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Sensores y Actuadores en Inyección Electrónica

A continuación, les mostraremos y explicaremos el funcionamiento, de sensores y actuadores, que utilizan los sistemas de inyección que estamos tratando en estas paginas. Tenga en cuenta que el uso de estos ; depende de la marca y modelo de vehiculo, Por ejemplo, no todos los motores usan un sensor de detonación; ni espere encontrar un medidor de flujo de aire solo porque el motor es fuel injection. Lo importante es que usted ubique, identifique y se familiarice, con todos los componentes, sus funciones, y sus síntomas de falla.

Es importante recordar. que antes de asumir problemas en el sistema de injection, debemos descartar problemas mecánicos; y/o problemas en el sistema de emisión. Por ejemplo: un cable de bujía roto o en mal estado haría que la gasolina que ingresa en ese cilindro no sea quemada y daría como consecuencia, fallas en la potencia del motor, falta de fuerza y por consiguiente, los sensores de oxígeno, posición de garganta, presión absoluta del manifold y otros acusaran fallas. Una manguera que lleva vacío, desconectada o rota, daría como consecuencia una entrada de aire falso, y por consiguiente, las revoluciones del motor se alteran. En los motores actuales, es frecuente encontrar colectores o manifold de admisión superior, confeccionados de material no ferroso; este tipo de componente, se deforma con el calor, e igualmente las juntas o empaques que usan, se queman o endurecen, dando lugar a una fuga de vacío. Esto da como consecuencia, que el funcionamiento del motor, en baja y en frío sea inestable. Por ello antes de asumir el cambio de un sensor, asegúrese que el sistema mecánico, se encuentre en buenas condiciones. Los sensores y actuadores tienen la función, de sentir, corregir, y mejorar, el funcionamiento básico del motor. Cold Star Val Válvula de encendido en frío Cuando el motor esta frío, necesita de una mezcla rica.

En algunos sistemas de injection, los fabricantes han diseñado un inyector especial para esta función, este se activa por medio de un switch [interruptor], que se encuentra ubicado muy cerca del termostato o sensor de temperatura del agua. Cuando el motor esta frío este inyector surte de gasolina al sistema, cuando el motor calienta se desconecta. Si el motor, ya se encuentra caliente, y este inyector siguiera activado, acusaría fallas, debido a que mantiene la mezcla rica. Sensor de Temperatura: Este sensor funciona como un interruptor, se encuentra ubicado, cerca de la manguera que lleva agua al motor, después del termostato, o sea que sensa la temperatura del agua dentro del motor. Es importante, conocer la función de este sensor, pues, aparte de informar a la computadora, la temperatura del motor, su función de interruptor, activa o desactiva el abanico eléctrico (fan), del radiador.

Si usted desconecta este sensor, se activa una luz (cheek engine) en el tablero y el abanico, se quedaría activado. Tome nota, si el motor, no tuviera termostato, o este tuviera algún defecto que le impidiera cerrarse, el agua correría libremente y no alcanzaría la temperatura, para activar o desactivar este sensor, y en consecuencia la computadora, permanecería trabajando en circuito abierto, entregando una mezcla rica, para motor frío. Air mass sensor Medidor de masa de aire) Este medidor lleva en su interior un filamento, muy parecido a lo que se ve, dentro de un bulbo corriente (foco) La computadora aplica corriente a este filamento; el aire que lo atraviesa dirigiéndose hacia el manifold de admisión, enfría este filamento, la computadora insiste en mantenerlo caliente.

Estas variaciones de voltaje, la computadora las interpreta de acuerdo con el programa que tiene preestablecido; y como respuesta, activa los inyectores, estos a su vez, rocían la gasolina suficiente para que el motor funcione. teniendo en cuenta que tanto el aire que entro, como la gasolina entregada conformen una mezcla correcta ( 14.7 partes de aire por 1 de gasolina). Las fallas de este sensor, darían como resultado, mezcla rica o mezcla pobre. Air flow sensor Medidor del flujo de aire Este medidor se diferencia del anterior, porque no lleva filamento, la función de medir lo hace, respondiendo al hecho de que cuando usted acelera, abre la placa de la toma de aire, en ese momento el aire que absorbe el motor viene desde la parte exterior del medidor del flujo de aire; y; al pasar por este empuja la compuerta del medidor, de tal manera que mientras mas aire absorba el motor, mas se abrirá la compuerta.

Esta compuerta al abrirse activa una señal, que es enviada a la computadora, y en base a esto, la computadora activa los inyectores, el tiempo suficiente para que la mezcla aire gasolina, siempre sea la correcta. Sensor de posición de la garganta Este sensor esta ubicado a un lado de la garganta, lleva un conector eléctrico, por medio del cual recibe de la computadora un voltaje de referencia, cuando aceleramos abrimos el papalote (placa de aceleración), el aire ingresa del exterior, al suceder esto, el voltaje de referencia se altera, la computadora lo interpreta, y de acuerdo con su programa, activa los inyectores, el tiempo suficiente para que la mezcla aire/gasolina, siempre sea la correcta. Recuerde que la apertura de descanso o idle, de la garganta viene preajustada de fábrica.

Sensor de posición de cigüeñal Este sensor, es utilizado, en motores equipados, con el sistema DIS (sistema de encendido directo). Al no llevar distribuidor, este sensor indica al computador el momento, en que los pistones alcanzan el recorrido máximo de su carrera. Esta señal, la utiliza la computadora, para que en concordancia con el modulo de encendido se genere la chispa, en cada una de las bujías. Generalmente se encuentra ubicado, al frente, cerca de la polea del cigueñal, o a un lado en el bloque de cilindros. Los fabricantes de vehículos, instalan estos Componentes a sus vehículos; pero estos son adquiridos de un mercado globalizado, que como es de entenderse están mas preocupados en vender; que en el control de calidad. De allí, que no debe extrañarnos; la frecuencia de fallas intermitentes de estos componentes, confundiendo el criterio de diagnostico de cualquier mecánico; los lectores de códigos no pueden detectar este tipo de fallas; son rápidas y apagan el motor (en estos casos los fabricantes, llaman a los usuarios para corregir el problema).

En el caso de la ilustración, este sensor esta instalado en el bloque de cilindros.

La función es magnética, el cigueñal, al dar vueltas, alinea un corte, que el sensor detecta; esta señal es enviada al modulo de encendido (pastilla) y de allí al computador. Las fallas de este sensor se manifiestan, por ausencia o deficiencia de chispa en las bujías, confundiéndose con fallas del modulo de encendido. Este sensor al venir, incrustado en el monoblock, tiene el problema de estar expuesto a la alta temperatura, debido a esto, en determinado momento, revienta y hace panza, haciendo difícil su cambio; en algunos casos, se hace necesario, remover el carter, para forzar su salida, desde abajo. Sensor de presión absoluta del manifold Este sensor mide el vacío dentro del manifold de admisión, la computadora interpreta esta señal, para determinar el monto de gasolina , que el motor requiere en diferentes condiciones de trabajo. Generalmente se encuentra ubicado a un lado, y cerca del motor.

Sensor de oxigeno [Lamba, Ego] Entre todos los sensores, este tiene una función, que podríamos llamarla peculiar, debido a que no recibe un voltaje de referencia; pero debido al material con el que esta construido, genera voltaje; se encuentra instalado cerca, o en el manifold de escape. Este sensor, lleva un conector, un alambre va a la computadora, si tuviera tres, los otros dos sirven para alimentar una resistencia, que se encarga de mantenerlo caliente.

Sensor de oxígeno Lamba, Ego] Este sensor solo trabaja caliente, se encarga de olfatear los gases que el sistema de combustión expulsa hacia el sistema de escape; sobre la base de mezcla rica o mezcla pobre; envía la señal a la computadora para que esta, a su vez ajuste la mezcla, de acuerdo con el monitoreo de sus otros sensores.

Este sensor no recibe corriente de referencia de la computadora, debido a que esta compuesto de un tipo de material llamado zirconio; el cual tiene la particularidad de generar corriente.

Cuando este sensor esta caliente, olfatea los gases residuales de la combustión que son enviados al sistema de escape, si, estos gases son demasiado contaminantes o no, lo traduce generando voltaje, las alteraciones de este voltaje es enviado a la computadora, la misma que, siguiendo un programa preestablecido, se encarga de enviar señales a sus actuadores para corregir la mezcla y/o atrasar o adelantar el tiempo de encendido. Sensor de temperatura del agua (coolant Temperature sensor) este sensor indica a la computadora la temperatura del agua, para que, esta, a su vez ajuste su funcionamiento. Se entiende que el computador, pasara de circuito abierto [open loop]; a circuito cerrado [close loop]. Recuerde, que un motor frío, consume mas gasolina , que un motor caliente.

Auxiliary air regulator Regulador auxiliar de aire Este regulador hace las veces de un choke, o, sea que en su interior tiene una especie de bypass [puente], ingresa aire auxiliar cuando el motor esta frío, Para hacer esta función lleva en su interior una especie de ventana que se va cerrando con suavidad, conforme la resistencia que tiene incorporado se va calentando. Su uso es frecuente, en vehículos japoneses, como Nissan, Toyota etc.

El sistema fuel injection, se caracteriza por la forma en que reacciona, frente a una entrada de aire; lo que quiere decir que cualquier entrada de aire al sistema, debe ser monitoreado hacia la computadora, de no ser así el motor acusara fallas. Debemos tomar en cuenta que este sistema, requiere que el motor alcance una temperatura de funcionamiento de lo contrario la computadora mantendrá su circuito abierto y el motor funcionara siempre en la posición de frío con el consiguiente excesivo gasto de combustible. Por esta razón tanto el termostato como, el abanico deben mantenerse siempre en condiciones operativas originales. Idle speed control Control de revoluciones en descanso (ralenti)

El mas conocido es el usado por la Ford. Este solenoide esta montado en la toma de aire, en este caso, no tenemos medidor de aire. por lo tanto el aire pasa directamente a la garganta, la computadora monitorea el sensor de posición de la garganta para determinar el monto de gasolina que debe entregar; el idle speed control abre y cierra una compuerta de aire interior para estabilizar las revoluciones.

Este regulador necesita que se le ponga mucho cuidado, por que, con frecuencia es la causante de fallas constantes al motor. ( sube y baja de revoluciones en descanso) ralenti. Aunque la función, es la misma, el nombre que reciben, este tipo de componentes varían entre marcas de vehículo, en este caso, Válvula reguladora de aire (by pass air, solenoide). Antes de continuar, queremos dejar. bien claro, que; para podernos entender, debemos establecer el principio básico de la mezcla, aire/ gasolina, es posible que alguno de ustedes se estarán preguntando. ¿De dónde sale eso de 14.7 partes de aire por 1 de gasolina? No pretendemos dar explicaciones científicas, recuerden, que solo somos mecánicos, pero trataremos de ser objetivos: El aire; teniendo en cuenta si esta frío o caliente; tiene un peso diferente. La cantidad de presión atmosférica, es una a nivel de mar, y es otra en lugares altos. Los pistones de un motor en su carrera de descenso generan vacío [vacuum] en el cilindro, el vacío es llenado de inmediato de acuerdo con la presión atmosférica del lugar, Por esta razón, antiguamente, los vehículos tenían que ser ajustados constantemente, tanto en la mezcla, como en la chispa, debido a que estos perdían fuerza, cuando estaban en las alturas. También recuerden que, esta es la razón por la que existen bujías frías y calientes. Los motores reaccionan en forma similar a un ser humano cuando se trata de respirar, y respirar a nivel de mar no es lo mismo que respirar a 15,000 pies de altura. El sistema fuel injection, toma en cuenta lo expuesto en el párrafo anterior; por esta razón la computadora al monitorear los sensores, determinan el peso del aire y, la fuerza que el motor esta haciendo y en base a esto corrige la mezcla, y/o atrasa o adelanta la chispa de encendido. Insistimos en diagnosticar, basándonos, en principios de mecánica; esto quiere decir, que, el hecho de tener ante nosotros un vehiculo equipado, con sistema fuel injection; no quiere decir, que necesariamente necesitamos una maquina para escanear, y diagnosticar fallas.

Antes de llegar a esa conclusión, hagamos una inspexión visual, y comprobemos. si el motor, responde adecuadamente a los principios de su invención. Recuerde que el sistema fuel injection, es solo una forma de administrar el combustible, como una alternativa al carburador. El principio de combustión interna, sigue siendo el mismo. Ahora, tome nota de lo siguiente: Todos los vehículos, tienen que pasar un examen de emisiones, o control de humo, antes de ser puesto en venta. Esto obliga a los fabricantes, a desarrollar sistemas, para evitar una contaminación ambiental, mas allá de los limites permitidos. En esta pagina, mostramos, la forma, en que un mecánico, sensato, debe razonar, ante un vehiculo, fuel injection. Primero, debemos enterarnos, del año y tipo de vehiculo, analizando la etiqueta, que todo vehiculo debe llevar.

Esta etiqueta, corresponde, a un automóvil saturn modelo 1999, 4 cilindros 1.9 Litros, controlado por un Modulo Computarizado, (Secuencial Fuel Injection). No requiere ajustes, en el afinamiento o tune-up, ya que viene, pre ajustado de fabrica. La apertura entre electrodos de bujías es de, 0.040 inches (pulgadas), esta equipado con válvula. EGR,Sensor de oxigeno.

Mirando la etiqueta de arriba podemos concluir, que se trata de un vehiculo, que no lleva distribuidor de chispa hacia las bujías; Entonces debemos ubicar el origen, y la forma en que se alimenta la chispa a las bujías. Observemos; sistema de distribución directa ( DIS) (coil Assenbly), desde esta ubicación, salen los cables, hacia las bujias, en el orden en que indican los números (correspondientes a cada cilindro) Tmabién podemos observar la posición de la válvula, EGR, PCV, sensor de posición de garganta (Throtle Body), sensor de presión absoluta del manifold (MAP sensor) Todo lo indicado, en el párrafo anterior, si esta mal conectado, electrónicamente o por vacío, origina una falla en el motor. Tome nota de lo siguiente: Todos los vehículos que llevan instalado un computador, tienen dos fases, formas o modos de funcionamiento, conocidas como, circuito abierto [open loop]; y circuito cerrado [close loop]. La forma de circuito abierto, se manifiesta cuando el motor esta frío; en esta fase de funcionamiento el motor necesita de una mezcla rica; debido a esto el programa del computador, permite que el motor encienda, funcione y caliente pero no interfiere ni le altera el funcionamiento. Cuando, el sensor de temperatura del agua, o liquido enfriante [cooling sensor], alcanza la temperatura especificada por el fabricante; la computadora cierra su circuito [close loop]. Desde este momento, la computadora lee las señales del sensor de oxigeno; determina si los gases quemados son consecuencia de mezcla rica o pobre; analiza las señales del sensor de posición

de la garganta, de presión absoluta del manifold, etc.y luego activa los actuadores para corregir algún desbalance en la mezcla. Esto pone de manifiesto; que un vehiculo sin termostato del agua o liquido enfriante, no permitirá que el sensor de temperatura alcance, la temperatura requerida; para hacer que la computadora cierre su circuito; dando como consecuencia que el motor siga funcionando, en la posición de circuito abierto; gastando la gasolina como si estuviera frío; y contaminando el ambiente. Si usted cree, que el motor calienta demasiado, revise el funcionamiento del abanico o ventilador, cheque el termostato, algunas veces se queda pegado en posición cerrado; haga una limpieza al radiador, tenga una bomba de agua en buenas condiciones; pero no cometa el error de remover el termostato del agua; y dejar que esta circule libremente. Recuerde, que cualquier alteración, en el funcionamiento mecánico del motor; daría como consecuencia, fallas; que al ser escaneadas, por un computador de diagnostico, o lectura manual de diagnostico; mostraría códigos que involucran, al sensor de oxigeno, sensor de la garganta, sensor de revoluciones en marcha mínima, etc. etc. En otras palabras, si usted cree, que con un computador, scanner o lector de códigos, tiene solucionado el problema de su vehiculo; se equivoca. Antes que el computador, esta la experiencia, conocimiento, y capacidad del mecánico (un computador, no es mas que un ordenador de datos, y anteponerlo a la experiencia de un mecánico, no pasa de ser una actitud absurda).

EGR: válvula de recirculación de gases quemados

Esta válvula trabaja, con vacío, porteado, lo que quiere decir, que solo debe trabajar, cuando aceleramos y estando caliente( si tuviera, un interruptor térmico). Tome nota de esto: si por alguna razón, alguien movió la regulación, de la apertura de la garganta, el hoyo que alimenta de vacío a la válvula EGR, quedará al descubierto, esta condición, haría que la válvula trabaje, aun en marcha mínima; lo que daría como consecuencia, un funcionamiento irregular del motor. PCV ventilación positiva del carter

Si esta válvula se tapa, el motor no podría expulsar los gases que se acumulan en el carter de aceite, dando como consecuencia, un alboroto dentro del carter obligando al aceite a salir por cualquier lugar. Si esta válvula se rompiera; el funcionamiento del motor seria inestable y perdería potencia; al quitar el tapón de aceite, se notaria la succión, consecuente. Sensor de posición del cigüeñal

Este sensor se encuentra instalado, en la polea del cigueñal al frente del motor, en unos casos; y en otros incrustado en el block del motor, a un lado; sensa el momento en que una rueda dentada o con ventanas, alinea una de sus ventanas con el sensor. Esta señal es enviada al modulo de encendido. Se entiende que la señal enviada es intermitente, siguiendo las vueltas de cigueñal, dando lugar con esto a que la bobina sufra contracciones y expulse la chispa de alto voltaje. Si este sensor, estuviera quebrado, quemado o desconectado; no habría señal y en consecuencia no habría chispa. Es importante revisar este sensor y su línea de conexión hacia el modulo. Este sensor también opera como un Hall-effect switch, monitorea la posición del cigueñal, y envía la señal al módulo de encendido indicando el momento exacto en que cada pistón alcanza el máximo de su recorrido, ( TDC ) . Frecuentemente se encuentra ubicado en la parte baja del motor, al lado derecho cerca de la polea del cigüeñal (incrustado en el bloque de cilindros, o a un lado de la polea principal).

Sensor de oxigeno (EGO) (H2O)

Este sensor, por lo general se encuentra instalado en el manifold de escape; o en el convertidor catalítico. La función de este sensor, es olfatear los residuos expulsados hacia el sistema de escape. La estructura y el material con el que esta fabricado este sensor, le permite generar corriente, como respuesta a una mezcla rica, debido a esto, si los gases quemados, tienen residuos de mezcla rica o pobre, altera el voltaje que genera, enviándolo a la computadora, para que esta ajuste la mezcla. Este sensor, trabaja cuando esta caliente. y por lo general lleva un solo conector o alambre, pero si llevara mas de uno, quiere decir que los otros alambres, están para alimentar una resistencia que lo mantiene caliente. Este sensor es un compuesto de zirconia/platinun; su función es olfatear los gases residuales de la combustión está ubicado, frecuentemente en el manifold de escape o cerca de el; solo funciona estando caliente, por esta razón hay algunos que utilizan una resistencia para calentar; en estos casos el sensor lleva mas de un conector. Tiene la particularidad de generar corriente, variando el voltaje de 1 voltio [promedio 0.5], en cuanto siente residuos altos o bajos de oxigeno interpretando como una mezcla rica, o pobre, dando lugar a que la computadora ajuste la mezcla, tratando de equilibrar una mezcla correcta. (14.7 partes de aire por 1 de gasolina). Sensor de posición de la garganta

Sensor de posición de la garganta, este sensor recibe un voltaje de referencia, controlado por la computadora del vehiculo. Cuando aceleramos, movemos la posición de la garganta; este hecho hace que se altere, el voltaje de referencia. La computadora lo interpreta y de acuerdo con su programa, hace la entrega de combustible a través, de los inyectores. Debido a esto, los fabricantes instalan este sensor preajustándolo. Si usted movió y volvió a instalar este sensor; debe ajustar la posición, para evitar, que exista una descordinación, entre la apertura de la garganta y la lectura de voltaje, que tiene programada la computadora. La falla mostraría un sube y baja de revoluciones. Sensor de temperatura

Este sensor, es el mas común e importante de un sistema de inyección de combustible. La función, de este sensor, es llevar a la computadora la temperatura del liquido enfriante dentro del motor. Esto le sirve a la computadora para cambiar la posición de circuito abierto(open loop) a circuito cerrado (close loop) si este sensor se desconecta, el abanico o ventilador, se quedaría funcionando todo el tiempo. Para que este sensor funcione correctamente, necesita que el motor tenga instalado su respectivo termostato. Este sensor se encuentra ubicado cerca de la conexión de la manguera superior, que lleva agua del motor al radiador; su función es monitorear la temperatura dentro del motor; de esta manera; la computadora al recibir la señal de que el motor alcanzo la temperatura de trabajo; procede a ajustar la mezcla y el tiempo de encendido.

MAP sensor de presión absoluta del manifold de admisión

Si este sensor tuviera desconectada la manguera de vacío daría como resultado, un funcionamiento tembloroso e inestable. Este sensor mide la presión del manifold como un porcentaje de la presión atmosférica normal, y envía la información a la computadora, para que esta ajuste el tiempo de encendido. SENSOR DE POSICIÓN DEL ARBOL DE LEVAS (CAMSHAFT SENSOR)

Este sensor monitorea a la computadora, la posición exacta de las válvulas. Opera como un Hall-effect switch, esto permite que la bobina de encendido genere la chispa de alta tension. Este sensor se encuentra ubicado frecuentemente en el mismo lugar que anteriormente ocupaba el distribuidor. Recuerde que este es un componente del sistema de encendido directo- DIS;- lo que quiere decir que el motor no puede estar usando los dos componentes. Se podría decir que este sensor remplaza la función del distribuidor.

SENSOR DE DETONACIÓN (KNOCK SENSOR)

Este sensor es usado para detectar la detonación del motor; opera produciendo una señal cuando ocurre una detonación. El uso de este sensor es frecuente en los vehículos deportivos o equipados con turbo. La computadora utiliza esta señal para ajustar el tiempo de encendido, y evitar el desbalance de la mezcla aire-gasolina. Frecuentemente se encuentra ubicado en la parte baja del monoblock al lado derecho. SENSOR DE TEMPERATURA DEL AIRE DEL MANIFOLD (MAT SENSOR)

Este sensor esta montado en el manifold de admisión, los cambios en el valor de su resistencia se basan en los cambios de temperatura.