COMANDO DE EDUCACIÓN Y DOCTRINA DEL...
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COMANDO DE EDUCACIÓN Y DOCTRINA DEL EJÉRCITO INFORME FINAL DE INVESTIGACION E INNOVACION TECNOLÓGICA CARRERA PROFESIONAL TÉCNICA: MECÂNICA AUTOMOTRIZ NOMBRE DEL TRABAJO: “DISEÑO Y ENSAMBLAJE DE UN PROBADOR DE BOBINA DIS Y COP PARA EL DIAGNÓSTICO DE SISTEMAS DE ENCENDIDO EN MOTORES CON GESTIÓN ELECTRÓNICA, EN EL INSTITUTO DE EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLÓGICO PÚBLICO DEL EJÉRCITO – ETE-2018” INTEGRANTES: - Alo. III año T/MA POMA PONCE HENRRY - Alo. III año T/MA PAMPACATA CUTIPA CARLOS ASESOR TÉCNICO: TCO® CESAR VARGAS DIAZ ASESORA METODOLÓGICO: Mg. LUIS DURAND TRUJILLANO Lima – Perú 2018
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COMANDO DE EDUCACIÓN Y DOCTRINA DEL EJÉRCITO
INFORME FINAL DE INVESTIGACION E INNOVACION TECNOLÓGICA
CARRERA PROFESIONAL TÉCNICA: MECÂNICA AUTOMOTRIZ
NOMBRE DEL TRABAJO:
“DISEÑO Y ENSAMBLAJE DE UN PROBADOR DE BOBINA DIS Y COP
PARA EL DIAGNÓSTICO DE SISTEMAS DE ENCENDIDO EN MOTORES
CON GESTIÓN ELECTRÓNICA, EN EL INSTITUTO DE EDUCACIÓN
SUPERIOR TECNOLÓGICO PÚBLICO DEL EJÉRCITO – ETE-2018”
INTEGRANTES:
- Alo. III año T/MA POMA PONCE HENRRY - Alo. III año T/MA PAMPACATA CUTIPA CARLOS
ASESOR TÉCNICO:
TCO® CESAR VARGAS DIAZ
ASESORA METODOLÓGICO:
Mg. LUIS DURAND TRUJILLANO
Lima – Perú 2018
ii
Agradecimiento
A Dios, creador de todas las
cosas en el universo, gracias
por acompañarme en estos
años de estudio, por
iluminar mi camino y llenar
mi vida de personas que me
ayudaron a ser una persona
de bien.
iii
Dedicatoria
A nuestros padres por la
formación que nos dieron
e impulso para seguir
superándonos, a nuestros
docentes por su apoyo
en el logro de este
objetivo
iv
Resumen
El diseño y ensamblaje de un probador de bobinas de encendido para los
sistemas Dis y Cop de vehículos automatizados, tiene como propósito
proporcionar un instrumento, a bajo costo en relación con un probador que se
comercializa en el mercado ,esto permitirá a los estudiantes desarrollar
habilidades y destrezas para realizar diagnóstico de los sistemas de encendido
DIS y COP.
La bondad de este de probador, es de suma importancia para que los
estudiantes obtengan experiencias de diagnóstico rápido y con precisión sobre
el estado y condiciones de trabajo de los tipos de bobina en mención, se podrá
verifica el voltaje, la resistencia y salto de chispa, contrastando con las
referencias técnicas del fabricante .
El diseño del circuito del probador está estructurado con elementos eléctricos –
electrónicos, que permite el correcto funcionamiento a todo ritmo de
funcionalidad.
El probador de bobina Dis/Cop se sometió a varias pruebas de funcionamiento
y control con bobinas existentes en el taller Automotriz para obtener un
funcionamiento confiable de acuerdo a los parámetros del fabricante.
Palabra Clave: Probador de inyectores, circuito y motor de inyección
v
Abstract
The design and assembly of an ignition coil tester for the Dis and Cop systems
of automated vehicles, is intended to provide an instrument, at a low cost in
relation to a tester that is commercialized in the market, this will allow students
to develop skills and skills to diagnose DIS and COP ignition systems.
The goodness of this tester, it is of paramount importance for students to
obtain quick and accurate diagnostic experiences on the status and working
conditions of the types of coil mentioned, it will be possible to verify the
voltage, resistance and spark gap , contrasting with the manufacturer's
technical references
The design of the circuit of the tester is structured with electrical-electronic
elements, which allows the correct functioning at all rhythm of functionality.
The Dis / Cop coil tester was subjected to several tests of operation and
control with existing coils in the Automotive workshop to obtain reliable
operation according to the manufacturer's parameters.
Keyword: Injector tester, circuit and injection moto
vi
Índice
Caratula i
Agradecimiento ii
Dedicatoria iii
Resumen iv
Abstract v
Índice General vi
Índice de tablas viii
Índice de Figuras ix
I.Introducción x
1. Planteamiento del problema 12
1.1 Descripción de la realidad problemática 12
1.2 Formulación del problema 12
1.2.1 Problema general 12
1.2.2 Problemas específicos 12
1.3 Marco Teórico 12
1.3.1 Antecedentes 13
1.3.2 Bases teóricas 13
1.3.3 Definición de términos 13
1.3.4 Marco legal 62
1.4 Justificación e importancia 63
1.5 Objetivos de la Investigación 63
1.5.1 Objetivo general 63
1.5.2 Objetivos específicos 63
1.6 Hipótesis y variables 64
1.6.1 Hipótesis general 64
1.6.2 Hipótesis específicas 64
1.6.3 Variables 64
1.6.4 Operacionalización de variables 64
II. Aspectos Metodológicos 64
2.1 Tipo de investigación 64
vii
2.2 Nivel de investigación 64
2.3 Diseño de la investigación 64
2.4 Población y muestra 79
2.5 Técnicas e instrumentos de recolección de datos 79
2.6 Análisis e interpretación de resultado 80
3. Conclusiones 85
4. Recomendaciones 85
5. Referencias bibliográficas 86
6. Anexos 87
Anexo 1: Matriz de consistencia 88
Anexo 2: Figuras del Procedimiento 89
Anexo 3: cartilla de seguridad 90
Anexo 4: planos de bobina Dis Cop 91
viii
Índice Tablas
Tabla1.Operacionalización de variable Probador de bobina Dis/Cop 64
Tabla2.Operacionalización de variable Motores congestión electronica 65
Tabla3.Características técnicas de la bobina Dis/Cop 80
Tabla4.Medidas y dimensiones del Probador Dis/Cop 81
Tabla 5.Lista de cotejo para medir efectividad del probador de bobina Dis/Cop 82
ix
Índice Figuras
Figura 1 Encendido en un motor de 4 cilindros 14
Figura 2 Batería. 17
Figura 3 Esquema eléctrico de una bobina de chispa doble. 18
Figura4 Bobina de encendido 19
Figura 5 Diagrama esquemático de una bobina de encendido 19
Figura 6 Diagrama esquemático de una bobina de encendido 20
Figura 7 Circuito de sistema de chispa perdida con Bobina simple del tipo doble. 20
Figura 8 Bobinas con transistores de potencia incorporados 21
Figura 9 Circuito de una bobina DIS con transistor 22
Figura 10 Estructura de la bobina 22
Figura 11 Grado térmico de una bujía 23
Figura 12 Aspecto normal de una bujía 23
Figura 13 Depósitos en la bujía 24
Figura14 Fusión de los electrodos 26
Figura 15 Bujía con depósitos de aceite 26
Figura 16 Bujía con exceso de carbonilla 28
Figura17 Bujía conóxido 29
Figura 18 Ubicación del sensor CKP 30
Figura19 Sensor CKP de tipo inductivo 31
Figura 20 Sensor CKP Tipo Hall 31
Figura 21 Ubicación del sensor de detonación 32
Figura 22 Funcionamiento del sensor MAP 33
Figura 23 Funcionamiento del sensor Map 34
Figura 24 Diagrama eléctrico del sensor MAP 35
Figura 25 Esquema de un sensor de temperatura 37
Figura 26 Cables de alta tensión. 38
Figura 27 Esquema eléctrico que representa una bobina 39
Figura 28 Sección transversal de bobina de encendido 40
Figura 29 Configuración eléctrica de una bobina COP 41
Figura 30 Sistema de encendido con bobina simple 41
x
Figura 31 Bobina de encendido COP con transistor 42
Figura 32 Motor con gestión electrónica 42
Figura 33 Partes Principales del Motor 42
Figura 34 Carter 42
Figura 35 Carburador 42
Figura 36 Flotador 42
Figura 37 Arrancadores en frio 42
Figura 38 Circuitos de la bobina de encendido 42
Figura 39 Distribuidor de chispa 42
Figura 40 Fuerza centrifuga 42
Figura 41Sensor Principio de efecto holl 42
Figura 43 Caudalimetro 42
Figura 44 Sensor de presión (MAP) 42
Figura 45 Terminor NTC para temperatura refrigerante 42
Figura 46 Sonda K, Davis instruments corp 42
Figura 47 Ubicación de la sonda lambda en el lazo cerrado 42
Figura 48 Sonda lambda EGO de DENSO 42
Figura 49 Esquema interno inyector 42
Figura 50 Motor con gestión electrónica 42
Figura 51 Motor con gestión electrónica 42
xi
INTRODUCCIÓN
El automóvil es uno de los inventos más espectaculares de la humanidad, su
nacimiento fue muy rudimentario; sin embargo, su gran transformación se debe a
la presencia de la electricidad en varios de sus componentes: batería, arranque,
alumbrado, accesorios y sistema de encendido.
En los primeros motores, se lograba el encendido gracias a un generador
eléctrico, que proporcionaba un campo magnético. Luego se pasó al uso de
bobinas, bujías, platinos, condensador y distribuidor, denominado encendido por
contacto; que tenía el problema del desgaste de los platinos por quemaduras y
fricción; además de no suministrar una chispa de alta calidad.
Con el paso de los años y la llegada de la era electrónica se consigue eliminar el
distribuidor y los elementos mecánicos propensos a sufrir desgaste. Actualmente,
se optimiza el encendido empleando una sola unidad de control, logrando que el
chispazo en las bujías sea más preciso y eficiente.
Sin embargo, el funcionamiento del sistema de encendido mantiene el mismo
principio básico: cambiar la corriente de bajo voltaje del circuito primario de la
bobina de encendido a corriente de alto voltaje en el circuito secundario para
encender las bujías
El presente trabajo de investigación. esta esquematizado de la siguiente manera,
en:
El Capítulo I: Marco Referencial contiene la descripción de la realidad
problemática, formulación del problema, marco teórico, justificación e importancia;
objetivos, Hipótesis, variables.
El Capítulo II: Diseño Metodológico, lo cual implica el diseño, el método
empleado, la muestra, el instrumento empleado en la medición de la investigación
y por último la recolección y procesamiento de datos.
El Capitulo III: Comprende las conclusiones a partir del cumplimiento de los
objetivos y las recomendaciones.
12
CAPITULO I
MARCO REFERENCIAL
1. Planteamiento del problema
1.1 Descripción de la realidad problemática
A través del tiempo el hombre ha evolucionado en todos sus aspectos,
tras las múltiples necesidades del mismo se ha visto en la obligación de
descubrir y alcanzar nuevas tecnologías, para la obtención de nuevos y
mejores productos.El Instituto de Educación Superior Tecnológico Público
del Ejercito-ETE SGTO 2°Fernando Lores Tenazoa tiene como misión la
formación de profesionales técnicos especializados y competitivos en
diferentes carreras técnicas profesionales que al término de su formación
puedan desempeñarse con eficiencia y eficacia en diferentes puestos y
unidades de la institución.
En la actualidad el diagnóstico en motores con gestión electrónica se
realiza con el Scanner, instrumento que realiza un diagnóstico general del
funcionamiento de los sensores, actuadores y ECU del vehículo mas no la
falla especifica de la bobina Dis/Cop.
En el taller de mecánica Automotriz se dictan unidades didácticas que en
la práctica requieren el empleo de equipos como un probador de bobinas
Dis/Cop para realizar diagnóstico en un motor con encendido electrónico
sin distribuidor ya que en la actualidad no existe en el mercado estos
probadores de bobinas Dis/Cop. Con el diseño y ensamblaje de este
probador a bajo costo de construcción se optimizará la destreza y
habilidades de los estudiantes en el taller de mecánica Automotriz.
13
1.2 Formulación del problema
1.2.1 Problema general
¿De que manera el probador de la bobina Dis/Cop en motores con
gestión electrónicaes necesario en el instituto de educación superior
tecnológico público del ejército ETE Sgto. 2do Fernando lores Tenazoa
en el año 2018 ?
1.2.2 Problemas específicos
Pe1. ¿En que medida se verifica la potencia en el probador de bobina
Dis/Cop en el instituto de educación superior tecnológico público del
ejército ETE Sgto. 2do Fernando lores Tenazoa en el año 2018?
Pe2.¿Cuáles son las características del pulsador en el probador de
bobina Dis/Cop en el instituto de educación superior tecnológico público
del ejército ETE Sgto. 2do Fernando lores Tenazoa en el año 2018?
1.3 Marco teórico
1.3.1. Antecedentes
Belló, (2011).En su investigación titulada Diseño y ensamblaje de un
banco de pruebas de encendido sin distribuidor. tuvo como objetivo
principal el diseño y ensamblaje de un banco didáctico de sistemas de
14
encendido sin distribuidor: Direct Ignición Sistema (DIS) y Coil On Plug
(COP).El tipo de investigación fue aplicada y el diseño experimental.
Concluyendo que con el diseño y ensamblaje de un banco didáctico de
sistemas de encendido sin distribuidor vincula la teoría con la práctica y
pretende mejorar el aprendizaje del Ingeniero Automotriz de la
Universidad Internacional SEK.
Cornejo, Parra (2015 ) En su investigación titulada diseño y
construcción
un banco didáctico para comprobar sistemas de encendido electrónico
con bobina Dis/Cop tuvo como objetivo diseñar y ensamblar un banco
didáctico de bobina Dis/Cop para desarrollar las destrezas de los
estudiantes de la universidad del azuay facultad de ciencia y tecnología
escuela de ingeniería mecánica.
Jiménez (2012) en su investigación titulada analisi de operación y
comportamiento de sistemas de chispa perdida y Cop para la obtención
de su grado de ingeniero automotriz tuvo como objetivo diseñar y
construir un módulo educativo de sistema de chispa perdida/Cop para
mejorar el aprendizaje de los estudiantes escuela politécnica del ejército
Latacunga-ecuador.
1.3.2. Bases teóricas
1.3.2.1. Sistemas de encendido DIS (Direct Ignition System).
En este tipo de encendido se elimina el distribuidor, disminuyendo
la posibilidad de desgastes o averías a todo elemento móvil sujeto
a contacto físico, en este sistema una misma bobina puede
abastecer a dos cilindros simultáneamente, si bien la combustión no
se puede producir a ambos a la vez; estas bobinas disponen de un
arrollamiento secundario cuyos dos extremos están conectados a
los dos bornes de salida de alta tensión, por lo tanto la chispa salta
en dos bujías a la vez. (Belló, 2011)
Por ejemplo, en un motor de 4 cilindros (Figura: 2) saltaría la chispa
en el cilindro 1 y 4 a la vez o 2 y 3 a la vez. Al producirse la chispa
en dos cilindros a la vez, solo una de las chispas será aprovechada
para provocar la combustión de la mezcla, y será la que coincide
15
con el cilindro que está en la carrera de final de compresión,
mientras que la otra chispa no se aprovecha debido a que se
produce en el cilindro que se encuentra en la carrera de final de
escape.
Figura 1 Encendido en un motor de 4 cilindros
Funcionamiento del sistema DIS.
Al cerrar el circuito primario, circula corriente por la bobina del
primario desde el borne positivo al negativo a través del dispositivo
de apertura y cierre del circuito.
Mientras circula corriente por el primario la energía se acumula en
forma magnética.
En el momento de apertura del circuito deja de circular corriente por
el primario, pero la energía magnética se transfiere a la bobina del
secundario donde buscará salir para cerrar el circuito, y como la
bobina del secundario es de muchas espiras y por tanto la relación
de transformación es elevada saldrá una tensión de varios
kilovoltios (miles de voltios). (e-auto, 2016)
La alta tensión tiende a saltar en el cilindro donde haya mucha
presión de gases: el cilindro en compresión, mientras que
necesitará solo unos centenares de voltios en el cilindro que está en
depresión, es decir el que está en escape. Durante el ciclo
siguiente, cuando los cilindros cambien de estado la alta tensión
saltará de nuevo en el cilindro que se halle en comprensón (e-auto,
2016)
16
Ventajas del sistema DIS.
Tiene un gran control sobre la generación de la chispa ya que hay
más tiempo para que la bobina genere el suficiente campo
magnético para hacer saltar la chispa que inflame la mezcla. Esto
reduce el número de fallos de encendido a altas revoluciones en los
cilindros por no ser suficiente la calidad de la chispa que impide
inflamar la mezcla aire-combustible.
Las interferencias eléctricas del distribuidor son eliminadas por lo
que se mejora la fiabilidad del funcionamiento del motor.
Las bobinas pueden ser colocadas cerca de las bujías con lo que se
reduce la longitud de los cables de alta tensión.
Existe un margen mayor para el control del encendido, por lo que se
puede jugar con el avance al encendido con más precisión.
Mayor potencia de chispa, al poder disponer la bobina de mayor
tiempo para saturar el campo magnético.
Ausencia de pérdidas de energía en el distribuidor, al suprimirse el
mismo.
Menor mantenimiento, derivado de la ausencia de distribuidor, ya
que con el tiempo el distribuidor presenta problemas de
funcionamiento. (Belló, 2011)
Desventajas del sistema DIS
En este sistema se siguen manteniendo los cables de alta tensión.
Las bujías trabajan el doble, una de las chispas es perdida ya que
solo trabaja con pocos centenares de voltios y la otra chispa es de
alta tensión, de miles de voltios, por lo que hay que proveer un
grado térmico superior.
Componentes del sistema de encendido DIS
El sistema de encendido DIS está compuesto por:
Unidad de control
Módulo de encendido
Bobinas de encendido
Bujías
Sensor de temperatura del motor
17
Sensor de revoluciones
Sensor de detonación
Llave de contacto
Cables de alta tensión
Sensor CKP Y CMP
Batería de 12V
Batería
En el automóvil, la batería tiene la misión de recoger y almacenar la
energía eléctrica que produce el alternador, para suministrarla a los
diferentes órganos que la necesiten en un momento determinado.
En el sistema de encendido la batería suministra el voltaje hacia al
positivo de la bobina, y de acuerdo a las órdenes de la ECU esta
corriente alimenta o corta su energía hacia la bobina. (Alonso M.,
1998)
Figura 2 Batería.
Bobinas de encendido de chispa perdida.
Las bobinas de encendido que se utilizan en estos sistemas
generan tensiones de hasta 35.000 V. Por tanto, es crucial evitar
fallos de encendido y, como consecuencia, una combustión
incompleta, (BERU, 2013)
Función de las bobinas de chispa perdidaLa bobina de
encendido cumple con la función de elevar el voltaje normal que
suministra la batería en un valor unas 1000 veces mayor con objeto
18
de lograr el arco eléctrico o chispa en la bujía, para permitir la
inflamación de la mezcla aire/combustible en la cámara de
combustión. (BERU, 2013) Las bobinas de encendido de chispa
doble generan una tensión de encendido en diferentes cilindros
para cada dos bujías y dos cilindros. La tensión se distribuye de
forma que la mezcla de aire-combustible de un cilindro se enciende
en el extremo de la carrera de compresión (chispas primarias,
chispa de gran alcance) y la chispa del otro cilindro salta en la
carrera de escape (chispas secundarias, energía baja.
Figura3 Esquema eléctrico de una bobina de chispa doble.
Diseño y constitución de las bobinas de chispa perdida
Las bobinas de encendido funcionan según el principio del
transformador, básicamente, se componen de un bobinado primario,
un bobinado secundario, el núcleo de hierro, una carcasa con
material de aislamiento y resina epoxi como relleno (BERU, 2013).
El bobinado está formado por dos circuitos, el circuito primario está
formado de cable de cobre grueso con unas 200 vueltas (diámetro
aproximado de 0,75 mm). El circuito secundario de cable de cobre
fino con unas 20.000 vueltas (diámetro aproximado de 0,063 mm)
(BERU, 2013)
El núcleo de hierro está laminado, lo que implica que está
construido normalmente con varias láminas de chapa ferro
magnéticas dispuestas en capas. La función principal del núcleo de
hierro es reforzar el campo magnético que se forma en la bobina en
cuanto este se somete a una tensión. En el campo magnético se
19
almacena energía. Mientras no se desconecte la tensión primaria,
se dice que la bobina se carga. (NGK, 2017)
Figura 4 Bobina de encendido
Sistema de encendido de chispa perdida con bobina simple.
Esta bobina es un autotransformador donde el cierre a masa del
circuito primario se realiza atraves de la ECU, por medio de un
transistor de potencia en un módulo aparte
Figura 5 Diagrama esquemático de una bobina de encendido
Sistema de encendido de chispa perdida con bobina simple.
Esta bobina es un autotransformador donde el cierre a masa del
circuito primario se realiza atreves de la ECU, por medio de un
transistor de potencia en un módulo.
20
Figura 6 Circuito del sistema de chispa perdida con bobina
simple.
En este tipo de bobinas el más común es del tipo doble, que
cuentan con 3 pines de conexión, 2 pines conectados a la ECU, 1
pin conectado a la batería por medio de una llave de contacto y 4
pines que son conectados a las bujías .
Figura 7 Circuito de sistema de chispa perdida con
Bobina simple del tipo doble.
Sistema de encendido de chispa perdida de bobina con
transistor incorporado
La característica fundamental de estas bobinas, es el incorporar el
transistor de potencia en su cuerpo, En caso de incorporar el
transistor de potencia, el PCM solo enviará a las bobinas una serie
21
de pulsos que excitan el transistor, para cortar el circuito primario y
así generar el salto de chispa en las bujías.
Diagrama eléctrico de este tipo de bobinas en cuyo interior se
encuentran los transistores de potencia, esto es para una bobina
de tres terminales de conexión.
Figura 8 Bobinas con transistores de potencia incorporado
Figura 9 Circuito de una bobina DIS con transistor incorporado
12
23
Bujías.
Tienen como función permitir que la corriente que se produce en el
circuito secundario salte en forma de un arco eléctrico que se forma
entre sus electrodos para inflamar la mezcla aire-combustible.
(Robert Bosch, 1999)
Las bujías de encendido deben ofrecer las máximas prestaciones:
Entre unas 500 y 3.500 chispas por minuto, la bujía debe
suministrar una potente chispa de encendido incluso a la máxima
potencia durante horas o con un tráfico de parada y arranque;
incluso a –20 °C deben asegurar que se alcance rápidamente la
temperatura de servicio. (Información técnica BERU, 2013).
Las bujías de encendido como se ve en la Figura 9 deben lograr
una transmisión segura en tensiones de encendido hasta 45.000
Voltios, buena disipación de calor, debe garantizar un aislamiento
de hasta 1.000 ˚C, la bujía debe soportar presiones que aparecen
en la cámara de combustión hasta 100 Bares, la parte de la bujía
que penetra en la cámara de combustión está expuesta a procesos
químicos a altas temperaturas exigiendo una resistencia contra
gases y residuos corrosivos, el aislador de la bujía debe tener una
alta resistencia a la solicitación térmica (termo-shock) ya que está
expuesto a cambios bruscos de temperatura, debido a las altas
temperaturas de los gases y la mezcla aire combustible. ,
(Información técnica BERU, 2013)
24
Figura 10 Estructura de la bobina.
Grado térmico de bujía
Es la capacidad que tiene la bujía de disipar el calor.
Existen dos tipos de bujías según su grado térmico, bujías
calientes y bujías frías
Figura 11 Grado térmico de una bujía
Bujías calientes.
Tienen la punta del aislador muy larga, conducen el calor con
lentitud por lo que se mantienen calientes; ideal para vehículos que
realizan recorridos cortos por la ciudad con arranques y paradas
frecuentes. (Aficionados a la Mecánica, 2014)
25
Bujías frías.
Tienen la punta del aislador corta y el recorrido de calor es directo
por lo que conducen el calor con mayor rapidez y se mantiene frías;
ideal para largos recorridos, altas velocidades o conducción con
cargas. (Aficionados a la Mecánica, 2014)
Aspecto de las bujías
El aspecto de la bujía permite detectar averías del motor luego de su
funcionamiento.
Figura 12 Aspecto normal de una bujía. (Águeda, 2009)
Aspecto normal de una bujía, tiene una coloración entre blanca y
parda, cuanto más oscura esté, mayor riqueza posee la mezcla que
alimenta el motor, si al contrario el aspecto es demasiado
blanquecino, la mezcla es demasiado pobre. (Belló, 2011).
26
Figura 13 Depósitos en la bujía.
Bujía con muchos depósitos. El motivo puede ser, por ejemplo, la
mala calidad del combustible o pérdidas de aceite a través de los
segmentos del pistón, esto genera residuos que se solidifican en la
punta de la bujía . (Agueda, 2009)
Figura 14 Fusión de los electrodos. (Agueda, 2009)
El electrodo de masa y el central se han fundido. Esto sucede
cuando la bujía se sobrecalienta debido a que la bujía elegida no
es la correcta. (Grado térmico incorrecto). (Agueda, 2009)
27
Figura15 Bujía con depósitos de aceite. (Agueda, 2009)
Punta de encendido está engrasada, húmeda y negra, la causa es
que los segmentos del pistón están con fugas o el cilindro está
gastado o dañado. (Agueda, 2009)
Figura 16 Bujía con exceso de carbonilla. (Agueda, 2009)
En la bujía, la punta de encendido se presenta totalmente cubierta
de residuos de carbón. La causa es por una mezcla
aire/combustible demasiado rica. (Águeda, 2009)
28
Figura 17: Bujía con óxido. (Agueda, 2009)
Material de los electrodos aparece oxidado y en casos extremos
adopta un color verdoso. La oxidación y la corrosión pueden
aparecer por varias causas: uso de combustibles de mala calidad,
demasiados aditivos en el combustible, ambientes húmedos o
vehículos sin uso durante largos periodos de tiempo. (Agueda,
2009)
Sensores empleados en el sistema DIS.
Los sensores son los encargados de monitorear las condiciones de
operación del vehículo y de enviar su información a la computadora
para que ésta ordene a los actuadores a operar sobre ciertos
parámetros de acuerdo a las condiciones cambiantes de
funcionamiento del motor. (Rodriguez, 2016)
Los sensores convierten las condiciones de funcionamiento del
motor como son: temperatura, presión, revoluciones, movimientos
mecánicos, etc. en un voltaje eléctrico que es enviado a la
computadora para ser procesado y comparado con datos de
referencia grabados en sus memorias. Los actuadores son los
dispositivos que realizan los cambios en la operación del vehículo,
para adecuar su funcionamiento a diferentes condiciones
específicas (Rodriguez, 2016).
Dentro de la constitución del sistema de encendido (DIS); existen
tres sensores que forman parte fundamental en el funcionamiento
29
de este encendido, estos son:
Sensor de régimen de giro del motor (CKP) (Crankshaft Position
Sensor).
Sensor de posición del árbol de levas (CMP) (Camshaft Position
Sensor).
Sensor de presión del múltiple de admisión (MAP)
También se deben tomar otras señales para confirmar las
circunstancias de funcionamiento del motor, estas son: temperatura
del motor, detonación de la mezcla (KS) y cantidad de oxígeno en
el escape (Sonda lambda).
Sensor de posición del cigüeñal CKP.
Es el encargado de informar cómo gira el cigüeñal y la velocidad
del motor, ayuda a determinar el preciso instante donde el sistema
de encendido entrega la chispa al cilindro cuando éste se está
acercando al punto muerto superior de la carrera de compresión.
(Juan Carlos Oliveros, 2012).
Ubicación del sensor CKP
El sensor de posición del cigüeñal está localizado en la parte
inferior del motor al lado del monoblock a un costado de la polea
del cigüeñal.
Figura18 Ubicación del sensor CKP. (Electrónica del auto, 2012)
30
Tipos de sensores CKP.
Dentro de la gama de sensores CKP existen dos diferentes
tipos que se utilizan en el sistema de encendido DIS.
Inductivo
Hall
Sensor de tipo Inductivo.
El sensor CKP inductivo mostrado en la figura 18, no necesita
ningún tipo de alimentación externa para crear la señal ya que se
genera únicamente por efecto causado por el magnetismo
generado entre la rueda de rotación y el propio sensor. Este sensor
está formado por una bobina y un imán permanente, el campo
magnético en el sensor es interrumpido por el paso de los dientes
del volante, esto genera una tención de voltaje, mientras más altas
las revoluciones más altas será el voltaje inducido. En este tipo de
sensor la señal de salida es análoga (Flores, 2008)
Figura19: Sensor CKP de tipo inductivo
Sensor CKP de tipo Hall.
Los sensores CKP por efecto Hall mostrado en la figura 19, por
lo general cuentan con tres pines, el primer pin es la de
alimentación en ella podemos encontrar 12V o 5V, la segunda es
el pin de tierra, y la tercera es la señal hacia la computadora, al
momento de que el motor gira la rueda dentada se posiciona el
31
frente del sensor, en un hueco de la rueda mantiene un voltaje y
no hay caída, pero cuando se mueve de nuevo y se encuentra
sobre uno de los dientes de la rueda provoca la caída de tensión
produciendo así la señal digital de unos y ceros. (Ingeniería
Autoavance, 2013)
Figura 20 : Sensor CKP Tipo Hall.
Sensor de posición de árbol de leva.
El sensor CMP se utiliza para la identificación de los cilindros, ésta
información es utilizada por la ECU y junto con el sensor CKP
detectan la posición del pistón en cada uno de los cilindros de esta
manera ayuda a determinar la sincronización de la chispa en las
bobinas. Hay dos tipos comunes de sensores, el de imán
permanente y efecto hall. (Juan Carlos Oliveros, 2012).
Sensor de detonación.
Este sensor sirve como informante cuando se producen
detonaciones en uno de los cilindros, el computador identifica que
cilindro es y cómo se ha producido el encendido, por lo tanto
recibirá la información que ha generado el efecto de la detonación,
almacena esta información en la memoria operativa y para el
siguiente encendido en secuencia, establece un atraso en el
encendido del cilindro. Este sensor como se observa en la figura 20
se encuentra en el bloque del motor estratégicamente dispuesto,
32
con el fin de poder captar todas las detonaciones en cualquier
cilindro. (Juan Carlos Oliveros, 2012)
Figura 21: Ubicación del sensor de detonación.
Sensor MAP
El sensor de depresión del múltiple de admisión MAP mide la
presión que ingresa en el múltiple de admisión, el sensor MAP
trabaja en conjunto con el sensor de posición de cigüeñal, esta
información es enviada a la unidad de control para calcular la
entrega de combustible y el tiempo de encendido.
Figura 22: Funcionamiento del sensor MAP
33
El sensor de depresión de múltiple de admisión, tiene dos
cavidades, una se encuentra a la presión atmosférica y la otra está
conectada a la presión del múltiple de admisión. Al estar el motor
detenido las presiones son iguales a ambos lados de la membrana
(separador) la cual contiene resistencias resistivas las cuales
varían su valor según la flexión de la membrana. (Cisterna, 2014).
Figura23. Funcionamiento del sensor Map.
Al estar el motor en funcionamiento la presión negativa generada
por las constantes admisiones de los cilindros flexiona la
membrana, actuando sobre las resistencias que están alojadas en
su superficie, variando el valor de resistencia dentro del sensor y a
la vez el voltaje que llega a la ECU (Cisterna, 2014)
El sensor MAP tiene 3 cables: un cabe para tierra (E2), un cable
para alimentación de 5V (+ 5VC) y un cable de señal salida hacia la
ECU (PIM) como se puede ver en la figura 23. La conexión de
masa se encuentra aproximadamente en el rango de los 0 a 0.08
volts, la tensión de entrada VC es generalmente de unos 5 volts
mientras que la de salida PIM varía entre los 0.6 y 2.8 volts y entre
los 4,8 y 5. Esta última es la encargada de enviar la señal a la
unidad de control electrónico. (autodaewoospark, 2016).
34
Figura 24. Diagrama eléctrico del sensor MAP.
Sensor de temperatura.
Este sensor mide la temperatura del refrigerante del motor, se
encuentra ubicado en contacto directo con el flujo del refrigerante
del motor, es un sensor del tipo resistivo N. T. C, es decir de
coeficiente negativo de temperatura, al aumentar la temperatura su
resistencia interna disminuye. (Cisterna, 2014).
Cuando la mezcla de aire y combustible entra en un motor frio
parte de ella se topa con las paredes de los cilindros a muy baja
temperatura, esto provoca que cuando se produce la combustión la
llama tienda a apagarse y provoque una combustión deficiente,
para corregir este síntoma se requiere de aumentar la cantidad de
combustible por lo menos en el arranque en frio, una vez que se
genera temperatura en el motor la cantidad de combustible
entregada debe ir disminuyendo hasta alcanzar la proporción ideal
de 14.7 partes de aire por una de gasolina. (Mecánica Básica,
2014)
Figura25. Esquema de un sensor de temperatura.
35
Unidad de control electrónico-ECU.
La unidad electrónica de control es un microordenador de gran
rendimiento, que controla el funcionamiento de los actuadores. Una
de las principales tareas en los motores de gasolina es calcular el
momento justo de la inyección, ignición y la cantidad de
combustible necesario en el momento adecuado. (Núñez, 2013)
La unidad de control electrónica fue creada para controlar de
manera más eficaz la combustión del motor y que al mismo tiempo
sea menos contaminante (referido a gases tóxicos) (Núñez, 2013)
La ECU es la unidad de control electrónico que regula al motor. Es
el corazón de un complejo sistema electrónico compuesto por
sensores y actuadores, en la que los sensores informan a la unidad
central y ésta envía la orden necesaria a los actuadores para
transformar dicha información inicial. (Núñez, 2013)
La función de los sensores es la de registrar diversos parámetros
sobre el funcionamiento del vehículo (tales por ejemplo, como las
revoluciones del motor, temperatura de los sistemas, señal de la
posición del acelerador, etc.) Estos sensores transforman dichas
magnitudes físicas en electrónicas. Los actuadores son los
elementos que son dirigidos a su vez por la ECU y son los
encargados de convertir las señales eléctricas recibidas en
magnitudes mecánicas. (Núñez, 2013)
Actualmente las ECUs son de 32 bits a 60 Mhz y al igual que
sucede con cualquier ordenador de sobremesa o portátil, es
necesario que disponga de su propio sistema operativo para poder
funcionar.
Las unidades de control han evolucionado, desde las que
controlaban solo la cantidad de combustible inyectado hasta las
que conocemos hoy en día, con elementos de autodiagnóstico, que
nos avisa de los posibles errores que ésta puede padecer si
detecta valores fuera del rango pre-establecido por fábrica. Este
36
sistema hace un análisis cuando se inicia el arranque y si existe
error alguno lo comunica directamente mediante distintos símbolos
situados en el cuadro de mandos del automóvil. (Núñez, 2013)
Además, si las ECUs son programables, éstas pueden ser
modificadas como consecuencia de un cambio de algún
componente del vehículo, se les programa de nuevo para
configurar correctamente el comportamiento y rendimiento
adecuado del automóvil.
El avance de la tecnología, hace que el mecánico automotriz
analice desde otra óptica el funcionamiento del automóvil,
especialmente de los autos sin distribuidor. (Núñez, 2013)
Cables de alta tensión.
Los cables de encendido como se muestra en la figura 25 se
encargan de llevar la tensión necesaria a la bujía procurando, en la
medida de lo posible, que no se produzcan pérdidas, pues con el
paso del tiempo pueden deteriorarse y afectar de formanegativa al
funcionamiento del motor y al gasto de
combustible.
37
Figura 26 Cables de alta tensión.
Características especiales.
Gran capacidad de aislamiento, evitando las
derivaciones parciales o totales a masa.
Resistencia a la temperatura y a los agentes químicos.
Elevado valor óhmico para evitar interferencias
electromagnéticas en los componentes electrónicos del
vehículo y perturbaciones en la recepción de ondas de
radio de los equipos de audio.
Constitución de los cables de alta tensión.
Están formados por un núcleo que es el conductor en sí, este
puede ser de fibra de vidrio impregnados con carbono, o de cobre,
el aislante es de un recubrimiento de silicona resistente a altas
tensiones al que se añade goma para ganar elasticidad, también es
frecuente añadir una capa intermedia de fibra de vidrio o poliéster
para reforzar el aislamiento, el revestimiento de caucho de silicona
es de alta resistencia a la temperatura, al aceite y a la gasolina.
(Belló, 2011).
Las fallas que producen los cables de alta tensión generan
pequeña inestabilidad en el funcionamiento del vehículo, llevando
al motor a funcionar incorrectamente ya que pueden inhibir el flujo
normal de corriente eléctrica que llega a los enchufes de las
38
bujías, lo cual puede causar un funcionamiento errático y
defectuoso. El motor puede fallar cuando se produce una
combustión incompleta o errática, que puede ser debido a la falla
en los cables de alta tensión. Para evitar que existan fallas en el
motor por desgaste de cables de alta tensión siempre deben
revisarse y sustituirlos cada 40.000 km, sin importar que estos no
presenten daños externos como grietas o fisuras. (Belló, 2011).
1.3.2.2. Sistema de encendido COP.
El sistema de encendido COP dispone de una bobina por cilindro,
que se monta directamente sobre la correspondiente bujía, es decir
que no dispone de cables de alta tensión, de esta manera el
circuito secundario queda conectado a dicha bujía como se puede
observar en la figura 26. (Alonso J. M., 2009)
Figura 27 Esquema eléctrico que representa una bobina montada
directamente sobre bujía.
Componentes del sistema COP
El sistema de encendido COP está compuesto por:
Unidad de control
Módulo de encendido
Bobinas de encendido
Bujías
Sensores
Llave de contacto
Batería de 12V
Estos elementos que forman parte del sistema COP, también
39
forman parte del sistema DIS, que ya se detallaron anteriormente,
con excepción de la bobina de encendido, que se detallará a
continuación.
Bobinas de encendido COP
El principio básico es el mismo que la bobina utilizada en el
sistema DIS, de una tensión baja de batería de 12 voltios se crea
una tensión de kilovoltios (en vehículos modernos hasta 45 000
voltios). La tensión se transforma y se incrementa
considerablemente (NGK, 2017)
Estructura de la bobina COP
Está formado por dos circuitos, un circuito primario y un circuito
secundario. Un núcleo de hierro el cual está laminado, lo que
implica que está construido normalmente con varias láminas de
chapa ferromagnéticas dispuestas en capas. La función principal
del núcleo de hierro es reforzar el campo magnético que se forma
en la bobina en cuanto este se somete a una tensión (NGK, 2017)
.
Figura 28. Sección transversal de bobina de encendido
.
40
Para el funcionamiento de este sistema de encendido, el circuito primario
de este tipo de bobina se encuentra conectado a positivo de la batería a
través de un switch o de un relé, después el sistema COP necesita de la
información de un sensor de posición hacia la computadora como
referencia para determinar el cilindro 1 en tiempo de compresión, para
estos sistemas el sensor CMP es quien indica a la computadora el punto
muerto superior en el tiempo de compresión del cilindro 1. La ECU recibe
esta señal para reconocer el orden de encendido (1-3-4-2 encendido más
común). A partir de este momento la ECU puede interrumpir la corriente
en el circuito primario de cada bobina dependiendo el orden de
encendido previamente almacenado, la interrupción de la corriente puede
darse en el computador, módulo de encendido o en la misma bobina,
todo dependiendo del tipo de bobina COP que se tenga que puede ser de
bobina simple, con transistor incorporado o con módulo incorporado.
(Ayala, 2013)
Figura 29. Configuración eléctrica de una bobina COP.de
sistema independiente.
Sistema de encendido COP de bobina simple.
Como se muestra en la figura 29, esta bobina utilizada en el
sistema COP es la configuración más sencilla, únicamente tiene
dos pines de conexión, un positivo de contacto y un cierre a masa.
De un switch proviene un positivo de contacto hacia el bobinado
41
primario y una masa a través de un transistor de potencia dentro
del módulo de control comandado por pulsos, el bobinado
secundario comparte positivo con el primario, por lo tanto, cualquier
descarga del secundario se va a realizar buscando al final el
electrodo de masa de la bujía (Ayala, 2013).
Figura 30. Sistema de encendido con bobina simple.
Sistema de encendido COP de bobina con transistor
incorporado
Este tipo de bobinas incorpora un transistor en su cuerpo, por lo
tanto el comando de ellas va a estar dado por el PCM a través de
pulsos, este tipo de bobinas cuenta con tres pines de conexión,
en la figura 30 se muestra una bobina de estas características, un
positivo, una masa y una señal que son los pulsos provenientes del
PCM hacia el transistor . (Ayala, 2013).
Figura 31. Bobina de encendido COP con transistor
incorporado
42
Sistema de encendido COP de bobina con módulo incorporado
Este tipo de bobina funciona exactamente igual a la bobina con
transistor incorporado de 3 pines con la diferencia que posee un pin
adicional conectado a un módulo que genera una señal de
retroalimentación al PCM cada vez que se genera una correcta
inducción en el circuito primario de la bobina de encendido. En la
figura 31 se observa el módulo que incorpora cada una de las
bobinas y su conexión con el PCM. (Ayala, 2013)
Ventajas aportadas del sistema de encendido COP.
Mayor potencia de chispa, al poder disponer la bobina de mayor
tiempo para saturación del campo magnético, sin las
condicionantes que el ángulo de cierre posee a alto régimen,
además aventaja al sistema DIS ya que toda la energía de la
bobina va a parar a una sola bujía. (Belló, 2011)
Ausencia de cables de alta tensión, disminuyendo el riesgo de
averías, así como menores pérdidas de energía.
Ausencia de mantenimiento del sistema en sí, a excepción de las
bujías, ya que si se tratan de unidades especiales de larga
duración con electrodos fabricados con materiales como platino o
iridio los intervalos de sustitución se llevan a cabo por encima de
los 100.000 kilómetros (Belló, 2011)
Síntomas de fallas de los sistemas de encendido
Las principales fallas que presenta el motor debido al sistema de
encendido son:
Cascabeleo
Pérdida de potencia del motor
Inestabilidad del motor
El motor no arranca
Si en el vehículo se presentan estas fallas puede ser debido al
sistema de encendido por lo cual se procede a realizar una
comprobación de cada elemento que conforma este sistema.
Una de las primeras actividades que se realiza es verificar el
43
estado en que se encuentran las bujías, realizando el cambio
adecuado según el tipo de bujía, en este caso se utilizan bujías de
platino e iridio por lo que deben ser cambiadas cada 100.000 km
(Longo, 2010)
Se debe revisar el estado de los cables de bujía, que su cubierta
externa no presente grietas ya que el flujo de corriente eléctrica
hacia las bujías del motor va a ser errático, El resultado de esto es
que la combustión en el motor es irregular e incompleta, por lo que
se recomienda realizar el cambio de cables de bujía así no
presenten fisuras o grietas cada 40.000km o 6 años de uso.
(Fierrosclásicos, 2014)
Las bobinas de encendido también pueden dañarse y deben ser
reemplazadas, las bobinas de encendido pueden fallar debido a la
humedad, el desgaste normal producido por las altas tensiones que
se manejan y si sufre golpes. Cuando la bobina deja de funcionar
simplemente el motor no enciende, aunque pueden presentarse
otros síntomas en el motor debido a su mal funcionamiento: (Fava,
2017)
Consumo excesivo de combustible. Esto se debe a que el vehículo
necesita más potencia para funcionar cuando las bujías reciben
menos corriente. Por lo tanto, cuando una bobina de encendido
comienza a fallar y se vuelve menos capaz de entregar energía, el
auto necesita más combustible para funcionar y esto afecta la
economía de combustible. (Fava, 2017)
Fallas del tubo de escape. El resultado del aumento del consumo
de combustible y el funcionamiento deficiente del motor se observa
en un cambio notable en el escape, este puede volverse negro y
oler a gasolina, por los gases mal quemados dentro de la cámara
de combustión. (Fava, 2017)
Puesta en marcha dificultosa. Debido a que la falla de una bobina
de encendido significa que una bujía ya no recibe la cantidad
adecuada de energía, los autos que padecen este problema suelen
ser más difíciles de poner en marcha. Esto puede notarse
44
especialmente cuando el motor está frío. (Fava)
Paradas del motor. Los autos que tienen problemas en la bobina de
encendido pueden sufrir paradas del motor, sobre todo cuando se
encuentran en ralentí. (Fava, 2017)
También se pueden verificar si los sensores se encuentran en mal
estado, para ello se utiliza un osciloscopio y se comprueba su
funcionamiento, comparando los valores con los datos del
fabricante.
1.3.2.3. Gestión electrónica del motor
Figura 32. Motor con gestión electrónica
La tarea principal de la gestión electrónica del motor es la de
coordinar todos los parámetros, mediante una regulación constante
de procesos, a fin de asegurar un funcionamiento económico y
ecológico del motor.
Los parámetros controlados incluyen la sincronización del
encendido, la cantidad de combustible inyectada, la duración de la
inyección y la recirculación del gas de escape, así como el ajuste
45
de la válvula de mariposa, la posición variable del colector de
admisión, la geometría de turbina variable (en motores
turboalimentados) y el ajuste del árbol de levas (en motores de
gasolina), etc. Para desempeñar estas tareas, el sistema de
gestión electrónica del motor controla además el régimen de
revoluciones del motor, la temperatura del motor, la clase de
combustible (mediante un sensor de picado) y la posición del pedal
del acelerador. Cualquier desviación respecto de las condiciones
operativas normales se almacenan en la memoria de fallos junto
con la información correspondiente, de modo que se puedan
investigar las causas la próxima vez que se revise el vehículo.
Componentes de un Motor de Gasolina
1. Filtro de aire.- Su función es extraer el polvo y otras partículas
para limpiar lo más posible el aire que recibe el carburador, antes
que la mezcla aire-combustible pase al interior de la cámara de
combustión de los cilindros del motor.
2. Carburador.- Mezcla el combustible con el aire en una
proporción de 1:10000 para proporcionar al motor la energía
necesaria para su funcionamiento. Esta mezcla la efectúa el
carburador en el interior de un tubo con un estrechamiento
practicado al efecto, donde se pulveriza la gasolina por efecto
venturi. Una bomba mecánica, provista con un diafragma de goma
o sintético, se encarga de bombear desde el tanque principal la
gasolina para mantener siempre llena una pequeña cuba desde
donde le llega el combustible al carburador.
En los coches actuales esa bomba de gasolina, en lugar de ser
mecánica es eléctrica y se encuentra situada dentro del propio
tanque principal de combustible. Para evitar que la cuba se rebose
y pueda llegar a inundar de gasolina la cámara de combustión,
existe en el interior de la cuba un flotador encargado de abrir la
entrada del combustible cuando el nivel baja y cerrarla cuando
46
alcanza el nivel máximo admisible.
El propio carburador permite regular la cantidad de mezcla aire-
combustible que envía a la cámara de combustión del motor
utilizando un mecanismo llamado mariposa. Por medio del
acelerador de pie del coche, o el acelerador de mano en los
motores estacionarios, se regula transitoriamente el mecanismo de
la mariposa, lo que permite una mayor o menor entrada de aire al
carburador. De esa forma se enriquece o empobrece la mezcla
aire-combustible que entra en la cámara de combustión del motor,
haciendo que el cigüeñal aumente o disminuya las revoluciones por
minuto. Cuando la mezcla de aire-combustible es pobre, las
revoluciones disminuyen y cuando es rica, aumentan.
3. Distribuidor o Delco.- Distribuye entre las bujías de todos los
cilindros del motor las cargas de alto voltaje o tensión eléctrica
provenientes de la bobina de encendido o ignición. El distribuidor
está acoplado sincrónicamente con el cigüeñal del motor de forma
tal que al rotar el contacto eléctrico que tiene en su interior, cada
bujía recibe en el momento justo la carga eléctrica de alta tensión
necesaria para provocar la chispa que enciende la mezcla aire-
combustible dentro de la cámara de combustión de cada pistón.
4. Bomba de gasolina.- Extrae la gasolina del tanque de
combustible para enviarla a la cuba del carburador cuando se
presiona el “acelerador de pie” de un vehículo automotor o el
“acelerador de mano” en un motor estacionario. Desde hace
muchos años atrás se utilizan bombas mecánicas de diafragma,
pero últimamente los fabricantes de motores las están sustituyendo
por bombas eléctricas, que van instaladas dentro del propio tanque
de la gasolina
5. Bobina de encendido o ignición.- Dispositivo eléctrico
perteneciente al sistema de encendido del motor, destinado a
producir una carga de alto voltaje o tensión. La bobina de ignición
constituye un transformador eléctrico, que eleva por inducción
electromagnética la tensión entre los dos enrollados que contiene
47
en su interior. El enrollado primario de baja tensión se conecta a la
batería de 12 volt, mientras que el enrollado secundario la
transforma en una corriente eléctrica de alta tensión de 15 mil ó 20
mil volt. Esa corriente se envía al distribuidor y éste, a su vez, la
envía a cada una de las bujías en el preciso momento que se inicia
en cada cilindro el tiempo de explosión del combustible.
6. Filtro de aceite.- Recoge cualquier basura o impureza que pueda
contener el aceite lubricante antes de pasar al sistema de
lubricación del motor.
7. Bomba de aceite.- Envía aceite lubricante a alta presión a los
mecanismos del motor como son, por ejemplo, los cojinetes de las
bielas que se fijan al cigüeñal, los aros de los pistones, el árbol de
leva y demás componentes móviles auxiliares, asegurando que
todos reciban la lubricación adecuada para que se puedan mover
con suavidad.
8. Cárter.- Es el lugar donde se deposita el aceite lubricante que
utiliza el motor. Una vez que la bomba de aceite distribuye el
lubricante entre los diferentes mecanismos, el sobrante regresa al
cárter por gravedad, permitiendo así que el ciclo de lubricación
continúe, sin interrupción, durante todo el tiempo que el motor se
encuentre funcionando.
9. Aceite lubricante.- Su función principal es la de lubricar todas las
partes móviles del motor, con el fin de disminuir el rozamiento y la
fricción entre ellas. De esa forma se evita el excesivo desgaste de
las piezas, teniendo en cuenta que el cigüeñal puede llegar a
superar las 6 mil revoluciones por minuto.
Como función complementaria el aceite lubricante ayuda también a
refrescar los pistones y los cojinetes, así como mantenerlos
limpios. Otra de las funciones del lubricante es ayudar a amortiguar
los ruidos que produce el motor cuando está funcionando..
El aceite lubricante en sí ni se consume, ni se desgasta, pero con
el tiempo se va ensuciando y sus aditivos van perdiendo eficacia
hasta tal punto que pasado un tiempo dejan de cumplir su misión
48
de lubricar. Por ese motivo periódicamente el aceite se debe
cambiar por otro limpio del mismo grado de viscosidad
recomendada por el fabricante del motor. Este cambio se realiza
normalmente de acuerdo con el tiempo que estipule el propio
fabricante, para que así los aditivos vuelvan a ser efectivos y
puedan cumplir su misión de lubricar. Un tercio del contenido de los
aceites son aditivos, cuys propiedades especiales proporcionan
una lubricación adecuada.
10. Toma de aceite.- Punto desde donde la bomba de aceite
succiona el aceite lubricante del cárter.
11. Cables de alta tensión de las bujías.- Son los cables que
conducen la carga de alta tensión o voltaje desde el distribuidor
hasta cada bujía para que la chispa se produzca en el momento
adecuado.
12. Bujía.- Electrodo recubierto con un material aislante de
cerámica. En su extremo superior se conecta uno de los cables de
alta tensión o voltaje procedentes del distribuidor, por donde recibe
una carga eléctrica de entre 15 mil y 20 mil volt aproximadamente.
En el otro extremo la bujía posee una rosca metálica para ajustarla
en la culata y un electrodo que queda situado dentro de la cámara
decombustión.
La función de la bujía es hacer saltar en el electrodo una chispa
eléctrica dentro de la cámara de combustión del cilindro cuando
recibe la carga de alta tensión procedente de la bobina de ignición
y del distribuidor. En el momento justo, la chispa provoca la
explosión de la mezcla aire-combustible que pone en movimiento a
los pistones. Cada motor requiere una bujía por cada cilindro que
contenga su bloque.
13. Balancín.- En los motores del tipo OHV (Over Head Valves –
Válvulas en la culata), el balancín constituye un mecanismo
semejante a una palanca que bascula sobre un punto fijo, que en el
caso del motor se halla situado normalmente encima de la culata.
La función del balancín es empujar hacia abajo las válvulas de
49
admisión y escape para obligarlas a que se abran. El balancín, a su
vez, es accionado por una varilla de empuje movida por el árbol de
levas. El movimiento alternativo o de vaivén de los balancines está
perfectamente sincronizado con los tiempos del motor.
14. Muelle de válvula.- Muelle encargado de mantener
normalmente cerradas las válvulas de admisión y escape. Cuando
el balancín empuja una de esas válvulas para abrirla, el muelle que
posee cada una las obliga a regresar de nuevo a su posición
normal de “cerrada” a partir del momento que cesa la acción de
empuje de los balancines..
15. Válvula de escape.- Pieza metálica en forma de clavo grande
con una gran cabeza, cuya misión es permitir la expulsión al medio
ambiente de los gases de escape que se generan dentro del
cilindro del motor después que se quema la mezcla aire-
combustible en durante el tiempo de explosión.
Normalmente los motores poseen una sola válvula de escape por
cilindro; sin embargo, en la actualidad algunos motores modernos
pueden tener más de una por cada cilindro.
Válvula de admisión.- Válvula idéntica a la de escape, que
normalmente se encuentra junto a aquella. Se abre en el momento
adecuado para permitir que la mezcla aire-combustible procedente
del carburador, penetre en la cámara de combustión del motor para
que se efectúe el tiempo de admisión. Hay motores que poseen
una sola válvula de admisión por cilindro; sin embargo, los más
modernos pueden tener más de una por cada cilindro.
16. Múltiple o lumbrera de admisión.- Vía o conducto por donde le
llega a la cámara de combustión del motor la mezcla de aire-
combustible procedente del carburador para dar inicio al tiempo de
admisión.
17. Cámara de combustión.- Espacio dentro del cilindro entre la
culata y la parte superior o cabeza del pistón, donde se efectúa la
combustión de la mezcla aire-combustible que llega del carburador.
La capacidad de la cámara de combustión se mide en cm3 y
50
aumenta o disminuye con el movimiento alternativo del pistón.
Cuando el pistón se encuentra en el PMS (Punto Muerto Superior)
el volumen es el mínimo, mientras que cuando se encuentra en
el PMI (Punto Muerto Inferior) el volumen es el máximo.
18.Varilla empujadora.- Varilla metálica encargada de mover los
balancines en un motor del tipo OHV(Over Head Valves – Válvulas
en la culata). La varilla empujadora sigue siempre el movimiento
alternativo que le imparte el árbol
19. Árbol de levas.- Eje parecido al cigüeñal, pero de un diámetro
mucho menor, compuesto por tantas levas como válvulas de
admisión y escape tenga el motor. Encima de cada leva se apoya
una varilla empujadora metálica, cuyo movimiento alternativo se
transmite a los balancines que abren y cierran las válvulas de
admisión o las de escape.
Figura 37 Partes Principales del Motor
La Culata.
La culata constituye una pieza de hierro fundido (o de aluminio en
algunos motores), que va colocada encima del bloque del motor.
Su función es sellar la parte superior de los cilindros para evitar
pérdidas de compresión y salida inapropiada de los gases de
escape. En la culata se encuentran situadas las válvulas de
51
admisión y de escape, así como las bujías. Posee, además, dos
conductos internos: uno conectado al múltiple de admisión (para
permitir que la mezcla aire-combustible penetre en la cámara de
combustión del cilindro) y otro conectado al múltiple de escape
(para permitir que los gases producidos por la combustión sean
expulsados al medio ambiente). Posee, además, otros conductos
que permiten la circulación de agua para su refresco..La culata está
firmemente unida al bloque del motor por medio de tornillos. Para
garantizar un sellaje hermético con el bloque, se coloca entre
ambas piezas metálicas una “junta de culata”, constituida por una
lámina de material de amianto o cualquier otro material flexible que
sea capaz de soportar, sin deteriorarse, las altas temperaturas que
se alcanzan durante el funcionamiento del motor.
Figura38.Carter
El cárter
Es el lugar donde se deposita el aceite lubricante que permite
lubricar el cigüeñal, los pistones, el árbol de levas y otros
mecanismos móviles del motor.Durante el tiempo de
funcionamiento del motor una bomba de aceite extrae el lubricante
del cárter y lo envía a los mecanismos que requieren lubricación.
52
Existen también algunos tipos de motores que en lugar de una
bomba de aceite emplean el propio cigüeñal, sumergido
parcialmente dentro del aceite del cárter, para lubricar “por
salpicadura” el mismo cigüeñal, los pistones y el árbol de levas.
Sistemas de gestión mecánicos
La gestión del motor se puede hacer de diversas formas. Antes de
la llegada de la electrónica al mundo del automóvil, la gestión, la
decisión de cuanta cantidad de combustible y cuando tiene que
saltar la chispa, se decidía mediante dispositivos mecánicos. Las
diferentes condiciones de uso al que está sometido el motor hace
que estos mecanismos sean complejos y además sea muy
importante una correcta puesta apunto de los mismos. Esta
complejidad de construcción hace que estos dispositivos tengan un
importante coste a nivel de fabricación, cuestión muy crítica en
automoción. A continuación se expondrá de forma breve el
funcionamiento general de estos dispositivos mecánicos
Carburador
Es el encargado de realizar la mezcla de aire y combustible en las
diferentes condiciones de marcha a las que se somete el motor.
Debido a esta variabilidad de condiciones, el carburador dispone de
diferentes dispositivos para adaptarse a las condiciones de
funcionamiento.
53
Figura 39 Carburador
Flotador y la válvula de aguja, regula la aportación de combustible
a la cámara o cubeta del flotador y mantiene constante en el
carburador el nivel de combustible necesario para asegurar la
presión correcta de funcionamiento.
Figura 40. Flotador
Dispositivo de arranque en frío que pueden ser de diferente
naturaleza, varillas de regulación del flotador, mariposas de
arranque o de starter (Choke), y carburadores de starter o
carburadores arrancadores con registro giratorio.
Figura41 Arrancadores en frio
54
La existencia de este dispositivo se debe a que en el arranque de
motores fríos se separa de la mezcla una gran parte del
combustible y se deposita en las paredes del conducto de
admisión, por tanto es necesario un mayor aporte de combustible
llegando a formarse mezclas muy ricas de aproximadamente una
relación aire/combustible 3:1
Sistema de marcha en vacío
Prepara, mediante la tobera de aire, una mezcla para la marcha en
vacío.
Este sistema compensa la velocidad del aire que es demasiado
pequeña para aspirar combustible de la boca del surtidor principal.
El sistema
Dispositivo de acelerador
consiste en un canal de combustible que desemboca detrás de la
válvula de mariposa de control del grado de carga,
Dispositivo de aceleración
En una repentina aceleración tiene que suministrar al motor
adicionalmente combustible para una mezcla más rica. Como con
un número de revoluciones creciente el aire es acelerado más
rápidamente que el combustible, que es de mayor densidad, a los
canales del carburador, hará falta para esto una bomba
aceleradora. En el caso de una repentina apertura de la mariposa,
la bomba, que puede ser de membrana o de émbolo, tiene que
suministrar el combustible suplementario que baste para
compensar el tiempo necesario para que se establezca el
funcionamiento del sistema propio del surtidor principal
55
Bobina de encendido
Es un transformador. La corriente de la batería cortada por el
interruptor circula a lo largo del circuito primario. Tanto al cerrar los
contactos como al abrirlos se forman en el circuito primario.
Figura 43. Circuitos de la bobina de encendido
Condensador empleado en la instalación de encendido absorbe
los electrones puestos en movimiento por la tensión de
autoinducción y queda cargado. El interruptor, puesto en
paralelo, puede abrirse sin, prácticamente, formación de chispas.
Distribuidor de chispa (delco)
Consta del platillo del ruptor con las conexiones para las
conducciones de alta tensión, y el rotor de distribución que está
colocado sobre la leva de ruptura. La alimentación de la alta
tensión al rotor del distribuidor se realiza a través de una
escobilla de carbón montada elásticamente y la conducción por
medio de salto de chispas. En el distribuidor de encendido están
comprendidos el ruptor y el regulador de avance de encendido.
El ruptor consta de la palanca del ruptor, el yunque y la leva. La
56
palanca del ruptor y el yunque llevan los contactos que son
generalmente de tungsteno. Si la palanca del ruptor apoya con
presión el resorte sobre el yunque quedará cerrado el circuito de
corriente de la bobina primaria. La leva es accionada en los
motores de cuatro tiempos con un número de revoluciones mitad
de los que realiza el cigüeñal y en los motores de dos tiempos
con el mismo número de revoluciones del cigüeñal. La leva
separa la palanca del ruptor en el instante preciso de su apoyo
sobre el yunque y produce de este modo la chispa de encendido.
El número de elevaciones sobre la leva corresponde al número
de cilindros.
Figura 44. Distribuidor de chispa
Regulador por fuerza centrífuga o de depresión.
El regulador de encendido por fuerza centrífuga hace girar la
leva, soportada de modo movible sobre el árbol del distribuidor,
en el sentido de rotación con ayuda de pesos centrífugos. El
regulador de depresión ajusta el punto de encendido de modo
dependiente de la carga con ayuda de la depresión reinante en
el tubo de aspiración.
Regulador de depresión Sistema de control, inyección y
encendido, para motores térmicos y alternativos de ciclo Otto
basado en programación abierta bajo LabVIEW Sistemas de
gestión electrónica
57
Figura 45. Fuerza centrifuga
Gestión de los motores de combustión interna
La introducción de la electrónica aplicada al automóvil nació de
la necesidad de cumplir las normativas de contaminación, más
adelante las aplicaciones en sistemas de seguridad, confort,
entretenimiento y comunicación hicieron que la electrónica se
expandiera por todo el automóvil. La importancia de la
electrónica en automoción en valores.
Actualmente la electrónica supone un 30% del costo de un
automóvil En los próximos años un 90% de las innovaciones se
desarrollarán en este campo. - En la actualidad cada coche
posee en su interior 50 centralitas. - Entre un 70 – 80% de las
averías son electrónicas. La electrónica supone una gran
inversión, un aumento del número de fallos y de averías así
como grandes beneficios.
Los componentes electrónicos cambian cada 3 años; se exige una
gran fiabilidad (10 años o 200.000 km) y menos de 1 pieza
defectuosa por millón; han de funcionar en condiciones
ambientales hostiles: - Entre -40 y +150 ºC –
Una parte básica del equipo de gestión del motor es la Unidad
Electrónica de Control (ECU), ya que recibe todas las
58
informaciones de los captadores y sondas, y se encarga de su
tratamiento para dar órdenes precisas para una correcta
La ECU toma sus decisiones mediante la información llegada de
los sensores y la información que tiene su memoria interna y envía
sus señales de gestión a los diferentes actuadores. Estos
actuadores se amoldan a los diferentes requerimientos del motor
de forma más o menos adecuada sin necesidad de una puesta
punto mecánica ya que los ajustes a las diferentes necesidades lo
comanda la ECU.
En la gestión de un motor, en la actualidad, se utilizan tanto
señales analógicas como digitales. Estas señales se obtienen
mediante sensores. Los sensores pueden ser sin alimentación
(generadores) o con alimentación externa (moduladores).
Los sensores inductivos suelen estar colocados en la rueda fónica
situada en el cigüeñal y el cable de salida de señal está
apantallado para evitar las interferencias debido a las interferencias
electromagnéticas.
La señal de salida obtenida por estos sensores tiene una amplitud
variable debido a que depende de las revoluciones del motor, a
más revoluciones mayor amplitud, así como una frecuencia
también variable.
Los sensores de efecto Hall se basan, como su nombre indica, en
el efecto Hall que consiste en la aparición de un campo eléctrico en
un conductor cuando es atravesado por una corriente estando
dentro de un campo magnético.
59
Figura 46 Sensor Principio de efecto holl
En el automóvil se colocan en el árbol de levas donde un disco
perforado que gira solidario al árbol permite hacer llegar al sensor
el campo magnético de un imán colocado al otro lado del disco
cuando coincide un agujero con la trayectoria del flujo magnético y
el sensor.
Caudalímetro
Para el cálculo de la cantidad de aire que está entrando en cada
momento en el motor se puede utilizar diferentes sistemas aunque
en la actualidad el más utilizado es el caudalímetro másico. Los
otros sistemas se explican brevemente: - Potenciómetro de
posición de mariposa: Mide el caudal de forma indirecta. A partir de
la sección y de las r.p.m. se deduce aproximadamente la presión
del colector.
Se realiza la hipótesis que el motor se comporta como una bomba
volumétrica y a partir de ahí deduce el cabal másico que pasa por
la mariposa partiendo de la calibración que se ha efectuado en un
60
banco de flujo y del que se ha obtenido una correlación
experimental del caudal volumétrico en función del ángulo de
mariposa; y del caudal másico de aire en función del ángulo de
mariposa y de la temperatura de aire. - Sensor de presión: A
diferencia del sistema anterior, éste no ha de deducir la presión en
el colector ya que la obtiene directamente. Con el valor de la
presión y con datos guardados en una cartografía, deduce la señal
del sensor de efecto Hall Sistema de control, inyección y
encendido, para motores térmicos y alternativos de ciclo Otto .hay
de dos tipos: de aleta sonda y de hilo caliente. El caudalímetro de
aleta sonda está en desuso, su funcionamiento es el siguiente: El
flujo de aire mueve una compuerta que obstaculiza su paso. La
posición de esta compuerta refleja el caudal másico de aire que
circula. El caudalímetro de aire de hilo caliente ( trabaja según el
principio de temperatura constante. El hilo caliente forma parte de
un circuito de puente de Wheatstone, cuya tensión diagonal en
bornes es regulada a cero variando la corriente de calentamiento.
Si aumenta el caudal de aire, el hilo se enfría y, por tanto,
disminuye su resistencia, lo cual provoca un desequilibrio de la
tensión en bornes del puente, que es corregido inmediatamente por
el circuito de regulación, elevando la corriente de calefacción. El
aumento de corriente está determinado de tal forma que el hilo
recupere su temperatura inicial, con lo que se consigue una
relación directa entre el flujo de aire y la corriente calefactora. Así
pues, el valor de esta corriente representa la medida de la masa de
aire aspirada por el motor. La señal que envía el caudalímetro es
del tipo analógica con un rango de actuación que empieza
aproximadamente en los 1,5 V y llega hasta los 5 V.
La ECU calcula con este valor de voltaje y con parámetros de
presión de admisión, revoluciones y temperatura, la proporción de
la mezcla.
61
Figura 47 Caudalimetro
Figura 48 Sensor de presión (MAP)
Sensor de presión (MAP) El sensor de presión (Manifold Absolute
Pressure (MAP) Sensor, mide la presión del aire en la admisión, la
presión de combustible, aceite… Es el primer sensor micro
mecanizado utilizado en automoción. Está compuesto de un chip
de silicio con dos partes, un transductor de presión (membrana) y
la electrónica de acondicionamiento. La membrana del sensor tiene
62
cuatro piezo-resistores (resistencias que varían cuando se les
somete a un esfuerzo) que forman un puente de Wheatstone. La
señal salida del puente de Wheatstone, del orden de los 100 mV,
se hace pasar por un amplificador de ganancia elevada. La señal
que sale del sensor es del tipo analógica con un rango de 0,5 a 4,5
V .
Sensor de temperatura
Los sensores de temperatura se utilizan para medir la temperatura
de refrigerante, aceite, aire admisión, combustible, gases de
escape… Hay dos tipos de sensores de temperatura, los
termistores y los termopares.
Los termistores son resistencias basadas en semiconductores,
estos pueden ser NTC (Negative Temperature Coefficient) o PTC
(Positive Temperature Coefficient):
Para la obtención de la temperatura medida se puede aplicar una
fórmula donde la incógnita forma parte de un exponente y por tanto
operación lenta si no se trabaja en coma flotante.
Sistema de control, inyección y encendido, para motores térmicos y
alternativos de ciclo Otto basado en programación abierta bajo
LabVIEW™ Pág. 25 Figura 4.25 Sonda K, Davis Instruments Corp.
mediante un acceso a una tabla ROM con el inconveniente de
necesitar mucha memoria.
Figura 49 Terminor NTC para temperatura refrigerante
63
Los termopares también llamados sondas, se utilizan para medir
temperaturas en el escape. Hay diferentes tipos de sondas, K, N, J,
R, S, W. Las más utilizadas son las sondas tipo K. Las sondas K
(Figura 4.25) son sensores activos (generadores) que funcionan
por efecto seebeck, esto es, cuando dos metales distintos unidos
se calientan por uno de los extremos, circula una corriente. Estos
dos metales en las sondas K son cromo y alumel (AlNi). Las
características de estas sondas K son:
Señal de salida muy baja (mV), por eso hay necesidad de un
circuito de acondicionamiento. - Sensibilidad baja ≈ μV / ºC
Altas temperaturas de funcionamiento [0 ºC 41300 ºC]
Cable trenzado y apantallado para evitar las interferencias
electromagnéticas.
Figura 50 Sonda K, Davis instruments corp
Sensor de gases de escape
Una gestión en lazo cerrado hace necesario el control de los gases
de escape para comparar los valores de consigna enviados por la
ECU a los inyectores con los valores de los gases de esa inyección
después de haber combustionado para poder modificar las futuras
inyecciones. La medida de los gases de escape se tiene mediante
la sonda lambda.
64
Figura 51 Ubicación de la sonda lambda en el lazo cerrado
La sonda lambda capta los excesos o defectos de oxígeno de los
gases de escape. Esta sonda está compuesta por un cuerpo de
cerámica compuesto de dióxido de zirconio y sus superficies
internas y externas están provistas de electrodos revestidos de una
capa fina de platino, permeable a los gases. La zona externa está
recubierta de una capa cerámica porosa que protege la superficie
del electrodo contra la suciedad proveniente de los residuos de
combustión. A partir de 300 ºC, la cerámica se vuelve conductora
para los iones de oxígeno, estableciéndose una tensión eléctrica en
los bornes de la sonda. Debe señalarse, que con la disposición de
la sonda lambda justo antes del catalizador existirá algún retraso
con respecto a la composición real de la mezcla en la cámara de
combustión en un instante determinado.
Figura 52 Sonda lambda EGO de DENSO
65
El Inyector.
Es una válvula de inyección de combustible con actuación
electromagnética. Se localiza en el colector de admisión (inyección
monopunto), o en el conducto de admisión de cada cilindro
(inyección multipunto). Los principales componentes del inyector
pueden apreciarse en la Figura 4.38. Cuando el solenoide no está
excitado, la aguja está forzada contra el asiento de la válvula
mediante el muelle helicoidal cerrando el paso de combustible.
Cuando se excita la bobina del solenoide, el eje de la aguja resulta
atraído y levanta alrededor de 0,15 mm para que el combustible
pueda fluir a través del paso calibrado alrededor del vástago de la
válvula. El final del eje del inyector está configurado para atomizar el
combustible inyectado. El relativamente estrecho cono que forma el
inyector
Figura 53 Esquema interno inyector
Sistema de control, inyección y encendido, para motores térmicos y
alternativos de ciclo Otto basado en programación abierta bajo se
66
desprende que el tiempo de inyección depende del parámetro
“lambda” que puede variar el usuario a voluntad.
El funcionamiento de la “estructura de causa” es el siguiente: Se
memoriza el tiempo absoluto cuando se detecta el pulso de una
vuelta. Cuando se detecta el la Sistema de control, inyección y
encendido, para motores térmicos y alternativos de ciclo Otto: Al
simular el PMS sin tener en cuenta los transitorios, se producirían 2
inyecciones por ciclo. Una para el pulso simulado y justamente
después para el pulso real, aunque al ser el tiempo entre estos dos
pulsos tan pequeño lo que se conseguiría es un pulso de inyección
superior al necesario, con el correspondiente gasto innecesario de
combustible. Es evidente que si hay deceleración y pérdida de
datos a la vez, no se puede realizar ningún tipo de gestión.
Corte de inyección: Se introduce el valor de revoluciones (variable
“h”) para el que se desea realizar el corte de inyección. Superado
este valor de r.p.m, la inyección cesa. La inyección se volverá a
realizar cuando el motor baje de vueltas con un margen de
histéresis, que en el caso de este algoritmo se ha considerado 300
r.p.m.
Encendido: Análogamente al procedimiento utilizado para realizar
la inyección, es el utilizado para realizar el encendido. A diferencia
de la inyección que se aplica un tiempo de retraso, en el encendido
se realiza un avance. Debido a que por datos de entrada para el
algoritmo son estrictamente el PMS por vuelta y no el número de
dientes de la rueda fónica, este avance se realiza suponiendo que
el PMS futuro tendrá el mismo periodo que el anterior y por tanto se
aplica un retraso, de un periodo menos el avance, al pulso último
confiando que no hayan transitorios. En el caso de existencia de
transitorio el encendido no será el adecuado porque o se hará
“mucho” antes del PMS” en el caso de transitorios de deceleración
o se hará justo antes del PMS en los transitorios de aceleración.
Hay que destacar que la entrada de datos del avance del
encendido se introduce como ángulo de cigüeñal. Para trasformar
67
este valor de ángulo en tiempo, ya que no se dispone del valor de
los dientes de la rueda fónica, hay que resolver una ecuación. En
esta ecuación se ha de tener en cuenta la dimensión de la biela y
del brazo de cigüeñal, donde la incógnita formaría parte de una
estructura senoidal. Por este motivo, como simplificación, se ha
decidido considerar la velocidad del pistón como una constante
1.3.3. Definición de términos
Potenciómetro.- Instrumento para medir las diferencias de potencial eléctrico.
Pulsador. Un pulsador es un operador eléctrico que, cuando se oprime,
permite el paso de la corriente eléctrica y, cuando se deja de oprimir, lo
interrumpe. - Un interruptor es un operador eléctrico, cuya función es abrir
o cerrar un circuito de forma permanente-
Diodo rectificador.- un rectificador es el elemento o circuito que permite
convertir la corriente alterna en corriente continua
1.4. Justificación e importancia
El presente trabajo de investigación tecnológico servirá para realizar
diagnóstico en un motor con encendido electrónico, en la actualidad en el
área automotriz no existe probadores de bobinas Dis/Cop por lo que se
tiene que realizar esas pruebas con instrumentos que no corresponden al
avance tecnológico. con el diseño y ensamblaje de este probador se
optimizará la destreza y habilidades de los estudiantes en el taller de
mecánica Automotriz
La bondad de este de probador, es de suma importancia para que los
estudiantes obtengan experiencias de diagnóstico rápido y con precisión
sobre el estado y condiciones de trabajo de los tipos de bobina en mención,
se podrá verifica el voltaje, la resistencia y salto de chispa, contrastando con
las referencias técnicas del fabricante
68
El trabajo a realizarse tiene un gran aporte al Ejército ya que contará con
profesionales técnico de la especialidad de Mecánico Automotriz
capacitado en el empleo de este tipo de instrumento de diagnóstico así
mismo contribuirá a la implementación del taller de mecánica Automotriz
sirviendo como ayuda de instrucción
1.5 Objetivos de la Investigación
1.5.1 Objetivo general
Determinar la medida de un probador de la bobina Dis/Cop en
motores con gestión electrónica en el instituto de educación superior
tecnológico público del ejército ETE Sgto. 2do Fernando lores
Tenazoa en el año 2018
1.5.2 Objetivos específicos
Oe1. Determinar el nivel de potencia de la bobina con el probador de
bobina Dis/Cop en el instituto de educación superior tecnológico
público del ejército ETE Sgto. 2do Fernando lores Tenazoa en el año
2018
Oe2.Determinar las potenciaciones de la bobina con el probador de
bobina Dis/Cop en el instituto de educación superior tecnológico
público del ejército ETE Sgto. 2do Fernando lores Tenazoa en el año
2018
Oe3. Característizar el diodo puente rectificador en bobina Dis/Cop
en el instituto de educación superior tecnológico público del ejército
ETE Sgto. 2do Fernando lores Tenazoa en el año 2018
1.6 Variables
1.6.1. Variable
1.6.2. Operacionalización de Variable
Probador de bobina Dis Cop
Un probador de bobina Dis/Cop es un instrumento que sirve para
diagnosticar el funcionamiento del sistema de encendido sin distribuidor
69
Tabla 1. Lista de cotejo
Variable
Dimenciones
Indicador
2 a 3.6 voltios
3 a 5 voltios
280 a 350 ohmios
0 a 290 ohms
voltaje 12 voltios
Flujo de corriente 06 a 14 amp
Resistencia 500 ohms
Flujo de corriente 7 a 15 amp
amperaje 2 a 10 amperios
70
CAPITULO II
DISEÑO METODOLOGICO
2. Aspectos Metodológicos
2.1. Tipo de investigación
Según Hernández, Fernández y Baptista (2003,p.43)
Por su Finalidad: bàsico (Se interesa en resolver problemas de naturaleza
práctica, aplicando los resultados obtenidos)
Por su Profundidad: Descriptiva explicativa (Tiene por objeto central la
medición precisa de una o más variables dependientes, en una población
definida o en una muestra de una población.
Por su Naturaleza: Experimental (se apoya en la observación de
fenómenos provocados o manipulados en laboratorios o ambientes
artificiales.
2.2 Nivel de investigación
Según Encinas (1992,p. 38). No experimental.- El estudio trata de
informar sobre el estado actual de los fenómenos, su objetivo principal es
caracterizar un fenómeno o situación e indicar sus rasgos más saltantes y
diferenciadores. También puede referirse a la “determinación de la
frecuencia con que algo ocurre, o a establecer las relaciones existentes
entre los elementos de alguna situación problemática”
2.3 Diseño de la investigación
Descriptivo
2.4 Población y muestra
2.4.1 Población
Motores con gestiòn electrònica
2.4.2 Muestra
Probador de Bobina Dis/Cop
71
2.5 Técnicas e instrumentos de recolección de datos
2.5.1 Técnica
Se empleó la observación no científica : en este proyecto toda la
información fue recolectada por cada uno de los integrantes del grupo
de investigación puesto que han sido directamente los ejecutores de su
aplicación al diseñar y ensamblar un probador de bobina Dis/Cop en el
Instituto Superior Tecnológico Publico Del Ejercito-ETE Sgto. 2do
Fernando Lores Tenazoa.
2.5.2 Instrumento
Lista de cotejo
La lista de cotejo es un instrumento que se puede utilizar para observar
sistemáticamente un proceso al ocupar una lista de preguntas
cerradas.
El líder del grupo de Trabajo, directivo o jefe de área podrá a través del
uso de esta herramienta, analizar los problemas o averiguar si la
solución a un problema se ha implementado de manera adecuada y
está aportando los resultados esperados
Características Técnicas de la bobina
Dis/Cop
Valores
72
Tabla2. Lista de cotejo
2.6.Anàlisis e interpretación de textos
Tabla 3.
Probador de bobina Dis/Cop
nterruptor tipo codillo ON y OFF
12 voltios
Interruptor
220voltios
Foco indicador de ON
12 voltios
Potenciometro
100K
Bornes color rojo para salida de
12 voltios
Bornes de alimentaciòn para bobinas
14 voltios
Foco indicador de salida de pulso
12 voltios
Micro interruptor
30herz
Pulsador
12 voltios
Transformador de voltaje
220 voltios con salida de 12
voltios
Diodo Puente rectificador
35 amperios
Cable para la alimentaciòn del transformador
ABG 16
73
Interpretación:
En el probador de bobina Dis/Cop,los valores de alimentaciòn se
medirá con un voltímetro y los valores de la resistencia se medirán con
un ohmímetro, encontrándose una diferencia entre los valores de la
empresa Autorex y La ETE, debido a que el trabajo de investigación es
realizado por estudiantes
Tabla 4. Medidas y dimensiones del Probador de bobina Dis/Cop
Interpretación:El probador de bobina Dis/Cop está diseñado con una
estructura metálica cuyas dimensiones son: largo 40cm x 50 cm
ancho y en su interior están los componentes como diodos y
resistencias lo cual permitirá su fácil desplazamiento para cualquier
prueba de trabajo.
Dimensiones
Indicadores
Empresa Autorex
Probador en la ETE
Potenciómetro
Alimentación 2,5 a 4 voltios 2 a 3.6 voltios
Resistencia 350 a 400 ohms 280 a 350 ohmios
Pulsador
Alimentaciòn 12 voltios 12 voltios
Intensidad 0.8 a 1.5 amperios 06 a 14 amp
Diodo rectificador
Resistencia 500 ohms 500 ohms
Intensidad 20 a 25 amperios 2 a 10 amperios
MEDIDAS
ANCHO
40 cm.
LARGO
50 cm.
74
CAPITULO III
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
3. Conclusiones
El diseño y ensamblaje de un probador de bobina Dis/Cop permitió optimizar el
diagnóstico en el sistema de encendido sin distribuidor en el Instituto de
Educación Superior Tecnológico Público del Ejercito ETE.
Un probador de bobina Dis permitió optimizar el diagnóstico de bobina de
encendido con efecto Holl en vehículos con gestión electrónica
Un probador de bobina Cop permitió optimizar el diagnóstico de bobina de
encendido con efecto inductivo en vehículos con gestión electrónica
4. Recomendaciones
Para el uso del probador de bobinas Dis/Cop se debe tener en cuenta las
normas de seguridad.
Antes del empleo del probador de bobinas Dis/Cop se debe verificar que el
estabilizador esté conectado
Se debe retirar las bobinas del vehículo para realizar las pruebas con el
probador de bobina Dis/Cop.
Se debe mantener el probador en un lugar seguro
5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Crousse(2010) afinamiento de motores a gasolina Editorial marcopolo
75
Paz(2013) Motores a gasolina
Santander, 2010).Principio básico del funcionamiento del sistema de
encendido
Paz(2012),Sistema eléctrico del automóvil Editorial navarrete
6. ANEXOS
Anexo N°1: Matriz de consistencia
Anexo N°2: Figura de procedimiento de ensamblado de la bobina Dis/Cop
Anexo N°3: Cartilla de seguridad
Anexo N° 4: Planos del diseño del probador
76
ANEXO N° 1 MATRIZ DE CONSISTENCIA
TÍTULO: Diseño y ensamblaje de un probador de bobina Dis y Cop para el diagnóstico de sistemas de encendido en motores con gestión electrónica, en el Instituto de Educación Superior
Tecnológico Público del Ejército – Ete 2018
Problema Objetivos
Variables
Metodología
Dimensiones/Indicadores
.1 Problema general
¿Cuáles son las características de la bobina
Dis/Cop en motores con gestión electrónica en el
instituto de educación superior tecnológico
público del ejército ETE Sgto. 2do Fernando lores
Tenazoa en el año 2018 ?
1.2.2 Problemas específicos
Pe1. ¿Cuáles son las características del
potenciómetro en el probador de bobina Dis/Cop
en el instituto de educación superior tecnológico
público del ejército ETE Sgto. 2do Fernando
lores Tenazoa en el año 2018?
Pe2.¿Cuáles son las características del pulsador
en el probador de bobina Dis/Cop en el instituto
de educación superior tecnológico público del
ejército ETE Sgto. 2do Fernando lores Tenazoa
en el año 2018?
Pe3.¿Cuáles son las características del diodo
puente rectificador en el probador de bobina
Dis/Cop en el instituto de educación superior
tecnológico público del ejército ETE Sgto. 2do
Fernando lores Tenazoa en el año 2018
Objetivo general
Caracterizar el probador de bobina Dis/Cop en
motores con gestión electrónica en el instituto de
educación superior tecnológico público del ejército
ETE Sgto. 2do Fernando lores Tenazoa en el año
2018
1.5.2 Objetivos específico
P Pe1. Caracterizar el potenciómetro en el
probador de bobina Dis/Cop en el instituto de
educación superior tecnológico público del
ejército ETE Sgto. 2do Fernando lores
Tenazoa en el año 2018
Pe2.Característizar el pulsador en el probador de
bobina Dis/Cop en el instituto de educación
superior tecnológico público del ejército ETE Sgto.
2do Fernando lores Tenazoa en el año 2018
Pe3. Característizar el diodo puente rectificador en
el probador de bobina Dis/Cop en el instituto de
educación superior tecnológico público del ejército
ETE Sgto. 2do Fernando lores Tenazoa en el año
2018
Variable :1Probador de bobina Dis/Cop
Dimensiones :
Potenciometro
Pulsador
Diodo rectificador
Indicadores :
Alimentaciòn
Resistencia
Tipo de investigación:
• Bàsica
Nivel de investigación:
• No experimental
Diseños de investigación
• Descriptivo
Tècnicas:
• Observación no
directa
Muestra:
Unidad de análisis
Probador de bobinas
Dis/Cop
77
ANEXO 2.-Figura de procedimiento de ensamblado de la bobina Dis/Cop
Figura 1 verificar las conecciones
Figura 2 Instalando los controles del instrumento
78
Figura 3 Provador con el multitester los valores del probador
Figura 4 Probando la llegada de corriente al instrumento
79
Figura 5 Ensamblando el probador
80
ANEXO 3.- Cartilla de Seguridad para El Uso del Probador Bobina Dis/Cop
Antes del uso del probador de la bobina Dis Cop
Antes del empleo del probador de bobinas Dis/Cop se debe verificar
que el estabilizador esté conectado
Se debe retirar las bobinas del vehículo para realizar las pruebas con el
probador de bobina Dis/Cop.
Se debe mantener el probador en un lugar seguro
Durante la prueba de diagnóstico
Coloque el probador de la bobina Dis Cop en una mesa estable.
Mantenga las manos apartadas de las partes giratorias
Tenga cuidado con las chispas que saltan durante la operación de
diagnòstico
durante la operación, hace ruidos extraños o empieza a vibrar,
desconecte inmediatamente el equipo
Después del uso del probador de bobina Dis Cop
Guardar el probado en un lugar seguro
Dejar los EPP en su lugar
81
ANEXO 4.- Diseño del probador de la bobina Dis/Cop
Figura 1 Plano del probador de bobina dis/cop
