Sistema de Inyección Multipunto

Sistema de inyección multipunto,
L-JETRONIC, MOTRONIC, DIGIJET, DIGIFANT

1. Sistema de Inyección Multipunto

2. Introducción Alimentación Carburación Inyección Gasolina Diesel I.Directa 100-250 kg/cm^2 Gasolina Presión atmosférica I.Directa 75-150 kg/cm^2 I.Indirecta 2.5-4 kg/cm^2

3. VENTAJAS DE LA INYECCION ELECTRONICA 1. CONSUMO REDUCIDO 2. MAYOR POTENCIA 3. GASES DE ESCAPE MENOS CONTAMINANTES 4. ARRANQUE EN FRIO Y FASE DE CALENTAMIENTO Con la utilización de carburadores, en los colectores de admisión se producen mezclas desiguales de aire/gasolina para cada cilindro. La necesidad de formar una mezcla que alimente suficientemente incluso al cilindro más desfavorecido obliga, en general, a dosificar una cantidad de combustible demasiado elevada. La consecuencia de esto es un excesivo consumo de combustible y una carga desigual de los cilindros. Al asignar un inyector a cada cilindro, en el momento oportuno y en cualquier estado de carga se asegura la cantidad de combustible, exactamente dosificada. La utilización de los sistemas de inyección permite optimizar la forma de los colectores de admisión con el consiguiente mejor llenado de los cilindros. El resultado se traduce en una mayor potencia específica y un aumento del par motor. La concentración de los elementos contaminantes en los gases de escape depende directamente de la proporción aire/gasolina. Para reducir la emisión de contaminantes es necesario preparar una mezcla de una determinada proporción. Los sistemas de inyección permiten ajustar en todo momento la cantidad necesaria de combustible respecto a la cantidad de aire que entra en el motor. Mediante la exacta dosificación del combustible en función de la temperatura del motor y del régimen de arranque, se consiguen tiempos de arranque más breves y una aceleración más rápida y segura desde el ralentí. En la fase de calentamiento se realizan los ajustes necesarios para una marcha redonda del motor y una buena admisión de gas sin tirones, ambas con un consumo mínimo de combustible, lo que se consigue mediante la adaptación exacta del caudal de éste.

4. TIPOS DE INYECCION INDIRECTA DE GASOLINA

5. 1912.- Primeros ensayos de bombas de inyección de gasolina basada en las bombas de aceite de engrase. 1932.- Ensayos sistemáticos de inyección de gasolina para motores de aviación. 1937.- Aplicación en serie de la inyección de gasolina en motores de aviación. 1945.- Primera aplicación en serie de la inyección de gasolina en vehículos a motor. 1951.- Sistemas de inyección de gasolina para pequeños motores de dos tiempos. 1952.- Sistemas de inyección de gasolina para motores de 4 tiempos para vehículos, en serie a partir de 1954. 1967.- Primer sistema electrónico de inyección de gasolina D- Jetronic . 1973.- Inyección electrónica de gasolina L- Jetronic Inyección electrónica de gasolina K- Jetronic . 1976.- Sistemas de inyección de gasolina con regulación Lambda. 1979.- Sistema digital de control del motor Motronic . 1981.- Inyección electrónica de gasolina con medidor de caudal de aire por hilo caliente LH- Jetronic . 1982.- Inyección continua de gasolina con control electrónico KE- Jetronic . 1987.- Sistema centralizado de inyección Mono- Jetronic . 1989.- Control digital del motor con dispositivo de control de la presión del colector de admisión Motronic MP3. 1989.- Control digital del motor con ordenador de 16 bit, Motronic M3. 1991.- Gestión del motor mediante CAN ( Controller Area Network), sistema de bus de alta velocidad para acoplar las diferentes centralitas. HISTORIA DE LOS SISTEMAS DE INYECCION DE GASOLINA BOSCH

6. Esquema de un sistema de inyección L- Jetronic

7. SISTEMA DE INYECCION MULTIPUNTO Significa la utilización de una válvula de inyección para cada cilindro de motor.   1 – Tubo distribuidor ( entrada de combustible ) 2 – Aire 3 – Mariposa de aceleración 4 – Múltiple de admisión 5 – Válvulas de inyección – Motor

8. Sistema de inyección L- Jetronic Las características generales de un equipo L- Jetronic de la casa Bosch y de sus derivados, tales como el LE2-Jetronic son las siguientes: • No incorpora el sistema de encendido • El mando es completamente electrónico. La UEC recibe constantemente información de cada uno de 1 sensores, ello le proporciona unos parámetros que memoriza y, de acuerdo con un programa previamente incorporado , toma las decisiones instantáneas . • Es un equipo multipunto, con inyección intermitente el colector de admisión . • La cantidad de aire que penetra en el colector de admisión se controla por medio de un " caudalímetro del tipo trampilla. Solo en el LH- Jetronic , el caudalímetro de trampilla se sustituye por uno de hilo incandescente.

9. Caudalímetro volumétrico de mariposa (o de aleta) Su principio de funcionamiento se basa en traducir en valores eléctricos las posiciones a las que el paso de aire somete a una compuerta. El caudalímetro consta de una mariposa-sonda (1) que pivota sobre un eje central (2) y dispone de una chapaleta de compensación (3) que se mueve en una cámara de compensación para amortiguar las pulsaciones. La entrada de aire (4) procedente del filtro se produce a través de la boca (5) y, según la cantidad del mismo, desplaza más o menos la mariposa-sonda de una manera proporcional a la cantidad de aire aspirado. La mariposa-sonda es, además, solidaria de un cursor (6) que se desplaza por un potenciómetro (7) con una rampa de resistencias, de modo que proporciona diferentes señales eléctricas según la posición ocupada por la mariposa-sonda. Para conseguir la regulación del aire de ralentí dispone de un conducto by-pass (8) para el aire, que deja en cortocircuito a la mariposa y puedeser regulado por medio de un tornillo de estrangulamiento (9) para acudir a su correcto reglaje.

10.   Elementos de arranque en frío y control de ralentí En el arranque en frío del motor, se observa un empobrecimiento en la mezcla, debido principalmente a la mezcla deficiente de las partículas de gasolina a baja temperatura, a la condensación en las paredes frías del conducto de admisión y a la poca volatilidad del combustible. El inyector (válvula) de arranque en frío   Válvula de aire adicional

11.   Sensor de temperatura del motor Cuando se produce el arranque en frío del motor es necesario enriquecer la mezcla para el calentamiento del motor, ya que parte del combustible se queda condensado en las paredes aún frías de los cilindros, y además cuando se cortase la válvula de arranque en frío, se producirá una caída apreciable del número de revoluciones del motor. Justo después del arranque debemos inyectar una cantidad de combustible entre 2 y 3 veces mayor que la necesaria durante un tiempo de unos 30 segundos. Una vez pasado este tiempo basta con un pequeño enriquecimiento de la mezcla, que regula la unidad electrónica de control mediante la información de la temperatura del motor que le proporciona la sonda térmica . Esta sonda consiste en un termistor NTC (coeficiente de temperatura negativo), que tiene la propiedad de disminuir la resistencia según aumenta la temperatura. Dicho termistor va alojado en una carcasa metálica que se rosca en el bloque motor de forma que quede sumergida en el refrigerante, en motores refrigerados por agua. En motores refrigerados por aire va roscada en la culata.

12. Presión barométrica La presión barométrica o atmosférica se utiliza para determinar la densidad del aire a diferentes altitudes. Como el motor requiere menos carburante a altitudes elevadas, el sensor transmite una señal a la UEC para reducir el tiempo de apertura de los inyectores. Estos detectores suelen ir colocados en el interior de la UEC. El captador es del tipo piezo -eléctrico.

13. La sonda lambda   Se encarga del control de las emisiones nocivas de los gases de escape en combinación con un catalizador. El catalizador es una especie de filtro químico gracias al cual se puede descomponer los residuos nocivos y combinarlos con otros elementos químicos de forma que se elimine la emisión de productos contaminantes. Para que la acción del catalizador esté debidamente protegida, la mejor solución es que el equipo disponga, además de una sonda que determine el grado de completo quemado de la mezcla y avise rápidamente a la UEC para que corrija los tiempos de apertura de los inyectores, en el caso de mezclas salidas de la cámara de combustión con quemado incompleto.

14. La función de la sonda Lambda es, pues, la de avisar constantemente a la UEC de la relación estequiométrica de la mezcla a su salida por el colector de escape. Con este aviso, la UEC puede variar ligeramente la aportación de gasolina y conseguir que el motor esté funcionando siempre con la mezcla más adecuada posible a las condiciones de marcha pedidas por el conductor. Su construcción es la siguiente: consta de un cuerpo (1) metálico que sirve para posicionar la sonda en el tubo de escape mediante una rosca; dos electrodos de platino (2) y (3), permeables a los gases de escape, uno en contacto con los gases (2) y el otro en contacto con el aire exterior (3). Entre los dos electrodos se encuentra un cuerpo de cerámica porosa (4).

15. Registro del número de revoluciones La información relativa al número de revoluciones y al momento de inyección es proporcional a la unidad de control L- Jetronic por el ruptor del distribuidor de encendido, en los sistemas de encendido por contactos, y por el borne 1 de la bobina de encendido en los sistemas sin contactos.  

16. Tubo distribuidor   Del tubo distribuidor salen los conductos a los inyectores, incluido el de arranque en frío. Su volumen es bastante mayor que la cantidad de combustible que puede necesitar el motor en cada ciclo, de forma que cumple una función acumulador para disminuir oscilaciones de presión.  

17. Regulador de presión   Se encuentra al final del tubo distribuidor y su cometido es hacer que la presión en el sistema se mantenga dentro de unos límites, que serían, dependiendo del sistema, de 2,5 3 bares. Consiste en una membrana que divide la cápsula en dos. Por una cara tenemos un muelle calibrado para que presione la membrana, y por la otra tenemos el combustible a presión. Cuando se supera la presión prolongada, la membrana vence el muelle y abre una válvula, que deja pasar el combustible sobrante, ya sin presión, al depósito. La cámara del muelle va unida mediante un tubo al colector de admisión, detrás de la mariposa. Así, la presión en el sistema depende directamente de la presión en el colector de admisión, y la caída de presión en los inyectores será la misma para cada posición de la mariposa.

18. Inyectores La misión de los inyectores consiste en pulverizar o inyectar la cantidad precisa de combustible que necesita cada cilindro delante de las válvulas de admisión. Estos inyectores son de funcionamiento electromagnético, de forma que abren o cierran según los pulsos que reciben de la unidad de control. El inyector consiste en un cuerpo de válvula que contiene la aguja del inyector con un inducido magnético superpuesto. El cuerpo de válvula contiene un devanado conductor. Cuando el devanado no está excitado, un muelle mantiene la aguja contra su asiento. Al excitar el devanado con un pulso de tensión la aguja se levanta aprox. 0,1 mm de su asiento, permitiendo la salida de combustible gracias a la presión que hay en el circuito. El tiempo de duración de los pulsos oscila entre 1 mseg . y 1,5 mseg .

19. Unidad de control   La unidad de control se encarga de analizar los datos que proporcionan los distintos sensores acerca del funcionamiento del motor. A partir de ellos determinan la duración de los impulsos encargados de abrir las válvulas de inyección, de forma que el rendimiento del motor sea óptimo en todo momento. La unidad de control va alojada en una carcasa metálica, protegida contra el agua y el color del motor. El uso de elementos híbridos y de circuitos integrados ("chips") hace que sea de tamaño reducido, a la par de fiable, al disminuir el número de componentes. La comunicación de la unidad con el resto del sistema se efectúa a través de un conector múltiple. Las etapas de potencia van fijadas a la carcasa metálica, para conseguir una buena disipación de potencia. Las entradas a la unidad de control están protegidas contra polaridad incorrecta y cortocircuitos.

20. Sistema de Inyección Motronic El Motronic está diseñado por el mismo fabricante, BOSCH, que los sistemas estudiados anteriormente L-JETRONIC y sus derivados, por lo que muchos de sus componentes son comunes, y ya han sido estudiados por lo que no centraremos en las diferencias existentes y en los nuevos componentes de que consta. Motronic dispone de dos sub-sistemas: uno, formado por todo el conjunto de las piezas de que consta la inyección y otro sub-sistema relativo al encendido. La UEC es el elemento común entre los dos sub-sistemas siendo la pieza básica del MOTRONIC.

21. Sensor de posición angular del cigüeñal y velocidad de rotación del motor   En un circuito de inyección de gasolina y en el de encendido es necesario saber la posición angular del cigüeñal y la velocidad de rotación del motor para que el calculador pueda determinar el instante del ciclo de funcionamiento del motor más adecuado para hacer saltar la chispa e inyectar la gasolina . Inicialmente a la aparición de los sistemas de inyección de gasolina combinados los dos parámetros se determinan de forma separada. La posición del cigüeñal mediante los diferentes generadores de impulsos situados en el distribuidor de encendido y el régimen de giro en los sistemas con contactos por el ruptor y en los sistemas sin contactos por el borne de masa del primario. Con la desaparición del distribuidor y de los contactos de encendido se ha pasado a la utilización de sensores y coronas dentadas situadas en el volante de inercia. Primero se han utilizado dos sensores, uno de régimen y otro de referencia angular. Ambos son del tipo de transmisor inductivo de impulsos y se coloca frente al volante del motor donde se sitúa la corona dentada.

22. Circuito de alta tensión El Motronic dispone de un distribuidor de alta tensión, accionado directamente por el árbol de levas y considerablemente simplificado en comparación con los sistemas de encendido transistorizado con distribuidor de encendido. El primario de la bobina de encendido (2) va conectado al polo positivo de la batería (8) a través de la cerradura de encendido (1). El transistor de encendido de la unidad de control (7) efectúa la conexión a masa mientras dura el paso de corriente primario. La variación del ángulo de avance en función del régimen y de la carga así como el control del ángulo de cierre corre a cargo de la unidad de control. Por ello quedan suprimidos la cápsula de depresión, el variador de avance centrífugo y el transmisor de disparo. El distribuidor de alta tensión se reserva únicamente la función de distribuir la alta tensión.

23. Bobina de encendido La alta tensión disponible reviste especial importancia en el equipo de encendido, al igual que la duración de la chispa, la intensidad de la corriente deformación de chispas y la velocidad de subida de la alta tensión. La alta tensión se obtiene esencialmente de la energía almacenada en la bobina de encendido. Esta última está constituida por dos devanados de cobre superpuestos y bobinados alrededor de un núcleo de hierro, que están aislados recíprocamente en función de la diferencia potencial. Una vez concluida la fase de magnetización, el circuito de corriente primaria de la bobina de encendido se interrumpe en el momento del encendido. En el mismo instante, el campo magnético desaparece induciéndose en el devanado secundario la tensión de encendido.

24. Distribuidor de alta tensión El distribuidor de alta tensión distribuye única y exclusivamente la alta tensión de la bobina de encendido a las diferentes bujías. Este distribuidor ya no tiene función de mando (como los distribuidores de encendido) y por ello su estructura es muy plana. Ya no necesitan satisfacerse las grandes exigencias de precisión en la marcha sincrónica. Generalmente, el distribuidor de alta tensión va embridado a la culata y el rotor va montado directamente en el extremo del árbol de levas.

25. 6.3 Sistema Digijet   El sistema Digijet usado por el grupo Volkswagen es similar al sistema L- Jetronic con la diferencia de que la ECU calcula digitalmente la cantidad necesaria de combustible. La ECU controla también la estabilización del ralentí y el corte de sobrerégimen .

26. 6.4 Sistema Digifant El sistema Digifant usado por el grupo Volkswagen es un perfeccionamiento del sistema Digijet . Es similar al Motronic e incorpora algunas piezas VAG. La ECU controla la inyección de gasolina, el encendido, la estabilización del ralentí y la sonda Lambda (sonda de oxígeno). Este sistema no dispone de inyector de arranque en frío.  

27. SISTEMA DE INYECCIÓN MULTIPUNTO MITSUBISHI MPI     La gestión de los motores Mitsubishi está confiada a un sistema propio de la marca, lo cual permite la estandarización de los elementos y que la colocación de los elementos sea prácticamente idéntico para diferentes modelos de la marca. Los métodos de puesta a punto y de diagnóstico están unificados para toda la gama. La parte más característica del sistema de inyección de esta marca está en el caudalímetro de aire y el cuerpo de la mariposa. En los primeros sistemas, la medida del caudal de aire estuvo confiado a un sistema de ultrasonidos, pero en la actualidad ha sido sustituido por un sistema de medición por presión. En cuanto a la regulación de ralentí, o bien se actúa directamente sobre el eje de la mariposa (motor con un solo árbol de levas) o bien se trata de una válvula en derivación con la mariposa (motor con doble árbol de levas).

28. 2. SISTEMA DE INYECCIÓN Y ENCENDIDO INTEGRADO RENIX DE RENAULT   Este sistema ideado por Renault trabaja de forma muy similar al sistema Motronic de Bosch, con el sistema de inyección y encendido integrado en la misma unidad de control ECU. El sistema Renix es de inyección simultánea, de forma que todos los inyectores inyectan gasolina al mismo tiempo y una vez cada vuelta de cigüeñal.

29. 3. INYECCIÓN ELECTRÓNICA DE GASOLINA PARA MOTOR WANKEL -MAZDA MPI   El motor Mazda MPI instalado en el modelo Mazda RX7 con motor giratorio ( wankel ) de doble cámara es un sistema de inyección intermitente. El inyector primario inyecta gasolina en la lumbrera de admisión y el inyector secundario lo hace en el colector de admisión. El cuerpo de la mariposa lleva incorporadas dos válvulas de mariposa, la primaria y la secundaria. El medidor del caudal de aire no necesita ningún tipo de accionamiento mecánico.