martes, 22 de abril de 2014

Estructura de Control Electrónico

El principio de funcionamiento se basa en contar con Sensores, Calculadores y Actuadores.

Sensores:
Transforman las señales físicas como lo son la temperatura del motor, la posición del cigüeñal, la presión atmosférica entre otras en variables eléctricas (variación de voltaje o cambio de frecuencia) enviándoselas al calculador.

Calculadores:
 Es el encargado de recibir las señales eléctricas de los sensores,  con esta información calcular la cantidad de gasolina que requiere para esa masa de aire que está ingresando al motor y así lograr las combustiones completas por medio de la activación de los actuadores, a su vez tienes el control de la gestión del motor como puede ser encender el ventilador del radiador.

Actuadores:
Son los componentes electromagnéticos que finalmente hacen la función mecánica ordenada por el calculador en función de la Gestión del motor, transforman una señal eléctrica en una señal física como el movimiento.


La Presión atmosférica

La presión atmosférica es baja en las altas altitudes por ejemplo 2600msnm (Bogotá) y como resultado la densidad del aire también es baja.  Por ejemplo, si la relación A/C es de 14.7 a nivel del mar y si la motocicleta se mueve hasta una alta altitud, entonces la relación A/C se hará rica debido a que la densidad del aire es baja.   

La Temperatura  
Si la temperatura es alta 40°C, entonces la densidad del aire bajará (igual que en altas altitudes) y como resultado, la masa del aire decrecerá.   La relación A/C será más rica en una ambiente de temperaturas altas (40°C) como en tiempo de frio (5°C).  

Debemos de tener presente que en países con estaciones climáticas podemos tener temperaturas frías a nivel del mar, no debemos de asociar la temperatura con la altura como sucede en países como el nuestro que no tienen estaciones por estar cerca del meridiano del ecuador. 

La Humedad  
Si la humedad relativa del ambiente  aumenta, entonces la cantidad de agua aumentará en el aire.  Como resultado, la masa del aire disminuirá, nuestro país es especial bajo esta condición debido a los altos porcentajes de humedad que tenemos por ser un país tropical. 



la combustion

Es la reacción química entre el oxígeno y la gasolina. Este proceso es exotérmico (es una reacción con desprendimiento de calor). El calor que desprende dilata el gas situado en el interior del cilindro y éste a su vez provoca el desplazamiento del pistón y así un nuevo giro del motor.  

La Reacción química de la combustión  

La cantidad de oxígeno contenida por el aire es “teóricamente constante”.

Lo mismo ocurre con la proporción de carbono que contiene la gasolina. Teniendo en cuenta este error podemos decir que si la proporción de aire/gasolina es de 14.7 kilogramos de aire por cada kilogramo de gasolina, la combustión que se realiza es completa.

Por lo tanto querrá decir que todo el oxígeno contenido en el aire ha reaccionado con todo el carbono contenido en la gasolina, siendo así, los productos que se desprenden de la combustión son:

Anhídrido carbónico (CO2) Nitrógeno (N2) Agua (H2O).  

El volumen del aire de la admisión es decidido por el motor y las condiciones de la conducción y no por el sistema de suministro de combustible.
 
Esto quiere decir que el propósito del carburador y del sistema de inyección de combustible, es el mismo: “suministrar la adecuada cantidad de combustible, que cumpla con los requerimientos del aire de la admisión y poder hacer una buena combustión”.


En un  carburador que utiliza la relación entre el volumen del aire de admisión y el vació (presión negativa), el combustible se suministra por chorros de acuerdo al valor del vació.

En un sistema de inyección de combustible, La ECU (Unidad de control Electrónico) recibe señales eléctricas acerca de las condiciones de funcionamiento del motor y además condiciones del  ambiente, luego calcula el volumen del aire de la admisión, basado en estas condiciones, el calculador determina la duración de la inyección y suministra la cantidad adecuada de combustible para tener una combustión completa.

El combustible es el material que se oxida, más un elemento oxidante llamado comburente, de forma general se denomina al oxigeno como el comburente típico, este se encuentra en el aire en una concentración de 21% en volumen. La gasolina está hecha de la mezcla de muchos hidrocarburos, los cuales combinan carbón e hidrógeno.

El índice de octano se estableció bajo un estándar de uso comercial para motores a gasolina, este consiste en asignarle valor de 100 al isooctano (Capacidad antidetonante explosividad mínima) y el valor de 0 al heptano (máxima explosividad). Así por ejemplo una gasolina de 90 octanos está constituida por una del 90% de isooctano y 10% de heptano.
La combustión es una reacción química, la gasolina contiene hidrocarburos y se expresa siguiendo la fórmula de una reacción química.  
   Fórmula 1-1:

CaHb    +    x O2 →  a /CO2        + b /2 H20
(Gasolina)   (Aire)  (Dióxido de carbón)   (Agua)

Esta relación de la reacción química, la masa de la gasolina y del aire es llamada "relación de Aire – Combustible” (A/C), tengamos presente que esta relación varia acorde a los diferentes combustibles o aditivos como el alcohol que se agrega la gasolina o las gasolinas oxigenadas etc.

El volumen del aire de la admisión y la masa del aire

El volumen del aire de la admisión es casi decidido por la carrera de admisión. Pero la relación entre el volumen del aire y la masa del aire no siempre es proporcional.  
La masa del aire depende de:

  •  La temperatura  
  •  La presión atmosférica  
  •  La humedad.   

 
Sí, la relación A/C cambia de acuerdo a las condiciones del tiempo o del ambiente.

El Nacimiento de la Inyección Electrónica de Combustible


Con el desarrollo de la electrónica y principalmente de los transistores, solucionando problemas de confiabilidad debido al rompimiento cuando alcanzabas temperaturas de trabajo en base a la refrigeración, se logró el avance en los sistemas de inyección electrónica.

Primer Sistema 
El primer sistema de inyección electrónica fue lanzado por Bendix de los Estados Unidos en 1957.  Este sistema de inyección de combustible se llamó Electrojector.  El control de emisiones en los años 60 en USA desarrollo la industria. Bosch lanzó un sistema de inyección de combustible en 1967, llamado “D- Jetronic”. El sistema D-Jectronic detecta la presión negativa de la admisión y calcula el volumen del aire de la admisión.  Después, basado en este volumen de aire, decide el volumen de la inyección y controla la relación de aire / combustible.  
 L-Jetronic  
Bosch desarrollo en 1972  un sistema de flujo de masa utilizo un medidor de flujo de aire, para detectar el volumen del aire de la admisión llamándolo L-Jetronic logrando un sistema de “quemado pobre”.

         
K – Jetronic  
Los fabricantes de automóviles deportivos Europeos, Porsche y Ferrari, aplicaron el sistema de K-Jetronic en sus automóviles de alto rendimiento.    La inyección del tipo K-Jetronic, es una columna de inyección continua.      
  
Bosch finalmente llega al  primer sistema Motronic: 
El cual combina la inyección de gasolina del L-Jetronic con un sistema de encendido electrónico a fin de formar un sistema de regulación del motor completamente integrado.   

Inyeccion mecanica

La Inyección Mecánica. 

Compañías  en Alemania desarrollaron sistemas de inyección; Benz empezó a vender el carro 300SL con un motor con inyección de combustible mecánica en 1957.  Esta tecnología se adoptó de un tipo de bomba de inyección tipo émbolo, basada en motores diésel.  

Benz lanzó el modelo 200SE en 1958, y este automóvil utilizó un sistema de inyección mecánico pero con un múltiple y un sistema de inyección de grupo en lugar del sistema de inyección directa de los 300SL. 

También tenía un sistema para compensar la temperatura del aire de la admisión y la presión atmosférica. Así que éste, era un sistema de inyección mecánico, pero tenía casi el mismo concepto que los motores modernos con inyección electrónica. 

miércoles, 9 de abril de 2014

Un poco de historia

Inicios de la Inyección de Combustible

Debido a un mayor control de emisión de gases contaminantes, mayor eficiencia en los motores y el desarrollo de la electrónica se han introducido mejoras y asistencias en los sistemas de alimentación de combustible. Cuando el motor de combustión interna se usó para los aeroplanos y automóviles a principios de los años 20, los motores estaban provistos principalmente con un carburador.  Sin embargo, los sistemas de carburador con una cámara de flotador tienen problemas para el uso en aeroplanos, ya que la posición de un aeroplano no sólo es horizontal sino que se mueve en tres dimensiones.


La temperatura tan baja de las altitudes congelará el combustible. El sistema de inyección de combustible se desarrolló basado en la tecnología de las bombas de inyección de los motores diésel, durante la segunda guerra mundial. Después de la segunda guerra mundial, se adoptaron muchas tecnologías de los aeroplanos a los motores de los automóviles y debido a esto, la inyección de combustible, también se adoptó.  La inyección se usó solamente en vehículos de carreras por su elevado costo comparado con el popular carburador. Los automóviles de carreras requieren un alto desempeño y buena respuesta y utilizaban un sistema de multi-carburadores.  

Los automóviles de carreras lograron buenos resultados y buen desempeño con la inyección de combustible, debido a las mejoras del sistema de admisión. Así que muchas compañías automovilísticas empezaron su desarrollo.