CURSO DE INYECCION

Profesor:

DOMINGO FARÍAS A.

Historia y Comparación

Lo primero que debemos señalar al comenzar a hablar de inyección es que el motor térmico sigue siendo el mismo con idénticos principio de funcionamiento ya sea Otto o Wankell u otro motor, de combustión interna o gasolina.

Como observamos en el dibujo (A).La manera más simple de explicar como dosificar la alimentación, en un carburador es como sigue:

-Básicamente no se mide nada, y se busca que la mezcla de combustible se mantenga constante, en relación al aire aspirado pero esto lo lograra solamente, en relentí y a 2.500 RPM debido a que en estas dos circunstancias han sido graduadas, pero el resto de las situaciones o condiciones no.

El dibujo también muestra que la mezcla se prepara al mismo tiempo para todos los cilindros.En el dibujo (B) podemos apreciar que a un mismo motor se le aplica un sistema de inyección de combustible.

La diferencia básica entre un sistema carburado y uno inyectado, es que el aire se mide y en relación a esto se dosifica la cantidad exacta de combustible (14,7: 1).

Por otra parte la dosificación de combustible, la capacidad volumétrica de aire, también toma en cuenta la velocidad del motor, posición de la mariposa de aceleración y la temperatura del motor como medidas esenciales para calcular cuanto combustible necesita el motor, dosificando la cantidad exacta y uniforme para cada cilindro, produciendo con ello mayor eficacia eficiencia que se traducen en economía de combustible.

Historia de la Inyección

Los primeros vestigios de inyección comenzaron con experimentos para la aviación, antes de la primera Guerra Mundial, pero con el inicio de esto y por los costos de investigación e inversión, se prefirió perfeccionar aun más, el carburador dejando de lado todo proyecto de inyección.

Luego entre los años 20 y debido a la prosperidad, que se vivió a la pos guerra se retorno el tema de la inyección, y con el Auge Militar que se comenzó a vivir en Alemania, la Industria de ROBERT BOSCH. Quien incursiono en la inyección para la aviación, introduciendo la inyección directa que era una modificación del sistema Diesel.

Durante la Segunda Guerra la inyección domino en los cielos.

Hasta este momento la inyección era mecánica, los inicios de la inyección electrónica, fueron en 1940 cuando en Italia se introdujo un Solenoide para controlar la cantidad de combustible.

Después de la Segunda Guerra, los fabricantes de los Automóviles, echaron al olvido todos los adelantos de la inyección y por los años, se conformaron con los pequeños adelantos en los carburadores.

En 1949 se inscribe un Automóvil en las 500 millas, de Indianápolis con Inyección, con las características de rociar continuamente combustible delante de la válvula de admisión, el sistema se denomino “FLUJO CONSTANTE DE INYECCIÖN “.

En 1957 Chevrolet masifico en algunos modelos un sistema de inyección mecánica, que utilizaba una bomba eléctrica de alta presión, un plato dosificador para mantener las emisiones y la mezcla. También era un sistema de flujo constante en el que el inyector rocía el combustible de manera continua delante de la válvula de admisión.

La complejidad del sistema fue rechazada por quienes se enfrentaron al servicio y reparación del mismo por la cual fue desechando por Chevrolet, continuando el sistema carburado.

Al mismo tiempo BENDIX obtenía en 1952 la patente General para crear el Primer Sistema de Inyección electrónica, masivo de ese entonces la Gerencia de BENDIX desecho el proyecto por tener muy poco porvenir.

En 1966 es cuando BENDIX otorga a BOSCH la licencia para poder crear un sistema de inyección eléctrica, y fue así como 1968 BOSCH crea el sistema D Jetronic en un vehículo Volkswagen.

A pesar de la complejidad y la resistencia, nuevamente de las personas dedicada al servicio, el sistema (D Jetronic) persistió y es el padre de los sistemas de inyección, que utilizan la depresión del múltiple para medir la cantidad de aire que entra en la cámara (MAP).

Se comenzó a modificar el sistema D. en GM, Cadillac y otras marcas pero se hacia indispensable un sistema de auto ayuda.

Fue así como BENDIX en los años 70,71 y 73 comenzó a ver las ventajas de una computadora digital, la cual controlara no solo la inyección si no también el encendido la trasmisión y a su vez por ser una computadora retroalimentada a través de censores podría reprogramarse y guardar en su memoria fallas o problemas, los cuales podrían obtenerse a través de códigos, por el personal que realizara las reparaciones.

“Se había iniciado el camino de la Inyección Electrónica”

Introducción a la Electricidad y Electrónica

Primero debemos decir que si existe un movimiento de electrones dentro de un elemento existe electricidad.

Para que ello ocurra deben existir 3 condiciones esenciales, las cuales sustentan los principios de la electricidad.

Primero debe existir una fuerza que empuje los electrones a cambiar de orbita, produciendo el movimiento, esta fuerza se llama “TENSIÖN DE VOLTAJE”Y se mide en Volts. (V).

Segundo el movimiento que se produce de electrones se llama CORRIENTE ELECTRICA y cuando es medida, pasa a ser intensidad eléctrica doctores el cual ofrece una resistencia al libre paso de estosy se mide en Amperes. (A).

Por ultimo tenemos el camino por el cual transitan los electrones que son los conductores los cuales ofrecen una oposición al libre transito de estos o movimiento, y se llama resistencia la cual se mide en OHM.

Esta resistencia a su vez se aplica en tres tipos CONDUCTORES, CARGAS Y AISLADORES.

Los conductores son los que oponen menor resistencia al paso de los electrones y por lo general son metales.Las cargas son conductores específicos de diámetro y secciones calculados según lo que se requiere.

Por ultimo los aisladores que tienen una muy alta resistencia al paso de la corriente y se usan para impedir que los electrones o corriente se escape o donde no se requiere.

De lo anterior se desprende la ley más importante de la electricidad la ley de OHm. La cual plantea que la corriente es inversamente proporcional a la resistencia y proporcional con el voltaje.

A hora que esta claro que es electricidad y los elementos que deben estar presentes para que se produzca, cabe señalar que existen dos tipos de ella:

Corriente Alterna (C.A) Es aquella en que los electrones se desplazan

indistintamente, de positivo a negativo, y de negativo a positivo. En el tiempo produciendo un trabajo.

Corriente Continúa (D.C) Ó ( C.C).

Es aquella que solo tiene un sentido de desplazamiento y eléctricamente es de negativo a positivo, pero para el estudio de circuitos siempre se ha tomado el sentido de positivo a negativo.

Para continuar con el conocimiento de la electricidad debemos tener, claro las unidades de medida de los diferentes elementos, tales como el OHm para la resistencia, el Amper (A) para la corriente el Volts. (V) para el voltaje Etc.

Pero en ciertas ocasiones se miden cantidades muy altas de un elemento o muy pequeñas del mismo, por eso existen los múltiplos y submúltiplos. Por Ej. Si tengo 10.300 (V) se dice que son 10.3 KV.

Tabla de Comparaciones1 MV Mega Volts 1.000.000 V 1 KV kilo Volts 1.000 V1 V Volts 1.000 V1 mV Mili Volts 0,001 V1 mV Micro Volts 0,000001 V

Nota: la misma tabla sirve para las unidades de medida de Ohm y Amper.

Circuitos Básicos

En electricidad existen 3 circuitos básicos y elementales, estos son: circuito serie, circuito paralelo, y mixto.

Circuito SerieEs aquel donde todos los elementos están conectados

uno a continuación del otro, es decir si uno de ellos falta se interrumpe la energía que circula por el circuito.

La principal característica de este circuito es que las resistencias en serie suman sus valores ohmicos, es decir a mayor cantidad de cargas mayor valor ohmico total.

Rt = R1 + R2 + Rn... 1ªLey de Kirchhoff

De lo anterior desprendemos que el voltaje total es la suma de los voltajes parciales de un circuito en que todos sus componentes se encuentran en serie y la tensión de cada uno es diferente en cada carga o resistencia.

Vt = V1 + V2 + Vn...

Por ultimo cabe señalar que la corriente eléctrica dentro de un circuito serie es la misma en cada elemento.

At = A1= A2 = An...

Circuito Paralelo

Es el más común en el sistema automotriz, pues su característica principal es que todos los elementos están conectados al mismo valor de la fuente de poder.

2ª Ley de kirchhoff

La principal característica de este circuito es que la corriente exigida a la fuente de poder aumenta a medida que aumenta la cantidad de carga, manteniendo el voltaje. Dicho de otra forma la suma de las corrientes parciales de un circuito en paralelo debe ser igual a la corriente total del circuito.

It = I1 + I2 +In...

Otra característica es que el voltaje se mantiene constante.

Por ultimo con respecto a los resistencias podemos decir que al ofrecerle, mayor cantidad de caminos para que pase la corriente, la resistencia total será menor que la menor, de las resistencias parciales.

Circuito Mixto

El circuito mixto es la suma de los otros dos y abarca toda forma de conexión Además debemos acotar que las leyes son las mismas.

Para sus cálculos primero se debe simplificar los circuitos, es decir se resolverán por separado dentro del mismo los circuitos series y paralelos.

Hemos hablado hasta este momento de tres conceptos básicos, corriente, resistencia y voltaje pero existen otros y que en el área automotriz se deben tener en cuenta por ejemplo, señal, frecuencia, factor de trabajo y anchura de pulso.

Señales: Básicamente existen dos tipos de señales; señales

análogas y señales digitales , para nosotros “SEÑAL” será la expresión en lo que se manifiesta los cambios de la tensión.

Señal Análoga: Es aquella que cambia gradualmente su valor en el

tiempo, por ejemplo una señal TPS, un sensor de Oxigeno, un sensor de Cigüeñal magnético, Etc.

Señal digital (cuadrada):

Es la que indica valor mínimo y máximo o bien encendido y apagado, es decir, no existen en este tipo de señal, cambios graduales de valor en el tiempo. Por ejemplo funcionamiento de un inyector o un captor de efecto Hall u óptico.

Frecuencia :

La frecuencia es la unidad que mide la cantidad de veces que ocurre un evento en el tiempo, y para su medición se utiliza el HERTZ (Hz) Un HERTZ es igual a un ciclo completo en un segundo. Pueden existir frecuencias para señales análogas o digitales.

Factor de Trabajo (Ciclo Útil).

Básicamente se refiere a la cantidad de tiempo que se acciona, un elemento y el tiempo en que no lo hace, la unidad se expresa en porcentaje. Por Ejemplo en un Inyector

De un 100% del ciclo total, solo un 30% de este esta trabajando el inyector.

También se aplica el ciclo útil o de trabajo en el encendido, cuando deseamos saber cuanto tiempo los platinos dejan pasar corriente, hacia la bobina y cuando no, pero además de tomarlo como porcentaje también se toma como ángulo y recibe el nombre de DEWELL y se mide en grados (º).

El ciclo útil se utiliza mucho para controlar solenoides tales como el mismo inyector, válvula Egr, control de marcha mínima, Etc. Y se realiza a través de señales cuadradas o digital, en el caso de las válvulas para impedir la inducción de altos voltajes en sus bobinas y la mantenión de corrientes para su funcionamiento. Es decir, la computadora envía un ciclo de trabajo, se cumple el objetivo y se elimina la corriente.

En el ejemplo anterior ambas válvulas provocan lo mismo restringir el paso de aire en la primera, se controla con una variación de voltaje y por consiguiente la mantensión, de este provoca calor e inducirá corriente en sus bobinas la que pasara también por los circuitos de la computadora.

A su vez en el circuito B, la válvula también provoca restricción del aire pero funcionara a través del ciclo del

trabajo, lo ocasionara voltaje o señales intermitentes, las que ocasionaran una muy baja inducción y nada de calor al no existir corriente circulando en los circuitos.

Anchura de Pulso.

El ancho del pulso se mide en las ondas cuadradas para determinar, el tiempo en el que la válvula esta energizado, su unidad es el segundo pero por lo general lo vemos en submúltiplos es decir milisegundo o microsegundos.

Magnetismos:

El magnetismo es un fenómeno presente en la naturaleza. Cuya característica más conocida, es la atracción de algunos elementos. Pero además gracias al campo magnético, se puede crear o inducir electricidad y vise versa, con la electricidad podemos producir magnetismo o electromagnetismo.

Todo elemento conductor que corte líneas de fuerza de campo magnético, induce en el una tensión eléctrica, cuya magnitud dependerá de la sección y el largo del conductor, de la frecuencia con la que corte dichas líneas y de la magnitud del campo.

La tensión inducida será alterna puesto que los electrones se desplazaran de un polo y luego al otro.

En lo anterior vemos, que se podría inducir tensión alterna, gracias al magnetismo, pues bien, también se puede hacer lo contrario, ya sea que todo conductor circulado por una corriente crea en el o en su alrededor un pequeño campo magnético que dependerá de la cantidad de corriente que circule, del largo y sección del conductor.

Si tuviésemos un conductor largísimo y lo enrollamos en forma de espiral crearíamos un campo magnético, más fuerte y si además pusiéramos un núcleo ferroso en el centro (que es el elemento que mejor conduce las líneas de fuerza del campo magnético). Tendríamos un electroimán. Al cual le podemos dar un sin numero de utilidades como por Ejemplo, RELË, VALVULAS, SOLENOIDES. ETC.

Electrónica

Para poder hablar de electrónica debemos hacer una diferencia fundamental, entre electricidad y electrónica. Un circuito eléctrico esta diseñada para consumir energía eléctrica (WATT)

Y convertirla en trabajo (calor, movimiento, magnetismo, luz). Un circuito electrónico esta diseñada para procesar información en forma de señales y controlar dispositivos que produzcan trabajo.

NOTALa energía o potencia eléctrica es el WATT y proporcionalmente existen 7 WATT en 1Hp y matemáticamente su formula es:

W = V x IEs decir la corriente consumida por un elemento a un voltaje dado disipa o consume una potencia X.

De lo anterior se desprende que en circuito electrónico el flujo de corriente es mínimo y que por lo general mediremos señales de voltaje en frecuencias cuadradas o señales variables o análogas.

Componentes básicos de la electrónica

Elementalmente la electrónica basa su funcionamiento en los semiconductores, elementos cuya principal característica, es convertirse en conductores de electricidad bajo ciertas condiciones.

Diodo

Es un elemento cuya particularidad, es dejar pasar la corriente solamente en una dirección.

Resistencia Son elementos

cerámicos que tienen un valor Ohmico calculado y fijo.

Termistores

Elemento que varía su resistencia Ohmico en proporción con la temperatura a la que se encuentra sometido existen de coeficiente positivo y negativo.

PotenciómetroElementos que controlan o provocan variaciones de

voltaje a través de una modificación en su valor Ohmico.

Transistores

Son básicamente dos Diodos juntos y su particularidad es ser un interruptor electrónico que conducirá mientras se alimente su base, además, puede amplificar las señales.