Sistema de Control Del Motor Motronic Bosch

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  • 8/8/2019 Sistema de Control Del Motor Motronic Bosch

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    Sistema de control del motorMotronicLa electrnica moderna abre nuevas perspectivas al sector del automvil. Muchos de los requisitosen parte contradictorios que se le exigen al motor de gasolina, como por ejemplo elevada potencia,consumo mnimo de combustible e nfima emisin de elementos contaminantes, pueden ahoracoordinarse entre s de forma ptima. Los sistemas de preparacin de la mezcla y de control delencendido resuelven problemas parciales: El sistema Jetronic manda la dosificacin decombustible y la instalacin electrnica de encendido optimiza el funcionamiento de ste. ElMotronic en cambio rene las dos cosas: Los sistemas de inyeccin y de encendido sonsupervisados y controlados conjuntamente mediante un ordenador. El procesamiento digital de losdatos y la utilizacin de microprocesadores permite convertir un gran nmero de datos de servicioen datos de inyeccin y encendido gobernados por campo caracterstico. Con la utilizacin de lasonda Lambda y la integracin del regulador Lambda en la unidad de control, el Motronic cumpleya en estos momentos las futuras disposiciones sobre gases de escape. Todo esto se explica condetalle en las pginas siguientes.

    Combustin en el motor de gasolinaMotor de gasolina ___________________2Formacin de la mezclaMagnitudes influyentes 4Adaptacin a los estados de servicio 5Sistemas de preparacinde la mezcla________________________6EncendidoTarea, exigencias ___________________10Sistema de control del motor MotronicSistema global Motronic 14Sistema de combustible 16Circuito de alta tensin del encendido 24

    Registro de datos de servicio 28Procesamiento de datos de servicio 38Estado de servicio 42Diagnstico integrado 58Unidad de control 62Interfaces con otros sistemas 64

    Ejemplos de aplicacin en vehculosAlfa-Romeo: 33, 145, 155, Spider, 164, 936.Audi: 80, 100, 100 Avant V8, 100 Quattro 20V,A4, A6, A8.BMW: 316i, 318, 325i, 518, 525, 530i, 540, 730,740, 750i, 754i, 840i, 850i, 854i, M3, M5.Ferrari: 358, 456GT, 512 TR.Fiat: Tipo B Turbo, Croma.Lancia: k, Thema i.e. 16V/16V Turbo.Hyundai: Scoupe.Mercedes-Benz: C200/220/280, C36AMG,E200/220/280/300 4MATIC, E320/420/500/36AMG/ 60AMG, S280/320/420/500/600, SL280/320/500/ 600/60AMG.Nissan: Miera, Serena, Primera.Opel: Astra, Calibra, Vectra, Omega.Peugeot: 106, 306, 405, 605.Citroen: AX, ZX, XM.

    Porsche: 968, 911, Carrera.Rolls Royce: Silver Spirit, Silver Spur, Limousine,Corniche, Flying Spur.Bentley: Mulsanne, Brooklands, Turbo, Continental.Saab: 900, 9000.Toyota: Carina.VW: Golf III, Golf Cabrio, Corrado, Passat.Volvo: 850GL/Turbo/GLT, 960GLT/GLE.

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    Combustin en el motor degasolinaMotor de gasolinaModo de actuacinEl motor de gasolina de Otto1), es un motor de combustin por encendido externo que transformala energa contenida en el combustible en energa cintica. En el motor de Otto (de 4 tiempos ygasolina) los sistemas de preparacin de la mezcla aire/combustible (sobre la base de gasolina ogas) forman sta fuera de la cmara de combustin. La mezcla, aspirada por el pistn en sudescenso, penetra en la cmara de combustin. Aqu es comprimida durante el movimientoascendente del pistn. El sistema de encendido externo, temporizado, inflama la mezcla mediantela buja. El calor liberado en la combustin aumenta la presin en el cilindro y el pistn se mueveotra vez hacia abajo entregando su esfuerzo al mecanismo cigeal. Despus de cadacombustin, los gases quemados son expulsados del cilindro y se aspira mezcla fresca de aire-combustible.

    Fig. 1Principio del motor de pistones de carrera.PMS punto muerto superior, PMI punto muerto inferior,V h volumen de carrera, Vc volumen de compresin,s carrera delpistn.

    En los motores de automvil, este intercambio gaseoso tiene lugar predominantemente segn elprincipio de los 4 tiempos. Un ciclo de trabajo necesita para ello dos vueltas del cigeal.Procesos de 4 tiemposEn el motor de gasolina de 4 tiempos, el intercambio gaseoso es controlado por lascorrespondientes vlvulas. Esta abren o cierran los conductos de admisin y de escape delcilindro:1er tiempo: admisin, 2do tiempo: compresin y encendido, 3er tiempo: combustin y trabajo, 4totiempo: escape.Admisin

    Vlvula de admisin: abierta, Vlvula de escape: cerrada, Movimiento del pistn: descendente,Combustin: ninguna.Al descender el pistn aumenta el volumen del cilindro y se aspira mezcla de aire/ combustiblefresca por la vlvula de admisin abierta.CompresinVlvula de admisin: cerrada, Vlvula de escape: cerrada, Movimiento del pistn: ascendente,Combustin: fase de inflamacin (encendido).1) En memoria de Nicols Augusto Otto (1832 hasta 1891), quin en 1878 present por primera vez en la ExposicinMundial de Pars un motor de gas a compresin segn el principio de trabajo de los 4 tiempos.

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    Al subir, el pistn reduce el volumen en el cilindro y comprime la mezcla de aire/ combustible.Poco antes de alcanzar el punto muerto superior (PMS), la buja de encendido inflama la mezclacomprimida de aire/ combustible e inicia as la combustin. A partir del volumen de carreraV h y elvolumen de compresinV c resulta la relacin de compresine = (V h +V c )/V c .Segn la ejecucin del motor, la relacin de compresin e es de 7...13. Con el aumento de larelacin de compresin en un motor de combustin asciende su grado de rendimiento trmico y elcombustible puede aprovecharse ms eficazmente. Un aumento de la relacin de compresin de 6a 8, origina p. ej. un aumento del grado de rendimiento trmico de un 12%. El lmite de detonacinestablece el grado de compresin. La detonacin consiste en una combustin incontrolada de lamezcla con gran aumento de la presin. Una combustin con detonacin conduce a daos en elmotor. Mediante combustibles apropiados y la configuracin de la cmara de combustin puededesplazarse el lmite de detonacin hacia valores de compresin ms elevados.ExplosinVlvula de admisin: cerrada, Vlvula de escape: cerrada, Movimiento del pistn: descendente,Combustin: fase de combustin.Una vez que la chispa de la buja ha inflamado la mezcla de aire/combustible comprimida, latemperatura aumenta debido a la combustin de la mezcla. La presin en el cilindro aumenta yempuja hacia abajo el pistn. El pistn transmite el trabajo al cigeal a travs de la biela,representando la potencia del motor disponible.La potencia aumenta con el rgimen y al crecer el par motor(P = M-co). La caracterstica depotencia y de par del motor de combustin condicionan un cambio de marchas para la adaptacina las exigencias del servicio de marcha.EscapeVlvula de admisin: cerrada, Vlvula de escape: abierta, Movimiento del pistn: ascendente,Combustin: ninguna.El pistn asciende y expulsa los gases de la combustin (gases de escape) a travs de la vlvulade escape abierta. Despus de ello, se repite el ciclo. Los tiempos de apertura de las vlvulas sesuperponen ligeramente con el fin de aprovechar la admisin y el escape para un mejor llenado yvaciado del cilindro.Fig.2Movimientos de trabajo del motor de gasolina de 4 tiempos1 er tiempo: admisin 2 tiempo: compresin 3er tiempo: combustin 4 tiempo: escape

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    Formacin de la mezclaRelacin generalMagnitudes influyentesMezcla de aire/combustibleUn motor de gasolina necesita para su servicio una determinada relacin de aire/ combustible.La combustin completa ideal terica se produce con una relacin de 14,7:1. Esta relacin sedesigna tambin con el nombre de relacin estequio-mtrica. Determinados estados de servicio delmotor exigen una correccin de la mezcla. El consumo especfico de combustible de un motor degasolina depende esencialmente de la relacin de mezcla de aire/combustible. Para la combustincompleta real y, con ello, tambin para un consumo de combustible lo ms reducido posible, serequiere un exceso de aire el cual est limitado sin embargo por la capacidad de inflamacin de lamezcla y la duracin de combustin disponible. En los motores disponibles actualmente, el menorconsumo de combustible se tiene con una relacin de aire/combustible de aprox. 15...18 kg de airerespecto a 1 kg de combustible. Representndolo de forma intuitiva significa esto que para lacombustin de un litro de gasolina se necesitan unos 10000 litros de aire (fig. 1).Ya que los motores de vehculos funcionan la mayor parte del tiempo en el margen de cargaparcial, los motores estn concebidos en su ejecucin para un consumo reducido de combustibleen este margen de carga. Para otros estados de servicio como ralent y plena carga es msfavorable una composicin de la mezcla ms rica en combustible. El sistema de preparacin de lamezcla debe ser capaz de cumplir estas exigencias variables.Coeficiente de airePara la identificacin de la divergencia de la mezcla de aire/combustible existente realmenterespecto a la mezcla tericamente necesaria (14,7:1), se ha elegido el coeficiente de aire o relacinde aire X (Lambda):X = Masa de aire aportada/aire necesario para la combustin estequio-mtricaX = 1: La masa de aire aportada corresponde a la tericamente necesaria.X < 1: Existe falta deaire o la mezcla es demasiado rica. Una potencia aumentada resulta conX = 0,85...0,95X > 1:Existe exceso de aire o la mezcla es demasiado pobre en el margen deX = 1,05... 1,3. Con estecoeficiente de aire se manifiesta un consumo de combustible reducido y menor potencia.X > 1,3: La mezcla ya no es capaz de inflamarse. Se producen fallos de combustin. Aumentaintensamente la irregularidad de funcionamiento.Fig. 1Relacin de aire/combustible para una combustin con el mnimo consumo de combustible especfico.10 000 / aire

    1 / gasolina

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    Los motores de gasolina alcanzan su mxima potencia con 5...15 % de falta de aire(X = 0,95...0,85); consiguen el consumo de combustible mnimo con 10...20% de exceso de aire(X = 1,1... 1,2); y giran con un ralent perfecto conX = 1,0.Las ilustraciones 2 y 3 muestran la dependencia de la potencia y del consumo especfico decombustible as como del desarrollo de contaminantes, del coeficiente de aireX . Es posiblededucir de aqu que no existe una relacin de aire ideal en la que todos los factores adopten elvalor ms favorable. En la prctica han resultado convenientes coeficientes de aire conX = 0,9...1,1. Para el tratamiento ulterior cataltico de los gases de escape mediante un catalizador de tresvas se requiere imprescindiblemente el cumplimiento exacto deX = 1 con el motor caliente a latemperatura de servicio. Para conseguir este factor debe determinarse exactamente el caudal deaire aspirado y aadirse una cantidad de combustible exactamente dosificada. Junto al caudal deinyeccin exacto se requiere para el proceso de combustin tambin una mezcla homognea. Paraello es necesaria una buena pulverizacin del combustible.Si no se cumple este requisito, se depositan grandes gotas de combustible en el tubo de admisin,que conducen a emisiones de HC incrementadas.Adaptacin a los estados de servicioEn algunos estados de servicio, las necesidades de combustible difieren considerablemente de lasnecesidades estacionarias del motor caliente a la temperatura de servicio, de forma tal que sonnecesarias intervenciones correctoras en la formacin de la mezcla.Arranque en froEn el arranque en fro empobrece la mezcla aspirada de aire/combustible. Esto es debido a unmezclado insuficiente del aire aspirado con el combustible, a una evaporacin insuficiente delcombustible y a una fuerte humectacin de pared como consecuencia de las bajas temperaturas.Para compensar este efecto y facilitar el arranque del motor fro, es necesario aportaradicionalmente combustible en el momento del arranque.Fase posterior al arranqueDespus del arranque a temperaturas muy bajas es necesario un breve enriquecimiento concombustible adicional, hasta que por la temperatura aumentada en la cmara de combustin, seproduzca una preparacin mejorada de la mezcla en el cilindro. Adicionalmente resulta por lamezcla rica un mejor par motor y, con ello, una transicin mejorada al rgimen de ralent deseado.

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    Fase de calentamientoDespus del arranque en fro y la fase posterior al arranque, sigue la fase de calentamiento delmotor. El motor precisa en esta fase un enriquecimiento de calentamiento ya que parte delcombustible se condensa en las paredes todava fras de los cilindros. Como la preparacin delcombustible empeora a temperaturas decrecientes (p. ej. debido al menor mezclado de aire ycombustible as como a grandes gotas de combustible), se produce en el tubo de admisin unaprecipitacin de combustible que solamente se evapora a altas temperaturas. Estas influenciasmencionadas condicionan un enriquecimiento al diminuir la temperatura.Carga parcialEn la carga parcial est en primer plano el ajuste de la adaptacin de la mezcla a un consumomnimo de combustible. Para cumplir los estrictos valores lmite de gases de escape, en laaplicacin del catalizador de tres vas, se impone crecientemente una adaptacin aX = 1.Plena cargaEstando la mariposa totalmente abierta debe entregar el motor su par mximo y su potenciamxima. Como puede verse en la ilustracin 2, es necesario para ello enriquecer la mezcla deaire/combustible aX = 0,85. ..0,90.AceleracinEn la apertura rpida de la mariposa se empobrece brevemente la mezcla de aire/ combustiblecomo consecuencia de la tendencia a la evaporacin restringida del combustible con depresinaumentada del tubo de admisin (mayor formacin de la pelcula de pared). Para conseguir unbuen comportamiento de transicin se requiere un enriquecimiento de la mezcla dependiente de latemperatura del motor. Con este enriquecimiento puede conseguirse un buen comportamiento deaceleracin.Servicio de retencinMediante la interrupcin de la afluencia de combustible en el servicio de retencin, es posiblereducir el consumo de combustible enlas cuestas abajo y al frenar, es decir tambin en el trfico urbano. Adems, en estas fases deservicio no se producen gases de escape nocivos.Adaptacin de la mezcla a grandes altitudesAl aumentar la altura geogrfica (p. ej. en viajes por montaa) disminuye la densidad del aire. Estosignifica: a grandes altitudes, el volumen de aire aspirado por el motor presenta una masa menorque en las zonas bajas. Si no se consideran estas condiciones en la formacin de la mezcla, seproduce un enriquecimiento excesivo que conduce a un consumo adicional de combustible y a un

    aumento de la expulsin de contaminantes.

    Sistemas de preparacin de la mezclaEl carburador o los sistemas de inyeccin tienen la misin de preparar una mezcla deaire/combustible adaptada lo mejor posible al correspondiente estado de servicio del motor. Desdehace algunos aos se aplica para la preparacin de la mezcla principalmente la inyeccin,favorecida por las ventajas que ofrece la inyeccin de combustible en relacin con las exigenciasrespecto a economa, capacidad de rendimiento, comportamiento de marcha perfecto y un menorcontenido de contaminantes en los gases de escape. La inyeccin permite una dosificacin muyprecisa del combustible en funcin del estado de servicio y de carga del motor, bajo consideracinde las influencias del medio ambiente. La composicin de la mezcla es controlada en la inyeccinde forma tal que se mantiene reducida la proporcin de elementos contaminantes en los gases deescape.Inyeccin individualLa inyeccin individual ofrece condiciones previas ideales para el cumplimiento de estas tareas. Enlos equipos de inyeccin individual est asignada a cada cilindro una vlvula de inyeccin queinyecta el combustible directamente delante de la vlvula de admisin del cilindro. Pertenecenaqu, por ejemplo, los sistemas KE-Jetronic y L-Jetronic con sus correspondientes variantes (fig. 4).

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    Sistema de inyeccin mecnico Entre los sistemas de inyeccin mecnicos, el K-Jetronic es hoy enda el ms extendido. Este sistema trabaja sin dispositivo de accionamiento e inyecta elcombustible de forma continua.Sistema de inyeccin combinado mecnico electrnicoEl KE-Jetronic tiene su fundamento en el sistema bsico mecnico del K-Jetronic. Mediante larecogida de un mayor nmero de datos de funcionamiento, este sistema permite utilizar funcionesadicionales, electrnicamente controladas, para adaptar mejor el caudal de inyeccin al losdiferentes estados operativos del motor.Sistemas de inyeccin electrnicos Los sistemas de inyeccin bajo control electrnico inyectan elcombustible, intermitentemente con vlvulas de inyeccin accionadas electromagnticamente.Ejemplo: L-Jetronic, LH-Jetronic y Motronic como sistema integrado de inyeccin y encendido.Inyeccin centralizadaLa inyeccin centralizada es un sistema de inyeccin controlado electrnicamente en elFig.4cual una vlvula de inyeccin electromagntica dispuesta en un lugar central por encima de lamariposa, inyecta combustible intermitentemente en el tubo de admisin. Mono-Jetronic es ladesignacin del sistema de inyeccin centralizada Bosch (fig. 5).Ventajas de la inyeccin

    Menor consumo de combustible El registro de todos los datos operativos necesarios para elservicio del motor (p. ej. nmero de revoluciones, carga, temperatura, posicin de la mariposa)permite una adaptacin exacta a estados operativos estacionarios y no estacionarios. Con ello seasegura que solamente se dosifique la cantidad de combustible que necesita el motor en cadamomento bajo las correspondientes condiciones de servicio.Mayor potenciaLa aplicacin de instalaciones K-Jetronic y L-Jetronic permite una configuracin ptima de las vasde admisin, pudiendo conseguirse un par motor mayor debido al mejor llenado de los cilindros. Elresultado es una mayor potencia especfica y una evolucin favorable de par motor. Mediantela separacin

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    Historia(s) de la inyeccinLa inyeccin de gasolina cuenta con un pasado muy largo de casi 100 aos de duracin. Ya en1898 fabric la Gas-motorenfabrik Deutz bombas de vastago en pequeas cantidades para lainyeccin de gasolina.Una vez se descubri poco tiempo despus el actual concepto del carburador, la inyeccin degasolina en aquel estado de la tcnica perdi su capacidad de competencia.En 1912 se iniciaron en Bosch las primeras pruebas sobre bombas de inyeccin de gasolina. En1937 se introdujo en la produccin en serie el primer motor de aviacin con 1200 CV de potencia ycon inyeccin de gasolina Bosch. La inseguridad de la tcnica de carburador debido a lacongelacin y al peligro de incendio, foment el desarrollo de la inyeccin de gasolinaprecisamente en este sector. Comenz entonces la autntica poca de la inyeccin de gasolinaBosch, pero todava quedaba un largo recorrido hasta la inyeccin de gasolina en un coche deturismo.En 1951 se mont por primera vez en serie una inyeccin directa Bosch en un coche utilitario yalgunos aos despus se realiz el montaje en el legendario 300 SL, un coche deportivo de seriede Daimler-Benz.En los aos siguientes se perfeccionaron cada vez ms las bombas de inyeccin mecnicas, y ...En 1967 realiz la inyeccin de gasolina un paso ms hacia delante: el primer sistema de inyeccin

    electrnico, el D-Jetronic controlado por la presin del tubo de admisin.En 1973 entr en el mercado el sistema L-Jetronic con medicin del caudal de aire,simultneamente con el K-Jetronic controlado de forma mecnica e hidrulica, asimismo unsistema con medicin del caudal de aire.En 1979 se introdujo un nuevo sistema: el Motronic con el procesamiento digital de muchasfunciones del motor. Este sistema reuni el L-Jetronic y un encendido electrnico por campocaracterstico. El primer microprocesador en un automvil! En 1982 se ofreci como KE-Jetronic elsistema K-Jetronic ampliado con un circuito de regulacin electrnico y la sonda Lambda.A partir de 1987 se introdujo tambin el sistema Mono-Jetronic: un sistema de inyeccin centralespecialmente favorable en su precio, que hizo posible el equipamiento con Jetronic tambin envehculos pequeos.Desde 1967 (primera aplicacin del D-Jetronic) hasta 1997 se montaron aproximadamente 64millones de sistemas de control del motor Bosch en diversos vehculos.Tan slo en 1997 se tenan 4,2 millones, de los cuales un milln corresponda a sistemas deinyeccin central y 3,2 millones a sistemas de inyeccin individual.

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    EncendidoTareaLa misin del encendido es inflamar en el momento de encendido correcto la mezcla comprimidade aire/combustible, iniciando as su combustin. En el motor de gasolina se produce estomediante una chispa elctrica, es decir mediante una breve descarga de arco voltaico entre loselectrodos de la buja de encendido.Un encendido que trabaje de forma segura bajo cualquier circunstancia es requisito previo para elservicio perfecto del catalizador. Los fallos de encendido conducen al deterioro o destruccin delcatalizador debido al sobrecalentamiento en la combustin ulterior de la mezcla que no se haquemado.ExigenciasInflamacin de la mezclaPara la inflamacin de una mezcla de aire/ combustible por chispa elctrica se requiere por cadaencendido individual una energa de aprox. 0,2 mJ, siempre que la mezcla presente unacomposicin estequiomtrica. Las mezclas ms ricas y ms pobres requieren ms de 3 mJ. Estaenerga constituye nicamente una fraccin de la energa total encerrada en la chispa deencendido, es decir, la energa de encendido. Si existe muy poca energa de encendido adisposicin, no tiene lugar el encendido; la mezcla no puede inflamarse y se producen fallos decombustin. Por este motivo es necesario poner a disposicin tanta energa de encendido queincluso bajo condiciones externas adversas, se inflame con seguridad la mezcla deaire/combustible. Para ello es suficiente que pase por la chispa una pequea nube de mezclainflamable. La nube de mezcla inflama y enciende el resto de la mezcla en el cilindro e inicia asla combustin delcombustible. La buena preparacin y el paso sin dificultades de la mezcla a la chispa de encendidomejoran las propiedades de encendido, as como una duracin prolongada de la chispa y una granlongitud de chispa, o una gran separacin de electrodos. La posicin y la longitud de la chispaquedan determinadas por las dimensiones de la buja de encendido; la duracin de la chispa, por eltipo y dimensionamiento del equipo de encendido, as como por las condiciones momentneas deencendido.Formacin de la chispa de encendidoUna chispa solo puede saltar de un electrodo al otro, si acta suficiente alta tensin. En elmomento de encendido aumenta la tensin en los electrodos de la buja de encendido,repentinamente desde cero hasta que se alcanza la tensin de salto de chispa (tensin deencendido).En cuanto se ha encendido la chispa disminuye la tensin en la buja de encendidoFig. 1Desarrollo temporal de la tensin en la buja de encendido con mezcla en reposo o poco movida.K Tensin de encendido,S Tensin de combustin,tf Duracin de la chispa.

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    hasta la tensin de combustin. Durante la duracin de la chispa de encendido (duracin dechispa) tiene ocasin de inflamarse la mezcla de aire/combustible. Tras la interrupcin de la chispa,la tensin disminuye amortiguadamente en forma de onda (fig. 1). La fuerte turbulencia de lamezcla deseable en s misma, puede conducir a que se apague la chispa y con ello a unacombustin incompleta. Por este motivo, la energa acumulada en la bobina de encendido deberaser suficiente para una o (segn las necesidades) para varias chispas sucesivas.Generacin de alta tensin y acumulacin de energaLa alta tensin requerida para el encendido de la chispa se transforma en los equipos deencendido por batera casi siempre con ayuda de una bobina de encendido. Sin embargo, en elencendido por bobina tiene la funcin importante adicional de acumular energa de encendido.La bobina de encendido est dimensionada de tal forma que la alta tensin disponible estsuficientemente por encima de la demanda de tensin de encendido mxima posible de la buja deencendido; la oferta de alta tensin es de 25...30 kV con una energa acumulada en la bobina de60...120 mJ.

    Momento de encendido y su variacinDesde el instante de la inflamacin de la mezcla hasta su combustin completa transcurrenaproximadamente 2 milisegundos. En composiciones de mezcla iguales se mantiene constanteeste tiempo. La chispa de encendido debe saltar pues con la suficiente antelacin para que la

    presin de combustin alcance su valor ptimo en cualquier estado de servicio del motor.En general, el momento de encendido se expresa relacionndolo con el punto muerto superior(PMS) y se indica como el valor en grados del ngulo del cigeal antes del PMS. Este ngulorecibe el nombre de ngulo de encendido. Si se desplaza el momento del encendido en direccinal PMS, se habla de retardo y si el desplazamiento es en direccin contraria, de avance (fig. 2).El momento de encendido debe elegirse de tal forma que puedan cumplirse las siguientesexigencias:- Potencia mxima del motor,- Consumo reducido de combustible,- Evitar detonaciones del motor y- Obtener gases de escape limpios.Sin embargo, estas exigencias no pueden cumplirse simultneamente; de caso en caso debenaceptarse compromisos. El momento de encendido ms favorable en cada caso depende demuchos factores, especialmente del rgimen del motor, de la carga del motor, de la ejecucin delmotor, del combustible y de condiciones de servicio especiales (p. ej. arranque, ralent, plenacarga, rgimen de retencin). La adaptacin bsica del momento de encendido al estadomomentneo de servicio del motor est a cargo de dispositivos de variacin del encendidodependientes del rgimen y de la carga. La elevada compresin de la mezcla que se alcanza hoyen da en los motores de gasolina, supone un riesgo de detonacin considerablemente mayor quecon los valores utilizados anteriormente. Las detonaciones del motor se originan por la bruscacombustin de partes de mezcla que todava no ha sido alcanzada por el frente de llamas queemana de la chispa de encendido. En este caso, el momento de encendido se encuentrademasiado desplazado hacia el avance.

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    El funcionamiento detonante origina, en la cmara de combustin, un aumento de temperaturacapaz de producir autoencen-dido, y adems provoca un enorme aumento de la presin. Estacombustin brusca engendra ondas de presin que se superponen a la evolucin normal de lapresin (fig. 3). Se distinguen dos tipos de detonaciones:- Las detonaciones que se producen al acelerar a bajo rgimen y con carga elevada (perceptiblesacsticamente como picado)y- las detonaciones a regmenes altos y a plena carga.Las detonaciones a regmenes altos son muy crticas para el motor. Debido a los ruidos producidospor el motor no se oyen estas detonaciones. Por ello, las detonaciones audibles no facilitan unaimagen completa del comportamiento detonante; ste puede, sin embargo, medirse exactamentepor medios electrnicos. Las detonaciones continuadas causan graves daos al motor (destruccinde la junta de la culata, daos en los cojinetes, agujeros en los pistones) as como a las bujas.La tendencia a detonar depende, entre otras cosas, del tipo de construccin del motor (p. ej. de laforma de la cmara de combustin, del grado de uniformidad de la mezcla aire/combustible, de quelos canales de Fig. 3admisin favorezcan o no una buena circulacin) y del combustible.Momento de encendido y gases de escapeLas figuras 4 y 5 ilustran la relacin existente entre el consumo especfico de combustible y laemisin de contaminantes, respecto al coeficiente de aire y al momento de encendido. El consumoespecfico de combustible disminuye al principio a medida que aumenta el coeficiente de aire,volviendo a subir deX = 1,1... 1,2. El ngulo de avance ptimo con el que el consumo especficode combustible es mnimo, aumenta a medida que lo hace el coeficiente de aire. La relacin entreel consumo especfico y el coeficiente de aire se explica, en el momento de encendido ptimorespectivo, por el hecho de que la combustin es incompleta en el margen rico debido a laescasez de aire y que, en el margen pobre, al ir aproximndose al lmite de funcionamientoaparecen combustiones arrastradas y fallos de combustin, lo que provoca un mayor consumoespecfico de combustible. El aumento del ngulo de encendido ptimo al aumentar el coeficientede aire se explica porque el retraso de inflamacin aumenta cuando lo hace el coeficiente de aire;esto debe compensarse mediante un encendidoFig. 3 Fig. 4

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    cada vez ms avanzado (encendido ascendente).De forma anloga se comporta la emisin de HC, cuyovalor mnimo se alcanza asimismo aX= 1,1.La subida en el margen pobre se produce al principiopor el enfriamiento de la pared de la cmara decombustin. A causa de este enfriamiento de la paredse apaga la llama. En el margen extremadamente pobrese producen combustiones arrastradas y fallos deencendido, los cuales van hacindose ms frecuentes amedida que la proporcin se va acercando al lmite defuncionamiento. Un momento de encendido ajustadohacia el avance provoca, por debajo deX ~ 1,2, unaumento de las emisiones de HC, sin embargo,desplaza ms el lmite de funcionamiento hacia elmargen pobre. A causa de ello, en el margen pobre ypor encima deX ~ 1,25 con momento de encendidoavanzado, la emisin de HC es inferior. La emisin dexidos de nitrgeno (NOx) se comporta de formatotalmente distinta. Esta aumenta con la concentracinde oxgeno (O2) y con la mxima temperatura de com-bustin. De all resulta la forma acampanada de laemisin de NOX: Aumento hastaX ~ 1,05 en razn delaumento de la concentracin de O2 y de la temperaturamxima, luego cada rpida en el margen pobre debidoal veloz descenso de la temperatura mxima que seproduce al diluirse la mezcla. Esto justifica asimismo lagran influencia que ejerce el momento del encendido. Laemisin de NOx aumenta a medida que aumenta elavance del encendido.Si se satisfacen las prescripciones sobre gases deescape haciendo funcionar el motor en el margen deX = 1,2... 1,4, entonces el sistema de avance de encendidose ve sometido a exigencias considerablemente

    mayores.Para conceptos de gases de escape con catalizador de3 vas se hace necesaria la adaptacin de la mezcla aX = 1, de forma tal que slo puede recurrirse a la posicindel ngulo de encendido como criterio de optimizacin.

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    Sistema de control del motorMotronicSistema global MotronicRelacin general del sistemaEl Motronic rene en una sola unidad de control toda la electrnica del control del motor que realizatodas las intervenciones de ajuste deseadas en el motor de gasolina. Detectores de medicin(sensores) en el motor registran los datos de servicio necesarios para ello, p. ej. entradas deconexin como- Encendido (conectado/desconectado),- Posicin del rbol de levas,- Velocidad de marcha,- Nivel de marcha,- Intervencin del cambio,- Acondicionador de aire, etc o entradas analgicas como:- Tensin de la batera,- Temperatura del motor,- Temperatura del aire aspirado,- Caudal de aire,- ngulo de la mariposa,- Sonda Lambda,- Sensor de detonacin, etc. y el- Nmero de revoluciones.Los circuitos de entrada en la unidad de control preparan estos datos para el micro-procesador.Este procesa los datos de servicio, reconoce a partir de ellos el estado de servicio del motor ycalcula en funcin de l las seales de ajuste. Las etapas finales amplifican estas seales y activanelementos actuadores que controlan el motor. De esta forma puede conseguirse una cooperacinptima de la inyeccin, la mejor preparacin de combustible y el momento de encendido correctoen los diversos estados de servicio del motor de gasolina.Ejecuciones MotronicLa descripcin sucesiva con las correspondientes ilustraciones se refiere a una ejecucin tpicaMotronic (fig. 1). Otras variantes de Motronic estn adaptadas a las exigencias individuales queestablecen las legislaciones de los diversos pases y los fabricantes de automviles a un sistemade control del motor.Funcin bsicaEl control del encendido y de la inyeccin de gasolina constituye (independientemente de laejecucin) fundamentalmente el ncleo del sistema Motronic. Los captulos de registro yprocesamiento de datos de servicio describen el registro y el procesamiento de las informacionesmedidas.Funciones adicionalesOtras funciones de control y regulacin que se han hecho necesarias por la legislacin para ladisminucin de las emisiones de gases de escape y por la reduccin del consumo de combustible,amplan la funcin bsica del Motronic y permiten una supervisin de todas las influencias que

    intervienen en la composicin de los gases de escape. Pertenecen aqu:- Regulacin del rgimen de ralent,- Regulacin Lambda,- Control del sistema de retencin de vapores de combustible,- Regulacin de detonacin,- Retroalimentacin de gases de escape para la disminucin de las emisiones de NOXy- Control del sistema de aire secundario para la disminucin de las emisiones de HC. En caso deexigencias ms estrictas de los fabricantes de automviles, el sistema puede completarseadicionalmente con las siguientes funciones:

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    - Control del turbocompresor as como de la conmutacin del tubo de admisin para aumentar lapotencia del motor,- Control del rbol de levas para disminuir las emisiones de gases de escape y del consumo decombustible as como para aumentar la potencia y- Regulacin de detonacin as como limitacin del nmero de revoluciones y de la velocidad, parala proteccin del motor y el vehculo.Sistema de control del vehculoEl Motronic apoya tambin las unidades de control de otros sistemas del vehculo. En combinacincon la unidad de control del cambio automtico, permite entre otrasFig. 1.cosas, un acoplamiento de marchas que mediante la reduccin del par durante el proceso deacoplamiento, protege al cambio, y que junto con la unidad de control ABS permite un sistema detraccin antideslizante (ASR) para aumentar la seguridad de marcha.El diagrama inferior del sistema muestra la extensin mxima de un sistema Motronic. Puedeaplicarse un sistema as para cumplir- los estrictos valores lmite de gases de escape y- las exigencias al diagnstico integrado para el estado federal US de California, desde 1993.

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    Sistema de combustibleAlimentacin de combustibleSistema de alimentacin de combustibleEl sistema de alimentacin de combustible tiene la misin de poner siempre a disposicin del motorel caudal de combustible necesario bajo todas las condiciones de servicio. Para ello, una bomba

    accionada elctricamente transporta el combustible a travs de un filtro de combustible, desde eldepsito de combustible al distribuidor de combustible con las vlvulas de inyeccinFig. 1electromagnticas. Estas lo inyectan exactamente dosificado en el tubo de admisin del motor. Elcombustible no consumido retorna al depsito de combustible pasando por un regulador de presin(fig. 1).En la mayora de los casos, el regulador de presin utiliza como referencia la presin en el tubo deadmisin. Con esta presin tpica y el flujo a travs del distribuidor de combustible (enfriamiento delcombustible) no pueden producirse burbujas de vapor indeseadas en el combustible. De estaforma resulta una presin diferencial constante en la vlvula de inyeccin de normalmente 300kPa. Si es necesario pueden montarse en el sistema de alimentacin de combustible

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    amortiguadores de presin para reducir las pulsaciones de combustible.Electrobomba de combustibleTareaLa electrobomba de combustible transporta continuamente el combustible desde el depsito decombustible. La bomba puede estar montada directamente dentro del depsito de combustible

    (en el depsito) o fuera de l, en la tubera de combustible (Inline). Las bombas en eldepsito empleadas hoy da por regla general (figuras 2 y 3) estn integradas en unidadesincorporadas en el depsito que contiene tambin el transmisor del nivel de llenado y un cuerpo derotacinFig. 2para la separacin de burbujas de vapor en el retorno del combustible. En las bombas Inline puedemontarse, para evitar problemas de suministro en caliente, una bomba previa en el depsito decombustible, que impulsa el combustible a reducida presin hacia la bomba principal. Con el fin demantener la presin de combustible necesaria bajo todas las condiciones de servicio, el caudal desuministro es superior a la demanda mxima de combustible del motor. El control del motorconecta la electrobomba de combustible. Un circuito de segundad impide el suministro estandoconectado el encendido y el motor parado.

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    EstructuraLas electrobombas de combustible se componen delos siguientes elementos:- Unidad de bomba,- Motor elctrico y tapa de conexin.El motor elctrico y la unidad de bomba de laelectrobomba de combustible se encuentran dentro deuna carcasa comn y estn rodeados de combustiblecontinuamente. Esto origina una buena refrigeracindel motor elctrico. Por falta de oxgeno no puedeformarse una mezcla inflamable dentro de la carcasa.Por lo tanto no existe peligro de explosin. La tapa deconexin presenta las conexiones elctricas, la vlvulade retencin y el empalme hidrulico correspondienteal lado de presin. La vlvula de retencin mantiene lapresin del sistema durante algn tiempo tras ladesconexin de la electrobomba de combustible, conel fin de evitar formacin de burbujas de vapor. Adicio-nalmente, en la tapa de conexin pueden estarintegrados medios antiparasitarios para eldesparasitaje de radiointerierencias.Tipos constructivosEn funcin de las exigencias del sistema seaplican diversos principios de bomba (fig. 4).Bombas de desalojamiento Las bombas celulares derodillos (RZP) y las bombas de rueda dentada interior(IZP) pertenecen al grupo de las bombas de des-alojamiento. El efecto de bombeo se basa en queunas cmaras rotativas de tamao variable dejan libreuna abertura de entrada y aspiran combustible alaumentar de tamao. Cuando alcanzan el volumenmximo, se cierra la abertura de entrada y se libera laabertura de salida. Por la reduccin de tamao de la

    cmara se expulsa ahora el combustible. En el casode las bombas celulares de rodillos, las cmaras estnformadas por rodillos perimetrales conducidos dentrode un disco ranurado en rotacin. Debido a la fuerzacentrfuga y a la presin del combustible, los rodillosson presionados hacia fuera contra la pista de rodillosdispuesta excntricamente. La excentricidad entre eldisco ranurado y la pista de rodillos origina el aumentoy reduccin constante de las cmaras.

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    La bomba de rueda dentada interior se compone de una rueda propulsora interna que engrana enun rotor exterior dispuesto excntricamente, que tiene un diente ms que la rueda propulsora. Losflancos de dientes estanqueizados entre s forman al girar cmaras variables en sus espaciosintermedios. Las bombas celulares de rodillos pueden aplicarse hasta un margen de sobrepresinde combustible de 650 kPa, y las bombas de rueda dentada interior hasta 400 kPa, lo cual essuficiente prcticamente para todas las aplicaciones Motronic.Bombas hidrodinmicas Al grupo de las bombas hidrodinmicas pertenecen las bombas perifricas(PP) y las bombas de canal lateral (SKP). En ellas, las partculas de combustible son aceleradaspor el rodete y centrifugadas en un canal donde generan presin por intercambio de impulsos. Lasbombas perifricas se diferencian de las bombas de canal lateral por el mayor nmero de aletas,por la forma de los rodetes y, contrariamente a las bombas de canal lateral, por los canalesdispuestos en su contorno (perifricamente). Con las bombas perifricas slo puede alcanzarseuna sobrepresin mxima de combustible de 400 kPa, pero debido al flujo de combustible continuoprcticamente sin pulsaciones, son especialmente apropiadas para aplicaciones en vehculossensibles a los ruidos. Con las bombas de canal lateral slo se alcanzan sobrepresiones de hasta30 kPa. Se aplican preferentemente como bombas previas en sistemas con bomba Inline y comonivel previo en bombas en el depsito de dosFig.5

    niveles, para vehculos con problemas de arranque en caliente as como en sistemas con inyeccincentral.Filtro de combustible

    Las impurezas en el combustible pueden afectar el funcionamiento de las vlvulas de inyeccin ydel regulador de presin. Por este motivo, detrs de la electrobomba de combustible va dispuestoun filtro. El filtro de combustible lleva un elemento filtrante de papel de una porosidad media de 10um. Est fijado con una placa soporte en el interior del cuerpo metlico. Los intervalos de cambiodependen del volumen del filtro y del ensuciamiento del combustible (fig. 5).Distribuidor de combustibleEl combustible pasa a travs del distribuidor de combustible donde se distribuye uniformemente atodas las vlvulas de inyeccin. Junto a las vlvulas de inyeccin est fijado casi siempre tambinel regulador de presin y, dado el caso, un amortiguador de presin al distribuidor de combustible.La adaptacin conveniente de las dimensiones del distribuidor de combustible impide variacioneslocales de la presin de combustible por resonancias al abrir y cerrar las vlvulas de inyeccin. Seevitan as irregularidades de los caudales de inyeccin dependientes de la carga y del rgimen. Enfuncin de las exigencias de los diversos modelos de vehculos, los distribuidores de combustibleson de acero, aluminio o plstico. Para fines de comprobacin y para la eliminacin de la presinde combustible durante los trabajos de servicio, puede estar integrada una vlvula decomprobacin.Regulador de la presin de combustibleEl caudal de inyeccin debe depender nicamente del tiempo de inyeccin. La diferencia entre lapresin de combustible en el distribuidor de combustible y la presin del tubo de admisin, debemantenerse por lo tanto constante. Es decir, la presin del tubo de admisin dependiente de lacarga debe reproducirse en la presin del combustible. Por este motivo, el regulador de presin decombustible deja retroceder al depsito de combustible la cantidad justa de combustible necesariapara mantener constante el

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    gradiente de presin con las vlvulas de inyeccin. Para el barrido completo del distribuidor decombustible, el regulador de la presin de combustible est montado normal-mento en su extremo.Sin embargo, tambin puede estar en la tubera de combustible. El regulador de la presin decombustible est configurado como regulador de rebose mandado por membrana (fig. 6). Unamembrana de tejido de goma divide el regulador de presin de combustible en una cmara decombustible y una cmara de muelle. El muelle presiona a travs del soporte de vlvula integradaen la membrana sobre una placa de vlvula mvil contra un asiento de vlvula. Cuando la fuerzaejercida por la presin de combustible sobre la membrana es superior a la fuerza del muelle, seabre la vlvula y deja pasar hacia el depsito de combustible justamente la cantidad decombustible necesaria para que se establezca un equilibrio de fuerzas en la membrana. La cmarade muelle est unida neumticamente con el colector de admisin detrs de la mariposa. Ladepresin del colector de admisin acta as en la cmarade muelle. De esta forma, en la membrana existe lamisma relacin de presin que en las vlvulas deinyeccin. La cada de presin a travs de las vlvulas deinyeccin depende por lo tanto nicamente de la fuerzaelstica y de la superficie de la membrana mantenindosepues constante.Amortiguador de presin de combustibleLa activacin a intervalos de las vlvulas de inyeccin y laimpulsin peridica de combustible en las electrobombasde combustible segn el principio de desalojamiento,conduce a oscilaciones en la presin de combustible. Bajodeterminadas circunstancias, estas oscilaciones puedentransmitirse al depsito de combustible y a la carroceradel vehculo a travs de los elementos de fijacin de laelectrobomba de combustible, las tuberas de combustibley el distribuidor de combustible. Los ruidos originado porello pueden evitarse mediante la configuracin adecuadade los elementos de fijacin y mediante amortiguadoresespeciales de presin de combustible. El amortiguador depresin de combustible (fig. 7) presenta una estructurasimilar al regulador de presin de combustible. Al igual

    que en ste, una membrana sometida a fuerzaelstica separa las cmaras de combustible y de aire.La fuerza elstica est dimensionada de tal forma que lamembrana se levanta de su asiento en cuanto la presinde combustible alcanza su margen de trabajo. La cmarade combustible variable de esta forma puede asumircombustible al producirse puntas de presin y entregarlode nuevo en los valores ms bajos de presin. Para podertrabajar siempre en el margen de servicio ptimo en casode fluctuacin de la presin absoluta de combustible,debida a la presin del colector de admisin, la cmara demuelle puede estar provista de una conexin al colectorde admisin. Igual que el regulador de presin de com-bustible, el amortiguador de presin de combustible puedeestar instalado en el distribuidor de combustible o en latubera de combustible.Fig.6

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    En cuanto la unidad de control activa el devanado magntico, se levanta el inducido magntico conla aguja de vlvula por valor de 60...100 um, pudiendo salir entonces el combustible a travs deuna abertura calibrada.En funcin del tipo de inyeccin, rgimen del motor y de la carga, el tiempo de activacin es de1,5... 18 ms y la frecuencia de activacin es de 3... 125 Hz.Para cada caso de aplicacin existen distintos tipos de vlvula de inyeccin:Vlvula de inyeccin Top-Feed La vlvula de inyeccin Top-Feed es atravesada axialmentedesde arriba (top-feed) por el combustible. La vlvula se aplica conFig. 10una junta anular superior en aberturas correspondientemente conformadas del distribuidor decombustible y se asegura con una grapa de sujecin para que no se salga por resbalamiento. Conla junta anular inferior queda introducida en el tubo de admisin del motor (fig. 8).Vlvula de inyeccin Bottom-Feed La vlvula de inyeccin Bottom-Feed integrada en eldistribuidor de combustible est rodeada de combustible. La entrada de combustible se encuentralateralmente (bottom-feed). El distribuidor de combustible est montado directamente sobre eltubo de admisin. La vlvula de inyeccin est fijada en el distribuidor de combustible con una

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    grapa de sujecin o una tapa del distribuidor de combustible que puede contener tambin lasconexiones elctricas. Dos juntas anulares impiden la salida de combustible. Adems del buencomportamiento de arranque en caliente y de marcha en caliente por la refrigeracin delcombustible, este mdulo compuesto por distribuidor de combustible y vlvulas de inyeccin, secaracteriza por su reducida altura constructiva (figuras 9 y 10).Preparacin de la mezclaLa exigencia relativa a una humectacin reducida de la pared del tubo de admisin, con una buenahomogeneidad de la mezcla de aire/combustible por pulverizacin del combustible, se cumplemediante distintasFig. 12formas de dosificacin de combustible. La abertura de salida de combustible calibrada de la vlvulade inyeccin puede estar configurada para ello en correspondencia con las exigencias (fig. 11). Enla dosificacin por ranura anular, una parte de la aguja de vlvula (espiga pulveri-zadora) atraviesael cuerpo de la vlvula. La ranura anular que surge asconstituye la abertura de salida de combustible calibrada.La espiga pulverizadora presenta en su extremo inferioruna arista de ruptura rectificada, en la que se pulveriza elcombustible y se eyecta de forma cnica. Las vlvulas deinyeccin con dosificacin por un orificio presentan enlugar de la espiga pulverizadora una fina arandela conorificio pulverizador con un taladro calibrado. Resulta deaqu un chorro de combustible muy fino que apenashumedece la pared del tubo de admisin, pero que slopulveriza muy poco el combustible. Las vlvulas deinyeccin con dosificacin por varios orificios estn pro-vistas, como en la dosificacin de un orificio, con unaarandela de orificio pulverizador pero que en este casocontiene varios orificios calibrados. Estos estn dispuestosde tal forma que resulta un chorro cnico similar al de ladosificacin por ranura anular, con una pulverizacincomparable del combustible. Los orificios tambin puedenestar orientados de tal forma que resulten dos o mschorros de inyeccin. De esta forma, en motores convarias vlvulas de admisin por cada cilindro, puede

    distribuirse el combustible ptimamente entre los distintoscanales de aspiracin. Las vlvulas de inyeccin rodeadasde aire permiten una mejora adicional de la preparacin(fig. 12).Para ello, se aspira aire de combustin a partir del tubo deadmisin delante de la mariposa, a la velocidad delsonido, a travs de una ranura calibrada, directamente enla arandela de orificio pulverizador. Mediante el efectoalterno entre molculas de combustible y de aire seproduce una neblina muy fina de combustible. Para que elaire pueda ser aspirado a travs de la ranura, se requiereuna determinada depresin respecto a la presinatmosfrica en el tubo de admisin. El efecto de la vlvularodeada de aire se manifiesta por lo tanto principalmenteen el servicio de carga parcial del motor.

    Fig. 12

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    Circuito de alta tensin del encendidoEn el circuito de alta tensin de un equipo de encendido se genera la alta tensin necesaria para elencendido y se distribuye en el momento correcto a la correspondiente buja de encendido.El circuito de alta tensin de un sistema Motronic puede presentar diferentes ejecuciones:- Circuito de alta tensin con una bobina de encendido, una etapa final de encendido y undistribuidor de alta tensin (distribucin rotativa de alta tensin, ROV).- Circuito de alta tensin con una bobina de encendido de chispa simple y una etapa final deencendido por cada cilindro (distribucin de tensin en reposo o electrnica, RUV).- Circuito de alta tensin con una bobina de encendido de chispa doble y una etapa final deencendido para cada dos cilindros (distribucin de tensin en reposo o electrnica, RUV).Bobina de encendidoTareaLa bobina de encendido acumula la energa de encendido necesaria y genera la alta tensinrequerida para el paso de chispa en el momento de encendido.Estructura y funcinLa funcin de una bobina de encendido se basa en el principio de induccin. La bobina consta dedos devanados de cobre acoplados magnticamente (el devanado primario y el secundario). Laenerga acumulada en el campo magntico del devanado primario se transfiere al lado secundario.La corriente y la tensin se transforman, en funcin de la relacin de los nmeros de espiras(relacin de multiplicacin), desde el lado primario al lado secundario (fig. 1).Las bobinas de encendido modernas constan de un circuito de hierro cerrado, compuesto pordiversas chapas, y una carcasa de plstico. En la carcasa est el devanadoprimario sobre un cuerpo bobinado, directamente sobre el ncleo. Por encima est dispuesto eldevanado secundario que est ejecutado como devanado de disco o devanado de cmara paraaumentar la resistencia de aislamiento. Para el aislamiento de los devanados entre s y respecto alncleo, la carcasa est rellena de resina epxi. La estructura y el dimensionamiento de la bobinade encendido estn adaptadas al caso de aplicacin concreto.Etapa final de encendidoTarea y funcinLa etapa final de encendido con transistores de potencia de varios niveles sirve para conectar ydesconectar la corriente primaria a travs de la bobina de encendido. Sustituye al convencionalruptor del equipo de encendido, aplicado anteriormente. Adems, la etapa final de encendido tieneque limitar tanto la tensin primaria como tambin la corriente primaria. La limitacin de la tensinprimaria impide un aumento excesivo de la tensin secundaria ofrecida y con ello el deterioro delas piezas de alta tensin. La limitacin de la corriente primaria restringe la energa del equipo deencendido a un valor preestablecido. Existen etapas finales de encendido internas (integradas enel Motronic) y externas (fuera del Motronic).Fig.1

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    Adicionalmente existen bujas de encendido con resistencia antiparasitaria integrada. Sin embargo,un aumento de la resistencia por el lado secundario conduce a prdidas de energa adicionales enel circuito de encendido y, con ello, a una menor energa de chispa en la buja de encendido.

    Buja de encendidoCon la buja de encendido se genera una chispa deencendido para la inflamacin de la mezcla deaire/combustible en la cmara de combustin.La buja de encendido es un elemento de paso de altatensin hacia la cmara de combustin, que presentaun aislamiento cermico y es estanco a los gases. Eltrayecto de chispa entre el electrodo central y elelectrodo de masa se vuelve conductor al alcanzarse latensin de encendido y transforma la energa restantede la bobina de encendido en una chispa.La magnitud de la tensin de encendido depende de laseparacin de electrodos, de la geometra deelectrodos, de la presin de la cmara de combustin yde la relacin de aire/combustible, en el momento del

    encendido.Durante el servicio del motor se desgastan loselectrodos de la buja de encendido. Por este motivoaumenta la demanda de tensin de encendido que debecubrirse de forma segura por la oferta de tensinsecundaria del equipo de encendido, hasta el final delintervalo de cambio previsto y bajo todos los estados deservicio.

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    Registro de los datos de servicioCarga del motorUna de la magnitudes principales para el clculo del caudal de inyeccin y del ngulo deencendido, es la carga del motor (registro de la carga).Para la determinacin de la carga del motor se aplican en los sistemas Motronic los siguientes

    sensores de carga:- Medidor del caudal de aire (LMM),- Medidor de masa de aire de hilo caliente (HLM),- Medidor de masa de aire de pelcula caliente (HFM),- Sensor de presin del tubo de admisin y- Transmisor de la mariposa (DKG).El transmisor de la mariposa se aplica en los sistemas Motronic casi siempre como sensor decarga secundaria adicionalmente a uno de los sensores de carga principal (LMM, HLM, etc.)mencionados anteriormente. Algunas veces se emplea tambin como sensor de carga principal.Medidor del caudal de aireEl medidor del caudal de aire se encuentra entre el filtro de aire y la mariposa y registra el flujovolumtrico de aire [m3 /h] aspirado por el motor. El flujo de aire aspirado desva una aleta-sondacontra la fuerza de recuperacin constante de un muelle. La posicin delFig. 1ngulo de la aleta-sonda se registra mediante un potencimetro. La tensin del potencimetro esconducida a la unidad de control y es comparada all con la tensin de alimentacin delpotencimetro. Esta relacin de tensin representa una medida para el flujo volumtrico de aireaspirado por el motor. La evaluacin de las relaciones de resistencia en la unidad de controlexcluye la influencia del envejecimiento y de la temperatura del potencimetro, respecto a laprecisin (fig. 1). Para que las pulsaciones del aire aspirado no hagan oscilar la aleta-sonda, estamortiguada por una aleta antagonista y un volumen de amortiguacin. Para considerar lasvariaciones de la densidad del aire a temperaturas variables del aire aspirado, existe integrado unsensor de temperatura en el medidor del caudal de aire, con cuya resistencia dependiente de latemperatura determina la unidad de control un valor de correccin. El medidor del caudal de aire estodava parte componente de numerosos sistemas Motronic y L-Jetronic que se encuentranactualmente en serie. Los sensores de carga descritos a continuacin se aplican preferentemente ysustituyen en futuros sistemas al medidor del caudal de aire con aleta-sonda.Medidor de masa de aireEn el caso del medidor de masa de aire de hilo caliente y del medidor de masa de aire de pelculacaliente, se trata de sensores de carga trmicos. Estn estos montados entre el filtro de aire y lamariposa y registran fig. 1

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    el flujo de masa de aire [kg/h] aspirado por el motor. Ambos sensores trabajan segn el mismoprincipio.En el flujo de aire aspirado se encuentra un cuerpo calentado elctricamente que es enfriado por elaire que pasa. Un circuito regulador reajusta la corriente calefactora de forma tal que este cuerpoadopta un exceso de temperatura constante respecto a la temperatura del aire aspirado. Lacorriente calefactora es entonces una medida del flujo de masa de aire.En este principio de medicin se considera tambin la densidad del aire, ya que sta contribuye adeterminar la magnitud de la entrega de calor, del cuerpo calentado al aire.Fig.2Medidor de masa de aire de hilo caliente En el medidor de masa de aire de hilo caliente, el cuerpocalentado es el hilo caliente, un hilo de platino fino de 70 um de espesor. Para la compensacin dela temperatura del aire aspirado se registra sta mediante un sensor de temperatura integrado enel medidor de masa de aire de hilo cliente. El circuito regulador consta esencialmente de unaconexin en puente y de un amplificador. El hilo caliente y el sensor de temperatura del aire formanpartes componentes del puente y funcionan all como resistencias dependientes de la temperatura(figuras 2 hasta 4). La corriente calefactora genera en una resistencia de precisin una seal detensin proporcional al flujo de masa de aire.Fig.2 fig. 4

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    tubo de admisin o directamente en el tubo deadmisin. Como elemento incorporado, su uninneumtica hacia el tubo de admisin consiste enuna tubera flexible. El sensor est dividido en unacelda de presin con dos elementos sensores y un

    espacio para el circuito evaluador. Los elementossensores y el circuito evaluador se encuentransobre un substrato cermico comn (fig. 8).El elemento sensor consta de una membrana decapa gruesa en forma de campana que incluye unacmara de presin de referencia con unadeterminada presin interior. Segn la magnitud dela presin del tubo de admisin, se desvadiferentemente la membrana. Sobre la membranaexisten resistencias piezoresistivas cuyaconductividad vara bajo tensin mecnica. Estasresistencias estn conectadas en puente de talmodo que una desviacin de la membrana conducea una modificacin de la compensacin de puente.La tensin de puente es por lo tanto una medida dela presin del tubo de admisin (fig. 9).El circuito evaluador tiene la misin de amplificar latensin de puente, compensar influencias detemperatura y linealizar la curva caracterstica depresin. La seal de salida del circuito evaluador esconducida a la unidad de control.Transmisor de la mariposaEl transmisor de la mariposa registra el ngulo de lamariposa para determinar una seal de cargasecundaria. La seal de carga secundaria seemplea entre otras cosas, como informacinadicional para funciones dinmicas, parareconocimiento de margen (ralent, carga parcial,plena carga) y como seal de emergencia en casode fallar el sensor de carga principal. El transmisorde la mariposa est fijado a la tubuladura de lamariposa y se encuentra junto con la mariposasobre un eje. Un potencimetro evala la posicinangular de la mariposa y transmite a la unidad decontrol una relacin de tensin mediante un circuitode resistencia (figuras 10 y 11).

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    En caso de aplicacin del transmisor de la mariposa como sensor de carga principal aumentan lasexigencias de precisin. La mayor precisin se consigue mediante un transmisor de la mariposacon dos potencimetros (dos mrgenes de ngulo) y un alojamiento mejorado.La masa de aire aspirada se determina en la unidad de control, en funcin de la posicin de lamariposa y del nmero de revoluciones correspondiente. Las modificaciones de masa de airedependientes de la temperatura son consideradas a travs de la evaluacin de seales de lossensores de temperatura.Nmero de revoluciones, regulacin del cigeal y del rbol delevasNmero de revoluciones y regulacin del cigealLa posicin del pistn de un cilindro se emplea como magnitud de medicin para establecer elmomento de encendido. Los mbolos de todos los cilindros estn unidos al cigeal mediantevastagos de biela. Un sensor en el cigeal suministra por lo tanto la informacin sobre la posicinde pistn de todos los cilindros.

    La velocidad con que vara la posicin del cigealse denomina rgimen e indica el nmero derevoluciones por minuto del cigeal. Esta magnitudde entrada importante para el sistema Motronic secalcula asimismo a partir de la seal de la posicin

    del cigeal. Aunque el sensor del cigealsuministra primariamente una seal sobre la posicindel cigeal, a partir de la cual se deduce en launidad de control una seal de rgimen, se haimplantado la designacin de sensor derevoluciones.Generacin de seal sobre la posicin del cigealSobre el cigeal se encuentra una ruedatransmisora ferromagntica con espacio para 60dientes, de los cuales se han suprimido dos dientes(hueco entre dientes). Un sensor de revolucionesinductivo detecta esta sucesin de 58 dientes. Elsensor se compone de un imn permanente y de un

    ncleo de hierro dulce con un devanado de cobre(fig. 12). Al pasar los dientes de la rueda transmisorapor el sensor, vara en l el flujo magntico. Seinduce una tensin alterna (fig. 13).La amplitud de la tensin alterna disminuye alaumentar la distancia entre el sensor y la ruedatransmisora y aumenta fuertemente con un rgimencreciente. Existe una amplitud suficiente a partir deun rgimen mnimo (20 min-1).Las geometras de diente y de polo deben estaradaptadas entre s. El circuito evaluador en la unidadde control transforma la tensin sinusoidal deamplitud muy diferente en una tensin rectangular deamplitud constante.

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    Clculo de la posicin del cigeal Los flancos de la tensin rectangular se transmiten al ordenadormediante una entrada Interrupt. Si la separacin de flancos actual es ms del doble que laanterior y que la siguiente, se reconoce un hueco entre dientes. El hueco entre dientes estasignado a una posicin de cigeal definida del cilindro 1. El ordenador sincroniza en estemomento la posicin del cigeal. Con cada flanco de diente sucesivo positivo o negativo cuenta elordenador la posicin del cigeal 3 grados ms. Sin embargo, la salida de encendido debeproducirse en pasos ms pequeos. Por este motivo, la duracin temporal medida entre dosflancos de dientes se divide por cuatro. AFig. 12

    un flanco de diente puede asignarse una, dos o tres veces esta unidad de tiempo as recibida, parala salida del ngulo de encendido (de esta forma es posible en pasos de 0,75 grados).

    Clculo del tiempo de segmento y de nmero de revoluciones a partir de la seal del sensor derevolucionesLos cilindros de un motor de cuatro tiempos estn desfasados entre s de tal forma quedespus de dos vueltas del cigeal (720grados), el cilindro 1 puede comenzar otravez el ciclo de trabajo.Este desfase representa la separacin media de encendido y la duracin intermedia sedenomina tiempo de segmentoT s .

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    Con la cadencia del tiempo de segmento y con el rgimen derivado de aqu, se calculan de nuevoel encendido y la inyeccin. El rgimen indica el nmero de revoluciones medio del cigeal en eltiempo de segmento y es proporcional a su valor inverso.Posicin del rbol de levasEl rbol de levas controla las vlvulas de admisin y de escape del motor. El rbol de levas gira amedia velocidad del cigeal. Cuando un pistn se mueve hacia el punto muerto superior, el rbolde levas determina por la posicin de las vlvulas de admisin y de escape, si el pistn seencuentra en la fase de compresin con el subsiguiente encendido o en la fase de expulsin degases de escape. Esta informacin no puede obtenerse a partir de la posicin del cigeal. Si elencendido tiene un distribuidor de alta tensin acoplado mecnicamente al rbol de levas, el dedodel distribuidor seala hacia el cilindro correcto y la unidad de control no necesita para la entregadel encendido ninguna informacin sobre la posicin del rbol de levas.Pero contrariamente a esta distribucin rotativa de tensin (ROV), los sistemas Motronic condistribucin en reposo de tensin (RUV) y bobinas de encendido de chispa simple, requiereninformaciones adicionales. Pues la unidad de control tiene que decidir que bobina de encendidocon buja de encendido asignada, debe ser activada. Para ello necesita la informacin sobre laposicin del rbol de levas. Pero aunque el momento de la inyeccin para cada cilindro estadaptado individualmente como en la inyeccin secuencial, es necesaria la informacin de laposicin del rbol de levas.Seal del sensor HallLa posicin del rbol de levas se determina casi siempre con un sensor Hall. El dispositivo deregistro de la posicin del rbol de levas se compone de un elemento Hall, cuyas plaquitassemiconductoras estn atravesadas por corriente. Este elemento es controlado por un diafragmaque gira junto con el rbol de levas. El diafragma consta de un material ferromagntico y genera asupaso una tensin en el elemento Hall, perpendicular a la direccin de la corriente (fig. 13).Clculo de la posicin del rbol de levas Ya que la tensin Hall se encuentra en el margen demilivoltios, se prepara la seal en el sensor y se conduce como seal de conexin a la unidad decontrol. En el caso ms sencillo, el ordenador comprueba durante el paso del hueco entre dientesde la rueda transmisora, si esta presente la tensin Hall y si el cilindro 1 se encuentra o no seencuentra en el ciclo de trabajo. Configuraciones especiales del diafragma permiten ejercer a partirde la seal del rbol de levas un servicio de emergencia en caso de fallar el sensor de

    revoluciones. Sin embargo, la resolucin de la seal del rbol de levas es demasiado inprecisapara sustituir tambin en servicio normal al sensor de revoluciones en el cigeal.Composicin de la mezclaCoeficiente de aire X La sonda Lambda mide la proporcin de aire Lambda{X). Lambda es la medida de la relacinaire/combustible en la mezcla. ConX - 1 trabaja ptimamente el catalizador.Sonda LambdaEl lado exterior de electrodo de la sonda Lambda penetra en la corriente de los gases de escape;el lado interior de electrodo est en contacto con el aire exterior (fig. 14). La sonda constaesencialmente de un cuerpo cermico especial cuyas superficies van equipadas con electrodos deplatino permeables a los gases. La efectividad de la sonda se basa en que el material cermico esporoso y permite la difusin del oxgeno del aire (electrolito slido). La cermica se haceconductora a altas temperaturas. Si el contenido de oxgeno no es igual a ambos lados de loselectrodos se establece entre stos una tensin elctrica. Con una composicin estequiomtrica dela mezcla aire/combustible deX = 1 se origina una funcin de salto (fig. 15).

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    La tensin y la resistencia interna de la sonda dependen de la temperatura. Se consigue unaregulacin fiable a temperaturas superiores a 350 C (sonda sin calefaccin) o 200 C (sonda concalefaccin).Sonda Lambda con calefaccinEl principio constructivo de la sonda calentada (fig. 16) es, en muchos aspectos, idntico al de lasonda sin calefaccin. El cuerpo cermico activo es calentado desde el interior con un elementocalefactor cermico, de modo que, independientemente de la temperatura de los gases de escape,la del cuerpo cermico de la sonda es suficientemente alta para el funcionamiento.Fig. 14La sonda calentada lleva un tubo protector con orificio de paso reducido; as se impide, entre otrascosas, el enfriamiento del cuerpo cermico de la sonda por los gases de escape fros.La calefaccin de la sonda acorta el tiempo desde el arranque del motor hasta la conexin de laregulacin y asegura el servicio de regulacin incluso con gases de escape fros (por ejemplo alralent). Las sondas con calefaccin presentan tiempos de reaccin ms cortos, lo cual favorece ala velocidad de regulacin. Las posibilidades de montaje de estas sondas son ms variadas.

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    Las oscilaciones caractersticas de las combustiones con detonacin son registradas por sensoresde detonacin, transformadas en seales elctricas y conducidas al sistema Motronic (fig. 17 y 18).Deben determinarse con gran esmero el nmero y la posicin de montaje de los sensores dedetonacin necesarios. Para todos los cilindros y todos los puntos de servicio del motor,especialmente a elevados nmeros de revoluciones y cargas, debe estar garantizado unreconocimiento seguro de la detonacin. Por regla general se equipan con un sensor dedetonacin los motores de 4 cilindros en lnea con 2 sensores los motores de 5 y 6 cilindros, y con2 o ms sensores los motores de 8 y 12 cilindros (fig. 19).Fig. 20Temperatura del motor y del aire aspiradoEl sensor de la temperatura del motor tiene una resistencia dependiente de la temperatura quepenetra en el circuito de agua refrigerante del motor y que adopta su temperatura (fig. 20).Segn este mismo principio, un sensor en el canal de aspiracin, registra la temperatura del aireaspirado.La resistencia tiene un coeficiente de temperaturanegativo (NTC, vase la fig. 21) y forma parte de uncircuito divisor de tensin abastecido con una tensin de5 V. La tensin que disminuye a travs de la resistenciaes registrada por el convertidor analgico-digital yconstituye una medida de la temperatura. En elordenador est almacenada en memoria una tabla queindica para cada valor de tensin la temperaturacorrespondiente y compensa con ello la relacin nolineal entre la tensin y la temperatura.Tensin de la bateraEl tiempo de activacin y desactivacin de la vlvula deinyeccin electromagntica depende de la tensin de labatera. Si durante el servicio se producen fluctuacionesen la tensin de la red del vehculo, la unidad de controlelectrnica corrige el retardo de respuesta originado porello en la vlvula de inyeccin, mediante modificacindel tiempo de inyeccin.

    Con una tensin de la batera baja, debe prolongarse eltiempo de cierre del circuito de encendido, para que labobina de encendido pueda acumular suficiente energapara la chispa de encendido.

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    Procesamiento de los datos de servicioClculo de la seal de cargaMagnitudes de medicinEn la unidad de control se calcula a partir de las seales de carga y de rgimen, una seal decarga que corresponde a la masa de aire por carrera aspirada por el motor. Esta seal de carga es

    la base para el clculo del tiempo de inyeccin y para el direccionamiento de los camposcaractersticos del ngulo de encendido (fig. 1).Medicin de la masa de aireEn caso de aplicacin de un medidor de masa de aire de hilo caliente o de un medidor de masa deaire de pelcula caliente, se mide directamente la masa de aire y se emplea para el clculo de laseal de carga.Fig. 1En el medidor del caudal de aire se requiere adicionalmente una correccin de la densidad para ladeterminacin de la masa de aire y de la seal de carga. En casos aislados se compensanmediante una correccin de pulsacin los errores de medicin que aparecen debido a fuertespulsaciones del aire en el tubo de admisin.Medicin de presinEn el sistema con medicin de presin (con un sensor de presin como sensor de carga), ladiferencia respecto a los sistemas con medicin de masa de aire no existe una relacin directaestablecida mediante frmulas, entre la magnitud de medicin de presin del tubo de admisin y lamasa de aire aspirada. Aqu se emplea en la unidad de control un campo caracterstico de adapta-cin para el clculo de la seal de carga. A continuacin se compensan las modificaciones detemperatura y parte de gas residual respecto al estado inicial.

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    Medicin del ngulo de la mariposaCon la utilizacin de un transmisor de la mariposa, la seal de carga se forma en la unidad decontrol en funcin del nmero de revoluciones y del ngulo de la marisposa. Se consideran lasvariaciones de la densidad del aire, corrigiendo la seal de carga con ayuda de las temperaturasmedidas y de las presiones del entorno.

    Clculo del tiempo de inyeccinTiempo de inyeccin bsicoEl tiempo de inyeccin bsico se calcula directamente a partir de la seal de carga y de lasconstantes de vlvula de inyeccin. Esta constante de vlvula de inyeccin define la relacinexistente entre el tiempo de activacin de las vlvulas de inyeccin respecto al caudal de paso ydepende de la configuracin de las vlvulas de inyeccin. La multiplicacin del tiempo de inyeccinconla constante de vlvula da como resultado la masa de combustible por carrera correspondiente a lamasa de aire. El dimensiona-miento bsico se realiza aqu adaptado a un coeficiente de aireX = 1.Esto rige mientras sea constante la presin diferencial entre la presin de combustible y la presindel tubo de admisin. En otros casos se compensa mediante un campo caracterstico de correccinLambda, esta influencia sobre el tiempo de inyeccin. La influencia de distintas tensiones de labatera sobre los tiempos de activacin y desactivacin de las vlvulas de inyeccin, se compensamediante una correccin de la tensin de batera.Tiempo de inyeccin efectivoEl tiempo de inyeccin efectivo resulta por la introduccin adicional en el clculo de magnitudes decorreccin. Estas se calculan en las correspondientes funciones especiales y tienen en cuenta losdistintos mrgenes y Fig. 2

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    condiciones de servicio del motor. Las correcciones actan entonces tanto individualmente comotambin en combinacin y en funcin de parmetros aplicables.El proceso de clculo del tiempo de inyeccin se representa en la fig. 1. En los captulos siguientesse tratan con ms detalle los diversos mrgenes y estados de servicio. Por debajo de un llenadomnimo del cilindro no se prepara una mezcla capaz de realizar la combustin. La limitacin a untiempo de inyeccin mnimo impide as que aparezcan hidrocarburos sin quemar en los gases deescape.Durante el arranque se produce un clculo separado del tiempo de inyeccin que es independientede la seal de carga calculada.Posicin de inyeccinJunto al tiempo de inyeccin correcto, la posicin de inyeccin es otro parmetro para laoptimizacin de los valores de consumo y de gases de escape.Las posibilidades de variacin dependen aqu de la forma de inyeccin empleada (fig. 2):- Inyeccin simultnea,- Inyeccin en grupo o- Inyeccin secuencial.Inyeccin simultneaEn la inyeccin simultnea, la inyeccin se produce en todas las vlvulas de inyeccin en el mismomomento, dos veces por cada ciclo; es decir, dos veces por cada vuelta del rbol de levas, o unavez por cada vuelta del cigeal. La posicin de inyeccin est preestablecida de forma fija.Inyeccin en grupoEn la inyeccin en grupo se renen dos grupos de vlvulas de inyeccin, que inyectan por cadagrupo una vez en cada ciclo. La separacin temporal de ambos grupos es de una vuelta delcigeal. Esta disposicin permite ya una seleccin de la posicin de inyeccin dependiente delpunto de servicio y evita en amplios sectores de campo caracterstico la inyeccin no deseada a lavlvula de admisin abierta.Inyeccin secuencialEsta inyeccin ofrece el mximo grado de libertad. En ella, las inyecciones individuales seproducen independientemente entre s con la misma posicin de inyeccin, referida alcorrespondiente cilindro. La posicin de inyeccin es libremente programable y puede adaptarse alos criterios de optimizacin en cuestin.ComparacinEn el caso de la inyeccin en grupo y de la inyeccinsecuencial se requiere, en comparacin con la inyeccinsimultnea, un mayor margen de variacin de las vlvulasde inyeccin (margen desde el caudal mnimo al ralenthasta el caudal mximo a plena carga).Control del ngulo de cierreCon el campo caracterstico de ngulo de cierre se controlael tiempo de flujo de corriente de la bobina de encendido enfuncin del nmero de revoluciones y de la tensin de labatera, de forma tal que durante el servicio se consigue lacorriente primaria terica deseada, al final del tiempo deflujo de corriente, en los mrgenes amplios. Partiendo deltiempo de carga de una bobina de encendido el culdepende de la tensin de batera, resulta el tiempo de cierre(fig. 3). Una reserva dinmica adicional permite disponer dela corriente necesaria incluso con saltos rpidos derevoluciones a un rgimen mayor. Fig. 3

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    Una limitacin del tiempo de carga en el margen de revoluciones superior asegura la duracin dechispa necesaria.Control del ngulo de encendidoEn la unidad de control del sistema Motronic est almacenado en memoria un campo caractersticocon un ngulo de encendido bsico en funcin de la carga del motor y del nmero de revoluciones.Este ngulo de encendido se optimiza en lo referente al consumo de combustible y emisiones degases de escape.Con la evaluacin de la temperatura del motor y de la temperatura del aire aspirado (registradasmediante sensores de temperatura del motor y de temperatura del aire), se consideran tambin lasvariaciones de temperatura.Otras correcciones eficaces o conmutaciones a otros campos caractersticos permiten laadaptacin a cualquier estado de servicio. De esta forma pueden establecerse vinculaciones deactuacin entre el par motor, los gases de escape, el consumo de combustible, la tendencia a ladetonacin y el comportamiento de marcha. Correcciones especiales del ngulo de encendidoactan por ejemplo en servicio con aire secundario insuflado o retroalimentacin de gases deescape as como en el servicio de marcha dinmico (p. ej. aceleracin). Adicionalmente se consi-deran los diversos mrgenes de servicio como ralent, carga parcial y plena carga, as como

    arranque y fase de calentamiento. La fig. 4 muestra el proceso de clculo del ngulo de encendidoo momento de encendido. Fig. 4

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    mente, para el calentamiento ms rpido del catalizador.Una vez conseguida la disposicin de servicio del catalizador se regula la inyeccin a uncoeficiente de aireX = 1 y se adapta correspondientemente el ngulo de encendido.Compensacin de transicinAcelerar/desacelerarUna parte del combustible inyectado al tubo de admisin no llega inmediatamente al cilindro en el

    siguiente proceso de aspiracin, sino que se precipita como pelcula lquida sobre la pared del tubode admisin. La cantidad de combustible acumulado estacionariamente en la pelcula de pared,aumenta considerablemente con la carga creciente y un tiempo de inyeccin ms prolongado.Al abrir la mariposa se requiere por lo tanto una parte del combustible inyectado, para la formacinde la pelcula de pared. Para impedir un empobrecimiento durante el proceso de aceleracin, debeinyectarse adicionalmente este caudal de combustible. Al disminuir la carga queda libre otra vez lacantidad de combustible ligada a la pelcula de pared. Por lo tanto, en el proceso dedesaceleracin, debe reducirse el tiempo de inyeccin por valor de esta misma cantidad decombustible.La fig. 2 muestra la variacin resultante del tiempo de inyeccin.

    Fig.2

    Corte en deceleracin/reactivacinEn el rgimen de retencin se desconecta la inyeccinreducindose as el consumo de combustible y laemisin de gases de escape. Antes de interrumpir losimpulsos de inyeccin se retrasa primero el momentode encendido, para reducir as el salto del par motor alpasar al rgimen de retencin. Tras sobrepasar unrgimen de reanudacin que es superior al rgimende ralent, se reinicia la inyeccin. El rgimen dereanudacin est almacenado en la memoria de launidad de control en funcin de diversos parmetros,como p. ej. temperatura del motor y dinmica dergimen, para evitar en todos los mrgenes deservicio una insuficiencia del rgimen del motor. Conlos primeros impulsos de inyeccin en la reactivacinse considera mediante un caudal de combustibleadicional, la formacin necesaria de la pelcula depared. El control del ngulo de encendido favorece enla reactivacin una formacin sin tirones del par motor.Regulacin del ralent Ralent Durante el ralent del motor, el consumo de combustible est determinado principalmente por elgrado de rendimiento y el rgimen de ralent. Una parte considerable del consumo de combustiblede los vehculos que circulan en trfico urbano denso es atribuible a este estado de servicio. Porello es ventajoso un rgimen de ralent lo ms bajo posible. Sin embargo, el ralent debe estarajustado de tal forma que el rgimen no descienda demasiado, con la consiguiente marchairregular o incluso la parada del motor bajo cualquier condicin de funcionamiento, como p. ej.instalacin del vehculo recargada, acondicionador de aire conectado, selector de marchasaccionado en cambios automticos, servodireccin actuando, etc.Regulacin del rgimen de ralent La regulacin del rgimen del ralent debe establecer un equilibrio entre el par motor entregado y lacarga del motor, procurando as un nmero de revoluciones constante.

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    La carga del motor al ralent se compone de diversos momentos de carga, de los momentos defriccin que se producen en el motor debidos al mecanismo cigeal al accionamiento de vlvulasy a los grupos adicionales (p. ej. bomba de agua de refrigeracin).Estos momentos de friccin internos que son compensados por la regulacin del ralent,experimentan una modificacin lenta durante la vida til del motor. Adems dependen mucho de latemperatura. Adicionalmente a estos momentos de friccin internos, intervienen tambin la cargaexterna por los motivos ya mencionados como acondicionador de aire etc. Estas cargas externasestn sometidas a grandes fluctuaciones, porque los grupos se conectan y se desconectan otravez. Especialmente los motores modernos con pequea masa de inercia y un tubo de admisin degran volumen, reaccionan sensiblemente frente a estas variaciones de carga.Magnitudes de entradaJunto a la seal del sensor de revoluciones, la regulacin del rgimen de ralent precisa tambinuna informacin sobre el ngulo de la mariposa, para poder reconocer la condicin de ralent(pedal acelerador sin pisar). Para poder precontrolar la dependencia de la temperatura, se registrala temperatura del motor. En funcin de la temperatura del motor y del rgimen terico deseado sepreestablece una masa de aire, que todava es sometida a correccin en el servicio regulado.Siempre que existan, las seales de entrada del acondicionador de aire o del cambio automtico,sirven para mejorar el control previo y favorecen as la regulacin del rgimen de ralent.

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    Intervenciones de regulacinLa regulacin del ralent presenta tres posibilidades fsicas de intervencin:Control del aireLa intervencin acreditada es el control del aire a travs de un conducto en bypass con lamariposa, o una regulacin de la mariposa misma mediante un tope variable o un accionamientodirecto como en el control electrnico de la potencia del motor. En el actuador bypass paraempalme de tubo flexible, el bypass de la mariposa est formado por tubos flexibles de aire yactuadores (fg. 3). Ms modernos son los actuadores bypass para montaje adosado que estnabridados directamente a la pieza de la mariposa y que regulan el paso de aire bypass. Fig. 4:Ejemplo de un actuador giratorio de devanado nico (bypass) para montaje adosado.Los actuadores bypass presentan el inconveniente de que originan aire infiltrado indebidamenteadicional al de la mariposa. Si un motor ya bien rodado requiere menos aire al ralent que el aireinfiltrado indebidamentecausado por la mariposa y el actuador bypass, ya no es posible ajustar el rgimen de ralent. Elcontrol del aire mediante la regulacin de la mariposa no presenta este inconveniente. En eldispositivo estranguiador de ralent, un electromotor regula a travs de un engranaje el tope deralent de la mariposa (fig. 5). Con un tubo de admisin de gran volumen, la intervencin a travsdel caudal de aire acta retardadamente sobre el rgimen de ralent.Control del ngulo de encendido La segunda posibilidad (de efecto esencialmente ms rpido), esla intervencin sobre el ngulo de encendido. Mediante ngulos de encendido dependientes delnmero de revoluciones puede conseguirse que al disminuir el rgimen del motor, se avance elngulo de encendido y aumente el par motor.Composicin de la mezclaLa intervencin sobre la composicin de lamezcla carece prcticamente de importanciadebido a las estrictas prescripciones sobregases de escape y a las posibilidadesrestringidas. Fig. 5

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    Regulacin LambdaUna medida eficaz para reducir las emisiones nocivas de gases de escape, es un tratamientoulterior de los gases de escape en el catalizador de tres vas. El catalizador transforma los trescomponentes nocivos de los gases de escape CO, HC y NOX, en H2O, CO2 y N2.Margen de regulacinLa transformacin de todos los tres componentes mencionados de los gases de escape slo es

    posible dentro de un margen muy estrecho: La as llamada ventana Lambda(X = 0,99... 1). Estoslo puede conseguirse con la regulacin Lambda. La sonda Lambda que se encuentra situadadentro del flujo de gases de escape delante del catalizador, mide el contenido de oxgeno de losgases de escape. Con mezclas pobres [X > 1) resulta una tensin de sonda de aprox. 100 mV, ycon mezclas ricas{X < 1) una tensin de aprox. 800 mV. ConX = 1 la tensin de sonda salta de unnivel de tensiones al otro (fig. 6). La unidad de control genera una seal de inyeccin a partir de laseal del medidor de masa de aire y del rgimen del motor registrado. Para la regulacin Lambda,la unidad de control calcula a partir de la seal de sonda Lambda, adicionalmente un factor concuya ayuda puede corregirse el tiempo de inyeccin. La fig. 7 muestra el esquema defuncionamiento.

    FuncionamientoLa regulacin Lambda slo es eficaz con una sonda Lambda en disposicin de servicio. Un circuitoevaluador de la sonda registra continuamente estas relaciones. Con la sonda fra, coninterrupciones o cortocircuitos en el cable elctrico, se generan valores de tensin no plausiblesque no son evaluados. En la mayora de los casos, las sondas Lambda presentan calefaccin; conella estn ya a disposicin de servicio despus de 30 seg. Los motores fros necesitan para un giroredondo uniforme, una mezcla ms rica{X < 1). La regulacin Lambda slo puede habilitarse por lotanto a partir de un determinado umbral de temperatura del motor.Con la regulacin Lambda activa, la seal de sonda Lambda se transforma en la unidad de controlcon un comparador, en una seal de dos puntos.La seal transmitida[X > 1, mezcla demasiado pobre oX < 1, mezcla demasiado rica) induce alregulador conectado a continuacin, a modificar sus magnitudes de ajuste (con un salto ysubsiguiente desarrollo en rampa).Se modifica el tiempo de inyeccin (es decir, se aumenta o se reduce) y con el intercambioconstante de datos se establece as una oscilacin permanente del factor regulador.Fig. 6

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    La duracin de periodo de esta oscilacin est determinada por el tiempo de paso de gas, y laamplitud est establecida por la inclinacin de rampa, de forma tal que se mantiene bastanteconstante en el margen de rgimen de carga, a pesar de diferentes tiempos de paso de gas.Desplazamiento LambdaEl margen de conversin ptimo y el salto de tensin en la sonda no coinciden exactamente.Mediante una oscilacin asimtrica del regulador, puede desplazarse la mezcla al margen ptimo(X = 1). La asimetra se consigue mediante una conmutacin retardada del factor reguladordespus del salto de tensin (de pobre a rico) en la sonda, o bien mediante un salto asimtrico.Este caso se produce cuando el salto de tensin en la sonda, de pobre a rico, presenta una alturade salto diferente a la del salto de tensin de rico a pobre.Adaptacin del control previo a la regulacin LambdaLa regulacin Lambda corrige la inyeccin temporalmente sucesiva en base a la medicinprecedente en la sonda Lambda. Este desfase temporal queda determinado por los tiempos depaso de gas y no es posible ev