2. Historia y Comparación
Lo primero que debemos señalar al comenzar a hablar de
inyección es que el motor térmico sigue siendo el mismo con
idénticos principio de funcionamiento ya sea Otto o Wankell u
otro motor, de combustión interna o gasolina.
Como observamos en el dibujo (A).La manera más simple
de explicar como dosificar la alimentación, en un carburador
es como sigue:
-Básicamente no se mide nada, y se busca que la mezcla
de combustible se mantenga constante, en relación al aire
aspirado pero esto lo lograra solamente, en relentí y a 2.500
RPM debido a que en estas dos circunstancias han sido
graduadas, pero el resto de las situaciones o condiciones no.
El dibujo también muestra que la mezcla se prepara al
mismo tiempo para todos los cilindros.
En el dibujo (B) podemos apreciar que a un mismo motor se le
aplica un sistema de inyección de combustible.
3. La diferencia básica entre un sistema carburado y uno
inyectado, es que el aire se mide y en relación a esto se
dosifica la cantidad exacta de combustible (14,7: 1).
Por otra parte la dosificación de combustible, la
capacidad volumétrica de aire, también toma en cuenta la
velocidad del motor, posición de la mariposa de aceleración y
la temperatura del motor como medidas esenciales para
calcular cuanto combustible necesita el motor, dosificando la
cantidad exacta y uniforme para cada cilindro, produciendo
con ello mayor eficacia eficiencia que se traducen en economía
de combustible.
Historia de la Inyección
Los primeros vestigios de inyección comenzaron con
experimentos para la aviación, antes de la primera Guerra
Mundial, pero con el inicio de esto y por los costos de
investigación e inversión, se prefirió perfeccionar aun más, el
carburador dejando de lado todo proyecto de inyección.
Luego entre los años 20 y debido a la prosperidad, que se
vivió a la pos guerra se retorno el tema de la inyección, y con
el Auge Militar que se comenzó a vivir en Alemania, la
Industria de ROBERT BOSCH. Quien incursiono en la inyección
para la aviación, introduciendo la inyección directa que era
una modificación del sistema Diesel.
Durante la Segunda Guerra la inyección domino en los
cielos.
Hasta este momento la inyección era mecánica, los
inicios de la inyección electrónica, fueron en 1940 cuando en
Italia se introdujo un Solenoide para controlar la cantidad de
combustible.
Después de la Segunda Guerra, los fabricantes de los
Automóviles, echaron al olvido todos los adelantos de la
inyección y por los años, se conformaron con los pequeños
adelantos en los carburadores.
En 1949 se inscribe un Automóvil en las 500 millas, de
Indianápolis con Inyección, con las características de rociar
continuamente combustible delante de la válvula de admisión,
el sistema se denomino “FLUJO CONSTANTE DE INYECCIÖN “.
En 1957 Chevrolet masifico en algunos modelos un
sistema de inyección mecánica, que utilizaba una bomba
eléctrica de alta presión, un plato dosificador para mantener
las emisiones y la mezcla. También era un sistema de flujo
constante en el que el inyector rocía el combustible de manera
continua delante de la válvula de admisión.
4. La complejidad del sistema fue rechazada por quienes se
enfrentaron al servicio y reparación del mismo por la cual fue
desechando por Chevrolet, continuando el sistema carburado.
Al mismo tiempo BENDIX obtenía en 1952 la patente
General para crear el Primer Sistema de Inyección electrónica,
masivo de ese entonces la Gerencia de BENDIX desecho el
proyecto por tener muy poco porvenir.
En 1966 es cuando BENDIX otorga a BOSCH la licencia para
poder crear un sistema de inyección eléctrica, y fue así como
1968 BOSCH crea el sistema D Jetronic en un vehículo
Volkswagen.
A pesar de la complejidad y la resistencia, nuevamente
de las personas dedicada al servicio, el sistema (D Jetronic)
persistió y es el padre de los sistemas de inyección, que
utilizan la depresión del múltiple para medir la cantidad de
aire que entra en la cámara (MAP).
Se comenzó a modificar el sistema D. en GM, Cadillac y
otras marcas pero se hacia indispensable un sistema de auto
ayuda.
Fue así como BENDIX en los años 70,71 y 73 comenzó a
ver las ventajas de una computadora digital, la cual controlara
no solo la inyección si no también el encendido la trasmisión y
a su vez por ser una computadora retroalimentada a través de
censores podría reprogramarse y guardar en su memoria
fallas o problemas, los cuales podrían obtenerse a través de
códigos, por el personal que realizara las reparaciones.
“Se había iniciado el camino de la Inyección Electrónica”
5. Introducción a la Electricidad y Electrónica
Primero debemos decir que si existe un movimiento de
electrones dentro de un elemento existe electricidad.
Para que ello ocurra deben existir 3 condiciones
esenciales, las cuales sustentan los principios de la
electricidad.
Primero debe existir una fuerza que empuje los
electrones a cambiar de orbita, produciendo el movimiento,
esta fuerza se llama “TENSIÖN DE VOLTAJE”
Y se mide en Volts. (V).
Segundo el movimiento que se produce de electrones se
llama CORRIENTE ELECTRICA y cuando es medida, pasa a ser
intensidad eléctrica doctores el cual ofrece una resistencia al
libre paso de estosy se mide en Amperes. (A).
Por ultimo tenemos el camino por el cual transitan los
electrones que son los conductores los cuales ofrecen una
oposición al libre transito de estos o movimiento, y se llama
resistencia la cual se mide en OHM.
Esta resistencia a su vez se aplica en tres tipos
CONDUCTORES, CARGAS Y AISLADORES.
Los conductores son los que oponen menor resistencia al
paso de los electrones y por lo general son metales.
Las cargas son conductores específicos de diámetro y
secciones calculados según lo que se requiere.
Por ultimo los aisladores que tienen una muy alta
resistencia al paso de la corriente y se usan para impedir que
los electrones o corriente se escape o donde no se requiere.
De lo anterior se desprende la ley más importante de la
electricidad la ley de OHm. La cual plantea que la corriente es
inversamente proporcional a la resistencia y proporcional con
el voltaje.
6. A hora que esta claro que es electricidad y los elementos
que deben estar presentes para que se produzca, cabe señalar
que existen dos tipos de ella:
Corriente Alterna (C.A)
Es aquella en que los electrones se desplazan
indistintamente, de positivo a negativo, y de negativo a
positivo. En el tiempo produciendo un trabajo.
Corriente Continúa (D.C) Ó ( C.C).
Es aquella que solo tiene un sentido de desplazamiento y
eléctricamente es de negativo a positivo, pero para el estudio
de circuitos siempre se ha tomado el sentido de positivo a
negativo.
7. Para continuar con el conocimiento de la electricidad
debemos tener, claro las unidades de medida de los diferentes
elementos, tales como el OHm para la resistencia, el Amper
(A) para la corriente el Volts. (V) para el voltaje Etc.
Pero en ciertas ocasiones se miden cantidades muy altas
de un elemento o muy pequeñas del mismo, por eso existen
los múltiplos y submúltiplos. Por Ej. Si tengo 10.300 (V) se
dice que son 10.3 KV.
Tabla de Comparaciones
1 MV Mega Volts 1.000.000 V
1 KV kilo Volts 1.000 V
1 V Volts 1.000 V
1 mV Mili Volts 0,001 V
1 mV Micro Volts 0,000001 V
Nota: la misma tabla sirve para las unidades de medida de Ohm y Amper.
Circuitos Básicos
En electricidad existen 3 circuitos básicos y elementales,
estos son: circuito serie, circuito paralelo, y mixto.
Circuito Serie
Es aquel donde todos los elementos están conectados
uno a continuación del otro, es decir si uno de ellos falta se
interrumpe la energía que circula por el circuito.
8. La principal característica de este circuito es que las
resistencias en serie suman sus valores ohmicos, es decir a
mayor cantidad de cargas mayor valor ohmico total.
Rt = R1 + R2 + Rn...
1ªLey de Kirchhoff
De lo anterior desprendemos que el voltaje total es la
suma de los voltajes parciales de un circuito en que todos sus
componentes se encuentran en serie y la tensión de cada uno
es diferente en cada carga o resistencia.
Vt = V1 + V2 + Vn...
Por ultimo cabe señalar que la corriente eléctrica dentro
de un circuito serie es la misma en cada elemento.
At = A1= A2 = An...
Circuito Paralelo
Es el más común en el sistema automotriz, pues su
característica principal es que todos los elementos están
conectados al mismo valor de la fuente de poder.
9. 2ª Ley de kirchhoff
La principal característica de este circuito es que la
corriente exigida a la fuente de poder aumenta a medida que
aumenta la cantidad de carga, manteniendo el voltaje. Dicho
de otra forma la suma de las corrientes parciales de un
circuito en paralelo debe ser igual a la corriente total del
circuito.
It = I1 + I2 +In...
Otra característica es que el voltaje se mantiene constante.
Por ultimo con respecto a los resistencias podemos decir
que al ofrecerle, mayor cantidad de caminos para que pase la
corriente, la resistencia total será menor que la menor, de las
resistencias parciales.
Circuito Mixto
El circuito mixto es la suma de los otros dos y abarca
toda forma de conexión
Además debemos acotar que las leyes son las mismas.
Para sus cálculos primero se debe simplificar los
circuitos, es decir se resolverán por separado dentro del
mismo los circuitos series y paralelos.
Hemos hablado hasta este momento de tres
conceptos básicos, corriente, resistencia y voltaje pero existen
otros y que en el área automotriz se deben tener en cuenta
por ejemplo, señal, frecuencia, factor de trabajo y anchura de
pulso.
10. Señales:
Básicamente existen dos tipos de señales; señales
análogas y señales digitales, para nosotros “SEÑAL” será la
expresión en lo que se manifiesta los cambios de la tensión.
Señal Análoga:
Es aquella que cambia gradualmente su valor en el
tiempo, por ejemplo una señal TPS, un sensor de Oxigeno, un
sensor de Cigüeñal magnético, Etc.
Señal digital (cuadrada):
Es la que indica valor mínimo y máximo o bien encendido
y apagado, es decir, no existen en este tipo de señal, cambios
graduales de valor en el tiempo. Por ejemplo funcionamiento
de un inyector o un captor de efecto Hall u óptico.
11. Frecuencia :
La frecuencia es la unidad que mide la cantidad de veces
que ocurre un evento en el tiempo, y para su medición se
utiliza el HERTZ (Hz) Un HERTZ es igual a un ciclo completo
en un segundo. Pueden existir frecuencias para señales
análogas o digitales.
12. Factor de Trabajo (Ciclo Útil).
Básicamente se refiere a la cantidad de tiempo que se
acciona, un elemento y el tiempo en que no lo hace, la unidad
se expresa en porcentaje.
Por Ejemplo en un Inyector
De un 100% del ciclo total, solo un 30% de este esta
trabajando el inyector.
También se aplica el ciclo útil o de trabajo en el
encendido, cuando deseamos saber cuanto tiempo los platinos
dejan pasar corriente, hacia la bobina y cuando no, pero
además de tomarlo como porcentaje también se toma como
ángulo y recibe el nombre de DEWELL y se mide en grados
(º).
El ciclo útil se utiliza mucho para controlar solenoides
tales como el mismo inyector, válvula Egr, control de marcha
mínima, Etc. Y se realiza a través de señales cuadradas o
digital, en el caso de las válvulas para impedir la inducción de
altos voltajes en sus bobinas y la mantenión de corrientes
para su funcionamiento. Es decir, la computadora envía un
ciclo de trabajo, se cumple el objetivo y se elimina la
corriente.
En el ejemplo anterior ambas válvulas provocan lo mismo
restringir el paso de aire en la primera, se controla con una
variación de voltaje y por consiguiente la mantensión, de este
provoca calor e inducirá corriente en sus bobinas la que
pasara también por los circuitos de la computadora.
A su vez en el circuito B, la válvula también provoca
restricción del aire pero funcionara a través del ciclo del
13. trabajo, lo ocasionara voltaje o señales intermitentes, las que
ocasionaran una muy baja inducción y nada de calor al no
existir corriente circulando en los circuitos.
Anchura de Pulso.
El ancho del pulso se mide en las ondas cuadradas para
determinar, el tiempo en el que la válvula esta energizado, su
unidad es el segundo pero por lo general lo vemos en
submúltiplos es decir milisegundo o microsegundos.
Magnetismos:
El magnetismo es un fenómeno presente en la
naturaleza. Cuya característica más conocida, es la atracción
de algunos elementos. Pero además gracias al campo
magnético, se puede crear o inducir electricidad y vise versa,
con la electricidad podemos producir magnetismo o
electromagnetismo.
Todo elemento conductor que corte líneas de fuerza de
campo magnético, induce en el una tensión eléctrica, cuya
magnitud dependerá de la sección y el largo del conductor, de
la frecuencia con la que corte dichas líneas y de la magnitud
del campo.
14. La tensión inducida será alterna puesto que los
electrones se desplazaran de un polo y luego al otro.
En lo anterior vemos, que se podría inducir tensión
alterna, gracias al magnetismo, pues bien, también se puede
hacer lo contrario, ya sea que todo conductor circulado por
una corriente crea en el o en su alrededor un pequeño campo
magnético que dependerá de la cantidad de corriente que
circule, del largo y sección del conductor.
Si tuviésemos un conductor largísimo y lo enrollamos en
forma de espiral crearíamos un campo magnético, más fuerte
y si además pusiéramos un núcleo ferroso en el centro (que es
el elemento que mejor conduce las líneas de fuerza del campo
magnético). Tendríamos un electroimán. Al cual le podemos
dar un sin numero de utilidades como por Ejemplo, RELË,
VALVULAS, SOLENOIDES. ETC.
15. Electrónica
Para poder hablar de electrónica debemos hacer una
diferencia fundamental, entre electricidad y electrónica.
Un circuito eléctrico esta diseñada para consumir energía
eléctrica (WATT)
Y convertirla en trabajo (calor, movimiento, magnetismo,
luz). Un circuito electrónico esta diseñada para procesar
información en forma de señales y controlar dispositivos que
produzcan trabajo.
NOTA
La energía o potencia eléctrica es el WATT y
proporcionalmente existen 7 WATT en 1Hp y
matemáticamente su formula es:
W=VxI
Es decir la corriente consumida por un elemento a un voltaje
dado disipa o consume una potencia X.
De lo anterior se desprende que en circuito electrónico el
flujo de corriente es mínimo y que por lo general mediremos
señales de voltaje en frecuencias cuadradas o señales
variables o análogas.
Componentes básicos de la electrónica
Elementalmente la electrónica basa su funcionamiento en
los semiconductores, elementos cuya principal característica,
es convertirse en conductores de electricidad bajo ciertas
condiciones.
Diodo
Es un elemento cuya particularidad, es dejar pasar la
corriente solamente en una dirección.
Resistencia
Son elementos
cerámicos que tienen un
valor Ohmico calculado y
fijo.
16. Termistores
Elemento que varía su resistencia Ohmico en proporción
con la temperatura a la que se encuentra sometido existen
de coeficiente positivo y negativo.
Potenciómetro
Elementos que controlan o provocan variaciones de
voltaje a través de una modificación en su valor Ohmico.
Transistores
Son básicamente dos Diodos juntos y su particularidad es
ser un interruptor electrónico que conducirá mientras se
alimente su base, además, puede amplificar las señales.
