Jorge Alberto Castro Lozano,Facultad de Ingeniería Mecánica, Técnico en Mecánica Automotriz, Escuela Colombiana de Carreras Industriales, Bogotá.

Yonny Alexix Rodríguez Forero,Facultad de Ingeniería Mecánica, Técnico en Mecánica Automotriz, Escuela Colombiana de Carreras Industriales, Bogotá.

NESTOR RAUL FONSECA MEDINAProfesor y Asesor Técnico

Resumen, Actualmente todas las personas a nivel mundial, están buscando la manera de que el medio ambiente que los rodea sea mejor con respecto a la contaminación, por exceso de consumo de diferentes productos físicos, líquidos, sólidos y gaseosos, pues estos se convierten después de su

manipulación o uso en desechos que en su mayoría son tóxicos, lo peor es que no nos habíamos dado cuenta del daño irreversible que hasta nuestros días estos desechos le han causado a nuestro entorno. Por eso la industria automotriz, por ser en décadas el foco directo de contaminación por el uso de hidrocarburos, generando excesivas emisiones de gases contaminantes, ha venido trabajando junto con sus respectivos laboratorios de ingeniería, en implementar mecanismos, tanto eléctricos, electrónicos y mecánicos en sus sistemas de funcionamiento del motor del vehículo, logrando de manera directa disminuir en un porcentaje considerable las emisiones de gases contaminantes.Palabras clave, contaminación, emisión, inyección electrónica multipunto, lambda, medio ambiente, recirculación de gases de escape (egr), válvula.Abstract, At present, all the people worldwide, are looking for ways that the environment that surrounds them is better with regard to pollution, excess consumption of physical products, liquids, solids and gases, which are then converted handling or use of waste most of which are toxic, the worst thing is that we had not noticed until irreversible damage today debris have caused to our environment. So the automotive industry in decades for being the direct focus of contamination by the use of oil, creating excessive emissions of pollutants, has been working with their respective laboratories for engineering, to implement mechanisms, both electrical, electronic and mechanical their systems of operation of the vehicle, making a direct decrease in a significant percentage of the emissions of polluting gases.Keywords, pollution emission, multipoint electronic injection, lambda, environment, exhaust gas recirculation (EGR) valve.

TASACION DE RIQUEZA DE LA MEZCLA EN

PEUGEOT

306 PARA MEJORAR LAS EMISIONES

I. INTRODUCCION

Por medio de esta investigación vamos a conocer el funcionamiento del sistema de Inyección electrónica con control lógico del vehículo Peugeot 306, desde sus inicios teniendo en cuenta sus limitantes y fallas con el fin de formular hipótesis causas y soluciones del problema de emisiones de gases altos que presenta este vehículo según los CDA locales.

Estudiamos los diferentes componentes, principios y esquemas de funcionamiento de los diferentes sistemas de inyección electrónica multipunto, sabiendo que este es el sistema adecuado para el control de emisión de gases, y en busca de un entendimiento de la programación del control lógico directamente con la Tasación de la riqueza de la mezcla,

1. FORMULACION Y DESCRIPCION DEL PROBLEMA

1.1. FORMULACION DEL PROBLEMA.

Exceso de consumo de combustible y por ende un alto grado de emisión de gases contaminantes generados por automóviles inyectados Peugeot 306 entre modelos 1994 y 2002 , también un excesivo uso de aceite lubricante.

Nota: este fue el vehículo que logramos ubicar con este problema común de exceso de gases contaminantes, cortesía de TECNIYA ALAMOS, con previa autorización del propietario.

Figura 1. Vehículo de prueba

Figura 2. Motor vehículo de prueba.

1.2. DESCRIPCION DEL PROBLEMA

Para este modelo de Peugeot de sistema de inyección de combustible multipunto, es muy difícil una buena puesta a punto, tener aprobada la emisión de gases de acuerdo a los parámetros descritos por el fabricante y las normas establecidas para la contaminación ambiental, (norma del CDA centro de diagnostico automotriz). Resolución No. 1015 DE 2005.

El proceso para que el vehículo esté en buenas condiciones comienza por un buen mantenimiento preventivo y una buena sincronización de este. Todos sus elementos como sensores, actuadores, filtros, sistema de escape y su computadora estén libres de defectos.

Para autos de marca Peugeot de la serie 306, inyectados electrónicamente para modelos 1994 a 2002, existe un código de falla, el cual diagnostica su escáner (PPS 200*cortesía Peugeot Zarate) denominado defecto fugitivo – defecto permanente tasación de riqueza tope superior, que es informado por la sonda de oxígeno y ésta es tomada por la unidad de control lógico la cual transmite esta señal como defecto, por lo tanto, ésta responde respecto a los valores recibidos para la sonda, generando un consumo excesivo y a la vez un alto grado de contaminación.

En el Vehículo que se diagnostico este fallo, la única solución para los sistemas anticontaminación de esta marca es cambiar este sensor por que ocurre un desgaste en su interior debido a las condiciones de operación a las que está sometido. Actualmente el departamento técnico de ingeniería de la Peugeot, con el pasar de los años han mejorado la resistencia de esta sonda optimizando la calidad de los materiales directamente expuestos a esta gran temperatura y ruda condición de operación, minimizando de manera directa la emisión de gases contaminantes, no obstante además se debe realizar un mantenimiento preventivo y correctivo de todo el sistema de inyección electrónica, que es lo que vamos a realizar en adelante.

Figura 3. Múltiple de escape Peugeot 306

Este vehículo inmediatamente regulo la mezcla primero porque se le suministro un nuevo sensor nuevo, seguido con una excelente sincronización logrando una buena puesta ha punto.la cual envía la señal correcta según el fabricante a la unidad de control lógico.

2. INFORME DEL SEMINARIO

2.1. CAMBIO DE SONDA DE OXIGENO

En esta sección realizamos el cambio o sustitución de la SONDA DE OXIGENO LAMBDA, del vehículo Peugeot 306, de la siguiente manera:

1. Dejamos que el motor este frio, para realizar el desmonte del múltiple de escape.

2. Desconectamos los bornes de la batería, para evitar cortos en el sistema eléctrico.

3. Desmontamos el múltiple de escape, y verificamos el estado de los ductos hasta llegar a la unión del tubo de escape, ubicada antes del catalizador, y encontramos la sonda la cual vamos a reemplazar.

4. Sustituimos la sonda de oxigeno deteriorada, por una totalmente nueva.

5. Realizamos nuevamente el montaje del múltiple de escape, y demás elementos que desmontamos para hacer una correcta y cómoda instalación de la sonda nueva.

2.2. PRUEBA DE COMPRESION

En la siguiente sección se realizo la prueba de compresión, esta prueba consiste en medir la capacidad de compresión que puede ejercer el pistón a la mezcla aire – combustible sin generar perdida; además mediante ella podemos analizar el estado de los anillos, empaques y asientos de las válvulas ya que si no hay una buena hermeticidad en el cilindro el motor puede traer una serie de fallas que afectan su puesta apunto, estas son:Inestable en ralentí, aumento de consumo de combustible aumenta el consumo de agua la expulsión de gases en cualquier tipo de color azul blanco negro además puede apagarse constantemente etc.

2.2.1. Realización de la prueba

Primero se desconecta el circuito primario de la bobina

Se desconecta la alimentación de la bomba de gasolina

Se retiran las bujías Conectamos el compreso metro al

cilindro a diagnosticar Purgamos el sistema del compreso

metro Procedemos a dar arranque constante

por unos 4 o 5 segundos Observamos los primeros 4 valores

que arroje el compreso metro

Figura 16. Prueba de compresión. Cortesía Peugeot Zarate

2.2.2. Datos de la prueba

Peugeot 306

Tabla 1. Datos prueba de compresión.

2.3. LAVADO DE INYECTORES

Procedimiento del lavado en los inyectores del 306 además de los pasos anteriores:

Primero se desconectan las líneas de alimentación y retorno del riel de inyección

Luego se conecta una línea de el retorno del riel de inyectores al retorno del equipo de limpieza

Luego tomamos la alimentación de combustible que viene de la bomba de combustible y la cuenteamos al retorno que va al tanque de combustible

Luego conectamos una línea que va desde la salida del equipo de limpieza al ingreso del riel de inyectores

Luego ajustamos la presión en la que va trabajar el equipo de limpieza mas o menos

Procedemos a iniciar los ciclos de limpieza Figura 20. Lavado de inyectores Peugeot 306

PISTON

DATO# 1 #2 #3 #4

1 110PSI 115 PSI

114 PSI 113 PSI

2 125 PSI 135 PSI

132PSI 138 PSI

3 165PSI 145 PSI

148 PSI 151 PSI

2.4. PRUEBA DE ANALISIS DE GASES

Se realizo de modo correcto el análisis de gases el cual consiste en analizar la química de estos gases y nos dice en que proporciones se encuentran los mismos.Todos estos productos se obtienen a partir del aire y del combustible que ingresa al motor, el aire tiene un 80 % de Nitrógeno y un 20 % de Oxigeno (aproximadamente).

Del resultado del proceso de combustión del motor se obtienen diversos gases y productos, entre ellos los mas importantes son el CO ( monóxido de carbono ), el CO2 ( dióxido de carbono ), el O2 ( Oxigeno ) , Hidrocarburos no quemados ( HC ), Nitrógeno , Agua y bajo ciertas condiciones NOX ( óxidos de Nitrógeno).

Una combustión completa, donde el combustible y el oxigeno se queman por completo solo produce CO2 (dióxido de carbono) y H2O (agua).

Este proceso de una combustión completa y a fondo muy pocas veces se lleva a cabo y entonces surge el CO (monóxido de carbono) y consiguientemente aparece O2 (Oxigeno) y HC (Hidrocarburos), tengamos en cuenta que la aparición de los mismos es porque al no completarse la combustión "siempre queda algo sin quemar."

al revisar los datos se concluyo que los hidrocarburos estaban mas alto de lo permitido y se debía proceder a un lavado de

inyectores Es importante recordar que después de un tiempo prolongado del uso de un vehículo con sistema de inyección de gasolina se efectúe la limpieza de los inyectores, debido a la formación de sedimentos en su interior que impiden la pulverización adecuada del combustible dentro del cilindro, produciendo marcha lenta irregular, perdida de potencia que poco a poco se va apreciando en la conducción.

Antes de cambiar el sensor se realizo la prueba de análisis de gases a este vehículo y las emisiones mostraron los siguientes datos:

HC 2526 PPM CO2 15.02 % CO 7.62% O2 0.13%

Cortesía CDA TECNIYA ALAMOS

Realizamos un nuevo test, Cuando se corrigió este fallo en el analizador de gases los valores cambiaron y se soluciono el problema, estos valores son los siguientes.

HC 0041 PPM CO2 09.10 % CO 2.17% O2 0.27%

Cortesía CDA TECNIYA ALAMOS

2.5. SENSOR MAP

Su objetivo radica en emitir una señal proporcional a la presión existente en la tubería de admisión, con respecto a la presión atmosférica, midiendo la presión absoluta existente en el colector de admisión. A mayor altura sobre el nivel del mar, existirá menos

presión y mandará menos voltaje, así como también entre más vacío exista en el múltiple de admisión, el voltaje será menor.

2.5.1. Pruebas

Primero debemos ubicar el multimetro en la opción de voltaje DC

Colocamos la puntilla negativa del multimetro a una buena masa

Con la puntilla positiva del multimetro probamos cada una de las terminales del sensor con cada uno de las siguientes condicionesTabla 2. Datos de pruebas sensor MAP.

2.6. SENSOR POSICIÓN DE LA MARIPOSA (TPS)Figura 21. Sensor TPS

El sensor TPS significa Throttle Position Sensor, el cual nos indica la posición del acelerador, normalmente está situado sobre la mariposa del cuerpo de aceleración o unidad central de inyección.

 La función del TPS es registrar la posición en la que se encuentra la mariposa, la información es enviada a la unidad de control. El TPS mas usado es el que se denomina potenciómetro, este consiste en una resistencia variable lineal alimentada con una tensión de 5 volts que varía la resistencia proporcionalmente de acuerdo al efecto causado por esa señal.

Es decir, si no se ejerce ninguna acción sobre esta mariposa la señal será de 0 volts, con una acción al máximo, digamos que 5.0 volts es el máximo, entonces con una aceleración media seria de 2.5 volts. Normalmente este dispositivo tiene 3 terminales de conexión o  4 dependiendo si se incluye un switch para la marcha lenta.

Si el dispositivo tienen 3 cables el cursor recorre la pista pudiéndose conocer según la tensión dicha la posición del cursor. Pero si este posee switch para marcha lenta (4 terminales) el cuarto cable va conectado a masa cuando es detectada la mariposa en el rango de marcha lenta, que depende según el fabricante y modelo.

 2.6.1. Problemas frecuentes del sensor TPS

Si el sensor se encuentra en mal estado en la marcha lenta podrás notar que el acelerador se queda acelerado o se regula de manera incorrecta.

Si la resistencia del sensor se daño a causa del calor u otro motivo, puede producir cambios en el voltaje mínimo, y esto provoca que el sensor no detecte correctamente la marcha lenta.

2.6.2 PruebasTabla 3.Datos prueba del sensor posición de la mariposa (TPS)

Interruptor onMotor off

Interruptor onMotor on

Aceleración crucero

Aceleración a fondo

Alimentación

4.98 v 4.98 v 4.98 v 4.98 v

Masa 0.060 v 0.060 v 0.060 v 0.060 v

Variable

3.22 v 1.4 a 1.0 v

0.907 v 3.01 v

2.7. SENSOR TEMPERATURA AIRE (IAT)

El sensor de la temperatura del aire mas conocido por IAT por sus siglas en inglés (Intake Air Temperature) tiene como función medir la temperatura del aire. Se puede ajustar así la mezcla con mayor precisión, si bien este sensor es de los que tiene menor incidencia en la realización de la mezcla igualmente su mal funcionamiento provoca fallas en el motor.

Posee una resistencia que aumenta su resistencia proporcionalmente al aumento de la temperatura del aire.

Está situado en el ducto plástico de la admisión del aire, pudiéndose encontrar dentro o fuera del filtro de aire.

Los problemas de este sensor se traducen sobre todo en emisiones de monóxido de carbono demasiado elevadas, problemas para arrancar el coche cuando está frío y un consumo excesivo de combustible. También se manifiesta una aceleración elevada.

2.7.1. PruebasComo podemos ver este sensor posee dos terminales una de ella es una señal negativa y la otra cumple la función de recibir señal de alimentación de 5 voltios y a la vez genera una señal variable la cual indica la temperatura con la que entra el aire al múltiple de admisión

Figura 22. Sensor IAT

.

2.8. SENSORES DE TEMPERATURA MOTOR

La temperatura de gases o líquidos puede medirse en general sin problemas en cualquier punto local, sin embargo la medición de la temperatura de cuerpos sólidos se limita casi siempre a la superficie.

La mayoría de sensores de temperatura utilizados necesitan un estrecho contacto directo del elemento sensible con el medio en cuestión (termómetro de contacto), para tomar con la máxima precisión la temperatura del medio. Ciertos casos especiales requieren, sin embargo, la aplicación de sensores sin contacto, que determinan la temperatura de un cuerpo o medio en virtud de su radiación térmica (infrarroja) (termómetro de radiación = pirómetro).La medición de la temperatura en el automóvil se efectúa de modo casi exclusivo mediante termómetros de contacto constituidos por materiales resistivos de coeficiente de temperatura positivo (PTC) o negativo (NTC), aprovechando su dependencia de la temperatura.

La conversión de la resistencia eléctrica en una tensión analógica se realiza casi siempre mediante el complemento de una resistencia térmicamente neutra o de sentido opuesto, formando un divisor de tensión (efecto linealizador).

2.8.1. Temperaturas generales Peugeot 306

Motor offMariposa cerrada

Motor on mariposa abierta

Alimentación

4.91 volt 4.91 volt

Pleno gas 0.07 volt 4.86 volt

Variable 2.2 volt 4.87 volt

Masa 0.030 volt 0.030 volt

Tabla 4.temperaturas en Peugeot 306.

La tabla inferior indica las mediciones de temperatura que se efectúan en el PEUGEOT 306 FULL EQUIPO

Punto de mediciónmagnitud en ºC

Aire de admisión / sobrealimentación

- 40.....170

Aire ambiente - 40.....60

Agua refrigerante - 40.....130

Batería - 40.....100

Combustible 100.....1000

Gases de escape - 40.....2000

 Los campos de medición en parte muy distintos exigen un gran número de conceptos y tecnologías de sensores, así como los requerimientos de precisión y de dinámica no mencionados aquí implican formas de sensores muy diversas. En muchos puntos se mide la temperatura como magnitud auxiliar, para excluir sus efectos negativos o compensar sus influencias no deseadas

2.8.2. Estructura y funcionamiento

Existen sensores de temperatura de distintas formas constructivas, según su campo de aplicación. Dentro de un cuerpo hay montada una resistencia termo sensible de medición, de material semiconductor. Normalmente tiene ella un coeficiente de temperatura negativo (NTC), raramente un coeficiente de temperatura positivo (PTC), es decir, que su resistencia disminuye o aumenta drásticamente al subir la temperatura.La resistencia de medición forma parte de un circuito divisor de tensión alimentado con 5 V. La tensión que se mide en la resistencia depende, por tanto, de la temperatura. Ésta se lee a través de un convertidor analógico-digital y es una medida de la temperatura del sensor. La unidad de control del motor tiene almacenada una curva característica que indica la temperatura correspondiente a cada valor de resistencia o tensión de salida.

RECOMENDACIONES

Por medio de esta investigación queremos recomendar a todos los propietarios de los vehículos Peugeot 306, en todas sus versiones, modelos, y series existentes a nivel nacional desde el año 1994 hasta el año 2002, realizar el mantenimiento de preventivo de sincronización en intervalos de tiempo moderados, teniendo en cuenta el pésimo combustible que utilizan a diario que lo proveen las bombas locales.

También queremos recomendar de manera profesional que este tipo de mantenimiento sea realizado EXCLUSIVAMENTE en todos los talleres Peugeot, autorizados a nivel nacional por el importador de la marca, asegurando de esta manera que sea realizado el procedimiento correctamente y cubra su garantía post-servicio.

CONCLUSIONES

Gracias a esta investigación logramos concluir después de todo el mantenimiento que se le realizo al vehículo de prueba Peugeot 306 Full equipo, que definitivamente el problema real por el cual este es uno de los vehículos mas contaminantes con respecto a las emisiones de gases, es su sonda de oxigeno tipo lambda; junto con una excelente sincronización, que según estudios del fabricante en Colombia se detecto que el problema se le atribuye directamente a la pésima calidad de la gasolina tanto la corriente como la extra.

Ya que el correcto funcionamiento del sistema de inyección electrónica influye notablemente sobre la cantidad de emisiones de gases contaminantes, afectando directamente al Medio Ambiente; reforzamos este conocimiento con las investigaciones realizadas sobre la normatividad expedida por el DAMA “Departamento Administrativo de Medio Ambiente” y de los centros de diagnostico de emisiones de gases.

Se adquirieron los conocimientos teóricos y fueron llevados a la práctica en el Taller de Mecánica automotriz con el objetivo de profundizar y mejorar en la práctica de la profesión en el futuro.

BIBLIOGRAFÍA

Modelos Peugeot ediciones CEAC, Autor Miguel de Castro, Guías de inyección de gasolina.

Técnicas del Automóvil, Inyección de gasolina y dispositivos anticontaminación, J.M Alonso.

Manuales Técnicos del Automóvil, Sistemas de inyección de gasolina, Hermogenes Gil ediciones CEAC.

http://www.testinjection.com/pb/wp_a343d8d9.html