deembolos radiales. Nosotros vamos a estudiar la primera.

Las bombas electrnicas tienen las siguientes ventajas con respecto a las bombas mecnicas:

- No es necesario girar la bomba para encontrar el ajuste del ngulo de inyeccin. Por lo tanto la bomba tiene una posicin fija a la hora de montarla en el motor.- No hay ningn sistema de articulaciones entre el pedal del acelerador y la bomba de inyeccin.- No necesita dispositivo de arranque en fri.- No necesita corrector de sobrealimentacin para turbo.- No es necesario ajustar el ralent.

Dispositivo de regulacin del caudal de combustibleLa bomba electrnica regula la cantidad de combustible a inyectar en los cilindros por medio de un motor de calado o "servomotor", situado en la parte alta de la bomba. Este motor esta controlado electrnicamente por medio de la unidad de control ECU que le hace girar, moviendo mediante su eje una pieza excntrica que convierte el movimiento giratorio del motor en un movimiento lineal para desplazar la "corredera de regulacin"

Para saber que posicin ocupa la corredera de regulacin que es accionada por el servomotor, existe un "sensor de posicin" (potencimetro). Este sensor informa en todo momento a la ECU de la posicin de la corredera mediante una seal elctrica. La ECU compara esta seal con un valor terico que tiene en memoria y si no coincide manda seales elctricas al servomotor para posicionar la corredera hasta que la seal del sensor coincida con el valor terico de la ECU.El sensor de posicines un transductor inductivo sin contactos, conocido como HDK o anillo semidiferencial. Esta constituido por una bobina circundada por un ncleo de hierro mvil, que se encuentra unido al eje del servomotor.Al lado del sensor de posicin se encuentra el sensor de temperatura de combustible dentro de la bomba de inyeccin.

Cuanto mayor sea la distancia "D" mayor ser la cantidad de combustible a inyectar en los cilindros. En la figura la "corredera de regulacin" ocupa la posicin de mximo volumen de combustible a inyectar, por la tanto la distancia "D" es mxima. La mxima cantidad de combustible que inyecta este tipo de bombas en cada embolada es de 4 cm3. El caudal de inyeccin puede modificarse constantemente entre cero y el valor mximo (por ejemplo: para el arranque en frio). En estado sin corriente, muelles de reposicin esistentes en el servomecanismo giratorio ajustan a "cero" el caudal de alimentacin de combustible, por razones de seguridad. El servomotor tiene un giro limitado de 60, con movimientos ngulares extremadamente precisos, de grado en grado lo que determina la posicin en cada momento de la corredera de regulacin.

Dispositivo variador de avance de la inyeccinEl ajuste de inyeccin de hace por medio del variador de avance que es muy similar a los utilizados en las bombas mecnicas. Esta compuesto por un embolo que se mueve en el interior de un cilindro empujado por un lado por un muelle y por el otro lado por la presin del gas-oil que se encuentra en el interior de la bomba, la presin en el interior de la bomba depende del n de rpm del motor cuanto mayor es este mayor es la presin. El movimiento axial del embolo se transmite al anillo porta rodillos lo cual hace que la situacin del disco de levas respecto al anillo porta rodillos se modifique, de forma que los rodillos del anillo levanten con cierta antelacin el disco de levas consiguiendo un adelanto en el comienzo de la inyeccin.Este adelanto o avance puede ser hasta 12 grados de Angulo de leva, lo que supone en un motor de cuatro tiempos 24 grados de ngulo de cigeal.

Laelectrovlvula es el elemento que diferencia el variador de avance de una bomba electrnica de una bomba mecnica. Esta vlvula esta controlada electrnicamente por medio de la ECU y se encarga de controlar la presin que hace el gas-oil sobre el embolo del variador. Cuando la vlvula esta en reposo es decir no recibe seales de la ECU permanecer cerrada y se produce un adelanto en el comienzo de la inyeccin. Cuando la vlvula reciba ordenes de la ECU de abrirse, la presin sobre el embolo disminuye y por lo tanto se produce un retraso en el comienzo de la inyeccin.

UIS / UPS

Regulacin electrnica Diesel (EDC) para UIS/UPSLa gestin electrnica de los motores Diesel as como la masiva aplicacin de motores de inyeccin directa en los automviles, demando un sistema capaz de controlar estos motores as como cumplir las exigencias de menor consumo mayor potencia y par, as como cumplir con la normativa de emisiones contaminantes cada vez mas restrictivas. Elsistema de regulacin EDC debe cumplir con las exigencias antes mencionadas y que las enumeramos seguidamente: Altas presiones de inyeccin Conformacin del desarrollo de inyeccin Comienzo de inyeccin variable Inyeccin previa y, en su caso, inyeccin posterior. Caudal de inyeccin, presin de sobrealimentacin y comienzo adaptados a todos los estados de servicio. Caudal de arranque dependiente de la temperatura. Regulacin del rgimen de ralent independiente de la carga. Regulacin de la velocidad de marcha. Retroalimentacin regulada de gases de escape. Tolerancias reducidas del momento y caudal de inyeccin, y alta presin durante toda la vida til del automvil.A diferencia de los motores Diesel que montaban bombas convencionales de inyeccin reguladas mecnicamente, en un sistema EDC, el conductor no tiene ninguna influencia directa sobre el caudal de combustible inyectado, por ejemplo: a travs del pedal acelerador y un cable de traccin. El caudal de inyeccin se determina por el contrario, a travs de diversas magnitudes de influencia. Estas son como ejemplo: Deseo del conductor (posicin del pedal del acelerador). Estado de servicio. Temperatura del motor. Efectos sobre las emisiones contaminantes, etc.El caudal de inyeccin es calculador en la unidad de control ECU a partir de estas magnitudes. Tambin puede variarse el momento de inyeccin. Esto requiere un extenso concepto de seguridad que reconoce las desviaciones (averas) que se producen y que aplica las correspondientes medidas conforme a sus efectosconforme a la gravedad de una avera (ejemplo: limitacin del par motor o marcha de emergencia en el margen del rgimen de ralent).El sistema EDC contiene por ello varios circuitos reguladores.La regulacin electrnica Diesel permite tambin un intercambio de datos con otros sistema electrnicos como por ejemplo: el control de traccin (ASR), control electrnico de cambio (EGS) o el control de estabilidad (ESP). Con ello se puede integrar el control del motor en el sistema total del vehculo (como ejemplo: reduccin del par motor al accionarse el cambio automtico, adaptacin del par motor a la falta de traccin de las ruedas, activacin de la inyeccin por el inmovilizador, etc).El sistema EDC esta completamente integrado en el sistema de diagnostico del vehculo.Cumple con todas las exigencias del OBD (OnBoardDiagnose) y EOBD (EuropeanOBD).

La regulacin electrnica diesel EDC (ElectronicDieselControl) para sistemas UIS/UPS se divide en tres bloques de sistema:1. Sensores y transmisores de valor terico para registrar las condiciones de servicio (como ejemplo: numero de revoluciones del motor) y valores tericos (como ejemplo: posicin del pedal del acelerador). Estos elementos transforman diversas magnitudes fsicas en seales elctricas.2. La unidad de control para procesar las informaciones de los sensores y transmisores conforme a determinados procesos de calculo matemticos (algoritmos de clculo), para formacin de seales elctricas de salida que activan elementos actuadores mediante seales de salida electrices. La unidad de control ademas es la unidad de intermediacin con los dems sistemas de control (como ejemplo: inmovilizador, ABS, etc.) y del sistema de diagnosis del vehculo.3. Elementos actuadores para transformar las seales elctricas de la salida de la unidad de control ECU, en magnitudes mecnicas. (como ejemplo: la electrovlvula de la unidad bomba-inyector, el sistem EGR, la electrovlvula de control de la presin del turbo).

Esquema general del sistema EDC para unidades bomba-inyector (UIS) en turismos

Esquema general del sistema EDC para unidades bomba-inyector (UIS) y bomba-tubera-inyector (UPS) en vehculos industriales

UIS / UPS

SensoresSin sensores es casi imposible realizar la gran cantidad de funciones de monitoreo y control en sistemas modernos de gestin del motor, sistemas de seguridad y confort (ASR, ABS, airbag, ajuste del cinturn de seguridad, aire acondicionado, etc.), temas muy actuales del sector automovilstico. Los sensores se usan para registrar de manera precisa los estados reales del motor en funcionamiento, tales como la presin de aceite del motor, la temperatura del motor o el nmero de revolucionesLos sensores y transductores detectan los valores de servicio (como ejemplo: el numero de revoluciones del motor) y valores tericos (como ejemplo: la posicin del pedal del acelerador). Los sensores y transmisores transforman valores fsicos como numero de revoluciones, valores de temperatura y de presin en seales elctricas entendibles por las unidades de control. Una caracterstica importante de los sensores es su exactitud en las mediciones as como su rapidez de respuesta.Los sensores y transductores son el intermediario que hay entre los distintos elementos del vehculo como son los sistemas de frenado, el motor, estabilidad dinmica, etc y las unidades de control que son el cerebro del sistema. Por regla general hay en el sensor un circuito de adaptacin que convierte las seales del sensor en una seal entendible por la unidad de control.Los sensores suelen estar montados en lugares escondidos del motor o vehculo, sin ser vistos fcilmente debido a sus dimensiones cada vez menores. Ademas se comprueba hoy en da una tendencia encaminada a colocar los sensores en los mdulos, para dar mayor valor al componente mediante su funcin sensorial, reduciendose as el coste total. Unos ejemplos de ello son el modul del pedal del acelerador con sensor de valor de posicin de pedal integrado, el modulo estanqueizante de cigeal son sensor de revoluciones integrado o el modulo de aspiracin con medidor de masa de aire de pelcula caliente.Cada vez se exige mas que los sensores cumplan con unas determinadas caractersticas de exactitud ya que sus seales de salida influyen directamente en la potencia y el par motor, en las emisiones y en el comportamiento de marcha as como en la seguridad del vehculo. Para cumplir con estas exigencias de tolerancia, los sensores del futuro se vuelven "mas inteligentes", o sea que se les integran, en su electrnica, algoritmos de evaluacin (procesos de calculo), funciones de calculo mas refinadas de calibracin y autocalibracin siempre que resulta posible.Sensores EDCA continuacin se describen los sensores utilizados en actualmente para el control del motor Diesel.Pero adelantandonos al futuro podemos decir que se integraran en el sistema EDC sensores nuevos que ayudaran a: Cumplir las disposiciones sobre gases de escape cada vez mas restrictivas. Suministrar informaciones a un sistema de diagnostico (OBD: On Board Diagnostic) en funcionamiento permanente.Estos van a ser sensores de gases de escape, entre ellos tambin la sonda Lambda del motor de gasolina as como sensores de la presin y temperatura de los gases de escape.Sensores de temperatura PTC y NTCLos sensores de temperatura se aplican en varios lugares: en el circuito del liquido refrigerante, para poder determinar la temperatura del motor a partir de la temperatura del liquido refrigerante. en el canal de admisin para medir la temperatura del aire aspirado. en el aceite del motor para medir la temperatura del aceite (opcional). en el retorno del combustible para medir la temperatura del combustible (opcional).Sensor de temperatura del motorEsta montado en el circuito del liquido refrigerante, con el fin de determinar la temperatura del motor a partir de la temperatura del liquido refrigerante, As es posible que el control del motor se adapte exactamente a la temperatura del servicio del motor. El margen de temperaturas se sita en -40....+130 C.

Sensor de temperatura de aireEsta montado en el conductor de admisin. Al tenerse en cuenta la temperatura del aire se admisin es posible determinar con exactitud, en combinacin con un sensor de presin de sobrealimentacin, la masa de aire de aspirada. Ademas de ello se pueden adaptar los valores tericos para los circuitos reguladores a la temperatura del aire (como ejemplo: retroalimentacin de gases de escape, regulacin de la presin de sobrealimentacin). El margen de temperaturas se sita en -40C.......+120 C.Sensor de temperatura del aceite del motorLa seal del sensor de temperatura del aceite del motor se emplea para calcular los intervalos de servicio. El margen de temperaturas se sita en -40 .....+170 C.Sensor de temperatura del combustibleEste esta montado en la parte de baja presin. Al tenerse en cuenta la temperatura del combustible se puede calcular con exactitud que caudal de combustible se necesita. El margen de temperaturas se sita en -40......+120 C.Estructura y funcionamientoLos sensores de temperatura se ofrecen en diversas formas constructivas, segn el campo de aplicacin previsto. En un cuerpo esta montada una resistencia de medicin dependiente de la temperatura. Esta cuenta con un coeficiente de temperatura negativo o positivo (NTC: Negative Temperature Coeficient; PTC: Positive Temperature Coeficient); o sea que su resistencia elctrica disminuye o aumenta al subir la temperatura.La resistencia de medicin forma parte de un circuito divisor de tensin que es abastecido con 5 V. La tensin que se mide en esta resistencia es, por tanto; dependiente de la temperatura. La misma se inscribe en un convertidor analogico-digital y representa una medida de la temperatura en el sensor. En la unidad de control del motor esta almacenada en memoria una curva caracterstica que indica la temperatura correspondiente a cada valor de tensin.Sensores inductivos de revoluciones y ngulo de giroLos sensores de revoluciones se aplican para la deteccin: La posicin del cigeal. La posicin del mbolo en bombas de inyeccin distribuidoras controladas por electrovlvula.Mediante la frecuencia de las seales del sensor de revoluciones se calcula el numero de revoluciones. La seal del sensor de revoluciones es una de las magnitudes mas importantes del control electrnico del motor.Estructura y funcionamientoEl sensor se monta directamente al frente de una rueda transmisora ferromagntica tambin llamada "rueda fnica", El imn junto con la bobina crean un campo magntico que penetra entre los dientes de la rueda fnica. El flujo magntico a travs de la bobina depende de si delante del sensor se encuentra un hueco o un diente de la rueda fnica. Un diente concentra el flujo de dispersin del imn. Se produce una intensificacin del flujo til a travs de la bobina. Un hueco, en cambio, debilita este flujo magntico. Si la rueda transmisora esta girando, estos cambios del flujo magntico inducen en la bobina una tensin de salida sinusoide, proporcional a la velocidad de cambio de diente-hueco.La amplitud de la tensin alterna crece fuertemente al aumentar el numero de revoluciones, mnimo de 30 vueltas por minuto.El numero de los dientes de la rueda fnica depende de la aplicacin que se le de al sensor de revoluciones. En los sistemas modernos de gestin de motores se utilizan generalmente ruedas transmisoras con divisin de 60, habiendose saltado 2 dientes. Quiere decir que la rueda fnica tiene 60 - 2 = 58 dientes. El hueco entre dientes especialmente grande es una marca de referencia y esta en correspondencia con una posicin definida del cigeal. Este hueco entre dientes suele corresponder con una posicin definida del cigeal para el cilindro "1". Sirve para la sincronizacin de la unidad de control.El diente y la geometra polar tienen que estar adaptados entre si: El circuito evaluador en la unidad de control convierte la seal sinusoidal de amplitud muy variable a una tensin rectangular con amplitud constante. Esta seal es evaluada en el microprocesador de la unidad de control.

Transmisor de fase de HallLa posicin del rbol de levas determina si un pistn del motor se mueve hacia el PMS (punto muerto superior) se encuentra en el tiempo de compresin o en el tiempo de escape. Esta informacin no puede obtenerse durante el proceso de arranque a partir de la posicin del cigeal y su sensor inductivo. Por el contrario, durante el servicio de marcha, la informacin generada por el sensor del cigeal es suficiente para determinar la posicin del motor.El transmisor de fase montado en el rbol de levas suministra la posicin del rbol de levas a la unidad de control.Estructura y funcionamientoEn el rbol de levas estn montados dientes de material ferromagntico. Cuando un diente pasa por el elemento sensor atravesado por corriente (plaquita semiconductora) del transmisor de fase, su campo magntico orienta los electrones en las plaquitas semiconductoras, perpendicularmente a la direccin de paso de la corriente. Se forma as una seal de tensin (tensin Hall), que comunica a la unidad de control, en el tiempo de trabajo se encuentra en este momento el primer cilindro. La seal de salida es del orden de milivoltios e independiente de la velocidad relativa entre el sensor y la rueda transmisora. La seal se prepara y emite por el sistema electrnico evaluador integrado.Una caracterstica esencial del sensor Hall es que necesita ser alimentado por una tensin, mientras que el sensor inductivo estudiado anteriormente no necesita ser alimentado por tensin ya que genera el la tensin como si fuera un generador. Para distinguir un sensor Hall de un sensor inductivo nos fijamos en el numero de cables que llegan a cada uno, en el sensor Hall llegaran 3 cables mientras que en el inductivo solo llegan 2 cables.

Principio Hall diferencialAparte de los sensores Hall sencillos se aplican tambin elementos Hall diferenciales, Estos constan de dos elementos Hall desfasados entre si. Estos suministran una seal de salida que es proporcional a la diferencia de la densidad de flujo entre los dos lugares de medicin. Las ventajas de la evaluacin diferencial son un amplio margen de los entrehierros y una buena compensacin de temperaturas. Los inconvenientes consisten en la dependencia de la posicin de montaje y en la necesidad de una rueda transmisora de dos pistas para generar una seal en ambos elementos Hall.Sensores del pedal del aceleradorEn el moderno control electrnico del motor, el deseo del conductor (por ejemplo: aceleracin, marcha constante, deceleracin, etc.) ya no se comunica mas al control del motor a travs de un cable de traccin o varillaje. Un sensor del pedal acelerador (llamado tambin transmisor del valor del pedal, PWG) detecta la posicin del pedal y la transmite a la unidad de control.Estructura y funcionamientoEl componente esencial es un potenciometro (resistencia elctrica variable). Dependiendo de la posicin del pedal acelerador surge en este una tensin. Conforme a una linea caracterstica programada en la unidad de control se calcula la posicin del pedal acelerador a partir de esta tensin. Para fines de diagnostico y en su caso para la representacin de una funcin sustitutiva se tiene integrado un redundante (doble). Se diferencia entre dos versionesConmutador de ralent y kickdownEl conmutador de ralent cambia su estado, en caso de recorridos pequeos del pedal, de "seal de margen de ralent" a "seal de margen de plena carga". Para los vehculos con cambio automtico es posible, en esta variante, que un conmutador adicional genere una seal kickdown.

Segundo potencimetroUn segundo potenciometro redundante suministra en todos los puntos de servicio siempre la media tensin del primer potenciometroLos sensores de pedal acelerador se montan como sensores individuales o como mdulos completos. En el caso de modelos no se requieren, en el vehculo, trabajos de ajuste entre la posicin del pedal y el sensor.Medidor de masa de aire de pelcula calientePara poder cumplir los valores de gases de escape establecidos y exigidos legalmente, es necesario, especialmente en el servicio dinmico del motor de combustin, un cumplimento exacto de la relacin pretendida de aire-combustible. Para ello se requieren sensores que registren con gran precisin el flujo de aire aspirado realmente. La exactitud de medicin del sensor de carga no debe estar influida por pulsaciones, reflujos, retroalimentacin de gases de escape y un control variable del rbol de levas, ni tampoco por modificaciones de la temperatura del aire aspirado. El sensor que cumple con todas estas caractersticas es el medidor de masa de aire de pelcula calienteHFM5.EstructuraEl medidor de masa de aire de pelcula caliente esta integrado en un tubo de medicin que cuenta con dimetros diferentes segn la masa de aire que necesita el motor (desde 370 .....970 kg/h). Est montado detrs del filtro de aire en el tramo de admisin. Tambin son posibles versiones que se montan como sensor insertable en el filtro de aire.Los componentes del elemento sensor estn metalizados por evaporacin sobre un sustrato semiconductor, y los del sistema electrnico evaluador sobre un substrato cermico. De este modo es posible un tamao pequeo. El aire fluye, sobre un canal bypass, a lo largo del elemento sensor. La configuracin del canal bypass mejora el comportamiento del sensor en caso de flujos de fuertes pulsaciones. Tambin se reconocen los flujos de retroceso. El medidor de masa de aire de pelcula caliente comunica con la unidad de control a travs de una conexin elctrica

FuncionamientoEl medidor de masa de aire de pelcula caliente es un "sensor trmico". Trabaja segn el siguiente principio:En el elemento sensor (3) se calienta una membrana sensora micromecnica (5) mediante una resistencia calefactora en disposicin central. Fuera de esta zona de calefaccin (4) la temperatura disminuye a ambos costados.La distribucin de la temperatura sobre la membrana es registrada por dos resistencias dependientes de la temperatura que estn montadas simtricamente con respecto a la resistencia calefactora flujo arriba y flujo abajo sobre al membrana (puntos de medicin M1y M2). Al no haber afluencia de flujo de aire tenemos una cada de temperatura igual a ambos lados (1).Si el aire fluye sobre el elemento sensor cambiara la distribucin de temperatura sobre la membrana (2). en el lado de aspiracin tendremos una cada de temperatura mas pronunciada, por cuanto el flujo de aire enfriara esta parte. En el lado opuesto, orientado hacia el motor, se enfriara primero el elemento sensor. Ahora bien, posteriormente el aire calentado por el elemento calefactor calentara el elemento sensor. La modificacin de la distribucin de temperatura (incremento de T) desemboca en una diferencia de temperatura entre los puntos de medicin M1y M2.El calor cedido al aire, y con ello la cada de temperatura en el elemento sensor, depende de la masa de aire que va pasando. La diferencia de temperatura es, independiente de la temperatura absoluta del aire que va pasando, una medida representativa de la masa del flujo de aire. La diferencia de temperatura es, adems, dependiente de la direccin, de modo que el elemento medidor puede registrar tanto la magnitud como la direccin de un flujo de masa de aire.Debido a la membrana micromecnica sumamente fina, el sensor cuenta con una dinmica de respuesta sumamente alta (< 15ms). Esto es importante, especialmente en caso de flujos de aire con fuertes pulsaciones.La diferencia de resistencia en los puntos de medicin M1y M2es convertida en una seal de tensin anloga entre: 0 ....5 V, adaptada para la unidad de control, por un sistema electrnico evaluador (circuito hbrido) integrado en el sensor. Con la ayuda de una curva caracterstica de sensor (como se ve en la figura) programada en la unidad de control, la tensin medida es convertida a un valor para el flujo de masa de aire (kg/h). La curva caracterstica esta diseada de tal forma que el diagnostico integrado en la unidad de control pueda reconocer averas como por ejemplo: una interrupcin de linea.En el HFM5 puede estar integrado un sensor de temperatura para evaluaciones adicionales. Este se encuentra en el cuerpo de plstico. No se necesita para la determinacin de la masa de aire.

Sensores de presin micromecnicos Sensor de tubo de admisin o de presin de sobrealimentacinEl sensor de presin de alimentacin est montado por lo general directamente en el tubo de admisin. Mide la presin absoluta en el tubo de admisin (2 .... 400 kPA o 0,02 ....4,0 bar), o sea que mide la presin contra un vaco de referencia y no contra la presin del entorno. De este modo es posible determinar la masa de aire con toda exactitud y regular el compresor de acuerdo con las necesidades del motor.Si el sensor no esta montado directamente en el tubo de admisin, este se hace comunicar neumticamente con el tubo de admisin mediante una tubera flexible. Sensor de presin atmosfrica (ADF)Este sensor puede estar montado en la unidad de control o en otro lugar del vano motor. Su seal sirve para la correccin, en funcin de la altura, de los valores tericos para los circuitos reguladores (como ejemplo: retroalimentacin de gases de escape EGR, regulacin de la presin de sobrealimentacin). Con ello se pueden tener en cuenta las diferencias de la densidad del aire del entorno. El sensor de presin de entorno mide la presin absoluta (60 .....115 kPa o 0,6 ....1,15 bar). Sensor de presin del aceite y combustibleLos sensores de presin de aceite estn montados en el filtro de aceite y miden la presin absoluta del aceite para que se pueda averiguar la carga del motor para la indicacin de servicio. Su margen de presiones se sita en 50 ....1000 kPa o 0,5 ...10,00 bar.Estructura de los sensores de presinEl componente esencial del sensor de presin micromecnico es el elemento sensor con la "clula de sensor". Ella consta de un chip de silicio (2) micromecnico que lleva grabada una membrana delgada (1). Sobre la membrana hay dispuestas cuatro resistencias de medicin (R1, R2), cuya resistencia elctrica varia bajo tensin mecnica.En el sensor de presin puede estar integrado adicionalmente un sensor de temperatura que se puede evaluar independientemente. Esto significa que hay que montar solamente un sensor para medir la temperatura y la presin.FuncionamientoSegn cual sea la magnitud de la presin se curva de manera distinta la membrana de la clula del sensor (pocos micrmetros). Las cuatro resistencias de medicin sobre la membrana modifican su resistencia elctrica bajo las tensiones mecnicas producidas (efecto piezorresistivo).

Las resistencias de medicin (R1, R2) estn dispuestas sobre el chip de silicio (2) de tal forma que al deformarse la membrana (1) aumenta la resistencia de dos de las resistencias de medicin, a la vez que disminuye la misma en las dos restantes. Las resistencias de medicin estn dispuestas en un "puente Wheatstone". Debido al cambio de las resistencias se va modificando tambin la relacin de las tensiones elctricas en las resistencias de medicin. Debido a ello se modifica la tensin de medicin (UA). La tensin de medicin es, pues, una medida para la presin en la membrana.Mediante el puente resulta una tensin de medicin mas alta que al evaluarse solamente una resistencia individual. El "puente Wheatstone" permite obtener as una alta sensibilidad.El lado de la membrana que no queda sometida a la presin de medicin se encuentra expuesto a un vaci de referencia (3), de modo que el sensor mide el valor absoluto de la presin.El sistema electrnico evaluador completo esta integrado en el chip y tiene la misin de amplificar la tensin de puente, de compensar influencias de temperatura y de linealizar la curva caracterstica de presin. La tensin de salida es del orden de 0 ....5 V y se suministra a la unidad de control de motor a travs de conexiones elctricas. Mediante una curva caracterstica programada se calcula la presin.

Evolucin de los sensoresLa evolucin de los sensores viene dada por la mayor integracin de funciones en estos elementos que facilita y ayuda a la unidad de control en sus cometidos, limitando sus funciones ya que los sensores aparte de hacer la medicin de los distintos parmetros del motor, preparan la seal para que esta sea entendible por la unidad de control sin necesidad de circuitos intermediarios que adapten la seal del sensor a otra seal que sea reconocida por la unidad de control. Debido a la microtcnica moderna, los sensores son cada vez mas pequeos, rpidos y exactos. En el futuro la preparacin de seales, la conversin analogico-digital, e incluso un pequeo microprocesador para el procesamiento ulterior de las seales, van a estar integradas ya en el sensor, conforme a su grado de integracin. Esto tiene las ventajas siguientes: En la unidad de control se requiere un volumen menor de clculos. Una interfaz uniforme, flexible e idnea para operar con buses permite la aplicacin de sensores diferentes. Un sensor puede ser utilizado varias veces por diferentes unidades de control a travs del bus de datos Pequeos efectos de medicin (como ejemplo: el piezoefecto) pueden ser registrados (con amplificacin de seal de medicin). Es posible una calibracin sencilla.

UIS / UPS

Unidad de controlMediante la tecnologa digital moderna se abren mltiples posibilidades en cuanto al control del automvil. Hay muchas factores de medicin influyentes que se pueden reunir para controlarlos a todos de modo simultneo. La unidad de control recibe las seales de los sensores y transmisores, las evala y calcula las seales de activacin para los elementos actuadores. El programa de control esta almacenado en la memoria. De la ejecucin del programa se encarga un microcontrolador.Las unidades de control estn sometidas a altas exigencias, como son: Temperaturas de trabajo bajo condiciones normales de funcionamiento del orden de -40 ....85 C para vehculos industriales y -40 .....+70 C para turismos. Resistencia a ataques externos por sustancias que pueden daar su estructura como son el aceite, el combustible, etc. Tambin la humedad del entorno es perjudicial. Los esfuerzos mecnicos a la que esta sometidos por ejemplo: las vibraciones del motor.

Unidad de control de unsistema EDCEstructuraLa unidad de control se encuentra dentro de una carcasa metlica. Los sensores, los actuadores y la alimentacin de corriente. Estn conectados a la unidad de control a travs de un conector multipolar. Los componentes de potencia para la activacin directa de los actuadores estn integrados en la carcasa de la unidad de control, de tal forma que se garantiza una buena disipacin trmica hacia la carcasa. En caso de montaje de la unidad de control, adosada al motor el calor de la carcasa se puede disipar a travs de una placa integrada de refrigeracin, colocada sobre la unidad de control. (refrigeracin de la unidad de control solo en vehculos industriales).Una mayora de componentes electrnicos estn ejecutados en tcnica SMD (SurfaceMountedDevices, componentes montados en superficie). Solo hay unos pocos componentes de potencia que estn cableados as como los enchufes. Esto permite una construccin muy idnea para ahorrar espacio y peso.

Procesamiento de datosSeales de entradaLos sensores, junto a los actuadores, constituyen los intermediarios entre el vehculo y la unidad de control. Las seales elctricas de los sensores son conducidas la unidad de control a travs del mazo de cables y conectores. Estas seales pueden tener diferentes formas:- Seales de entrada analgicas:Estas seales pueden adoptar cualquier valor de tensin dentro de una gama determinada. Ejemplos de magnitudes fsicas disponibles como valores de medicin analgicas son la masa de aire aspirada, la tensin de la batera, la presin en el tubo de admisin y de sobrealimentacin, la temperatura del agua refrigerante y del aire de admisin. Son transformadas por un convertidor/analgico (A/D) en el microcontrolador de la unidad de control, convirtiendolas en valores digitales, con los que puede operar el microprocesador. La resolucin de la seal depende de la cantidad de escalones (muestreo de la seal del sensor) al efectuarse la conversin.

- Seales de entrada digitales:Estas seales tienen solamente dos estados: "Hight" y "Low" o lo que es lo mismo "1" y "0" como los computadores. Ejemplos de seales de entrada digitales son las de conmutacin (conexin/desconexin) o seales de sensores digitales como impulsos de revoluciones de un sensor Hall. Pueden ser procesadas directamente por el microcontolador.- Seales de entrada pulsatorias:Estas seales procedentes de sensores inductivos con informaciones sobre el numero de revoluciones del motor y la marca de referencia (PMS), son preparadas en una parte propia del circuito de la unidad de control. A su vez se suprimen impulsos parasitos, y las seales pulsatorias son transformadas en seales digitales rectangulares.Preparacin de sealesLas seales de entrada se limitan, con circuitos de proteccin, a niveles de tensin admisibles. La seal til se libera ampliamente de seales perturbadoras superpuestas, mediante la filtracin, y se adapta en su caso por amplificacin a la tensin de entrada admisible de la unidad de control.Segn el nivel de integracin, la preparacin de seales puede realizarse parcial o totalmente en el sensor.Procesamiento de sealesLa unidad de control de la central de mando para el desarrollo de las funciones. En el microcontrolador se ejecutan los algoritmos de mando y regulacin. Las seales de entrada puestas a disposicin por los sensores, transmisores e intermediarios hacia otros sistemas, sirven de magnitudes de entrada. En el procesador se vuelven a someter a un examen de plausibilidad (seales que estn dentro de los mrgenes posibles). Las seales salida se calculan con la ayuda de un programa y de las curvas y campos caractersticos. Un cuarzo hace de reloj y lleva el control de cadencia del microcontrolador.- Memoria de programa:El microcontrolador necesita de un programa (software) que este almacenado en una memoria de valor fijo (no voltil) como las memorias ROM o EPROM.Adicionalmente existen en esta memoria datos especficos (datos individuales, curvas caractersticas y campos caractersticos). Se trata, en este caso, de datos invariables que no pueden ser modificados durante el servicio del vehculo.El gran numero de variantes de los vehculos que requieren unos conjuntos de datos variadisimos exigen la reduccin de los tipos de unidades de control que necesitan los fabricantes de vehculos. Para ello es posible programar, al final de la produccin del vehculo, el rea de memoria completa del Flash-EPROM (FEPROM) con el programa y el conjunto de datos especifico de la variante (EOL: Programation End Of Line). Otra posibilidad consiste en almacenar en la memoria mas de una variante de datos (por ejemplo: variantes de cada pas), que pueden ser seleccionadas a travs de la programacin al final de la cadena.- Memoria de datos:Una memoria de escritura/lectura (RAM) es necesaria para almacenar datos variables, como por ejemplo. valores de calculo y valores de seal. Para se funcionamiento la memoria RAM necesita un abastecimiento continuo de corriente. Al desconectar la unidad de control por el interruptor de encendido, esta memoria pierde todos los datos almacenados (memoria voltil). Los valores de adaptacin (valores aprendidos sobre estados del motor y de servicio) tienen que determinarse de nuevo en este caso al conectar otra vez la unidad de control.Los datos que no se deben perder (por ejemplo: cdigos para el inmovilizador y datos de la memoria de averas) se tienen que almacenar de forma duradera en una EEPROM. Los datos almacenados en este acumulador no se pierden, ni siquiera al desenbornarse la batera.ASIC (circuitos integrados especficos para su uso)Debido a la complejidad cada vez mayor de las funciones de la unidad de control, ya no basta la capacidad de calculo del microprocesador. El remedio lo proporcionan los componentes ASIC (Aplication Apecific Integrated Circuit). Estos IC (Integrated circuit, circuito integrado) se disean y fabrican segun las pautas del fabricante de la unidad de control. Contienen por ejemplo: una RAM adicional, entradas y salidas, y son capaces de generar y emitir seales MID.- Mdulo de supervisin:La unidad de control dispone de un modulo de supervisin que esta integrado en el ASIC. El microcontrolador y el mdulo de supervisin se supervisan recprocamente, Al reconocerse una avera pueden interrumpir ambos la inyeccin independientemente entre si.Seales de salidaCon estas seales el microcontrolador controla unas etapas finales que normalmente suministran suficiente potencia para la conexin directa de los elementos actuadores o acciona reles. Las etapas finales estn protegidas contra cortocircuitos a masa o a tensin de batera, as como contra la destruccin debida a sobrecarga elctrica. Esta averas, asi como cables interrumpidos o averas de sensores, son reconocidas por los controladores de etapas finales y son retransmitidas al microcontrolador- Seales de conmutacin:Por medio de estas seales es posible conectar y desconectar los elementos actuadores (como ejemplo: el ventilador de refrigeracin del motor)- Seales MID:Las seales de salida digitales se pueden emitir tambin como seales MID (Modulacin porImpulsos enDuracin). Esta seales tienen forma rectangular con frecuencia constante pero tiempo de conexin variable. Mediante estas seales es posible activar las electrovlvulas neumticas (como ejemplo: electrovlvula de control de recirculacin de gases de escape EGR, electrovlvula de control de presin del turbo).

Comunicacin interna en la unidad de controlLos componentes perifricos que apoyan al microcontrolador en su trabajo se tienen que comunicar con este. Esto tiene lugar a travs del bus de direcciones/datos. El microcontrolador emite por ejemplo: las direccin RAM, a travs del bus de direcciones, cuyo contenido memorizado requiere ser ledo. A travs del bus de datos sern transmitidos seguidamente los datos correspondientes a la direccin. Los antiguos desarrollos aplicados a los vehculos motorizados se conformaban con una estructura de bus de 8 bits. Esto significaba que el bus de datos esta compuesto por 8 conductores, a travs de los cuales se pueden transmitir 256 valores. Con el bus de direcciones de 16 bits que es el usual en estos sistemas de pueden transmitir 65536 direcciones. Los sistemas complejos de hoy en dia requieren 16 o incluso 32 bits para el bus de datos. Para economizar patillas en los componentes, es posible multiplexar el bus de datos y direcciones, o sea que la direccin y los datos se transmiten de forma desfasada, utilizandose los mismos conductores.Diagnstico integradoCon la ayuda del diagnstico integrado, se comprueba en la supervisin de sensores si estos son abastecidos suficientemente y si su seal esta dentro de los mrgenes admisibles (como ejemplo: temperatura del motor entre -40 y +150C). Las seales importantes se ejecutan 2 hasta 3 veces (redundancia del sistema) siempre que sea posible, es decir, existe la posibilidad de conmutar a otra seal similar o de efectuar una seleccin de 2 entre 3 en caso de avera.- Reconocimiento de averas:El reconocimiento de averas es posible dentro del margen de supervisin de un sensor. En caso de funciones con circuito regulador cerrado (como ejemplo: supervisin de presin) se puede diagnosticar adicionalmente la desviacin con respecto a cierto margen de regulacin.Una ruta de seal se considera defectuosa si esta presente una avera durante un tiempo definido previamente. La avera se almacena entonces en la memoria de averas de la unidad de control, junto con las condiciones ambientales correspondientes en las que ha aparecido (como ejemplo: t