Bienvenidos a este blog de mecánica automotriz
Aquí encontrarás información sobre el sistema common rail integrado en automotores diesel, cada parte y su funcionamiento.
Si pensamos en sensores de posición angular, los de tipo magnético son la principal tecnología, aunque hay algunas más.
Este tipo de sensores cuentan con dos elementos principales, un detector y un emisor, el emisor es principalmente un imán que al variar su posición, también lo harán sus polos. Por este principio de funcionamiento, contamos con un sensor de ángulo absoluto.
El detector interpreta la posición del emisor y calcula el ángulo de forma absoluta. Este principio de funcionamiento aporta diferentes ventajas, una de ellas es que se pueden medir giros completos de 360º, que con un potenciómetro o RVDT no sería posible. Otra de las ventajas de los sensores de posición angular magnéticos es que no tienen rozamiento, ya que no hay contacto ni desgaste entre el emisor y el detector.
Como salida absoluta, nos ofrece señal analógica amplificada, para poder ser llevada directamente a un PLC o equipo se adquisición, también dispone de salida digital tipo SSI.
Respecto a los formatos de los diferentes sensores de posición angular, existen varias alternativas, desde las versiones de bajo coste en plástico, hasta los formatos de tipo brida en acero inoxidable con protección IP68.
Si lo que necesita es una medida de muy alta precisión le recomendamos los encoders incrementales magnéticos, cuya resolución puede superar los 300.000 pulsos por vuelta.
Las siglas MEMS hacen referencia a sistemas micro electro mecánicos, y corresponde a sensores cuya estructura mecánica interna, de tamaño microscópico, se acopla a circuitos microelectrónicos internos, y se usan para realizar la medición de parámetros físicos como aceleración.
A diferencia de los sensores ICP, los sensores MEMS pueden medir desde frecuencias de 0 Hz. Y comúnmente son usados para aplicaciones como monitorización de estructuras, impacto, y aplicaciones de voladura.
En Dempro como únicos distribuidores de la marca PCB Piezotronics a nivel Colombia, queremos mostrarte la diferencia entre los acelerómetros ICP y MEMS para que puedas elegir el más adecuado en tu aplicación.
Acelerómetros ICP:
Para iniciar, la siglas ICP (Integrated Circuit Piezoelectric), son una marca registrada por PCB PIEZOTRONICS.
Un acelerómetro ICP es un sensor que genera una salida eléctrica proporcional a la aceleración aplicada. Dichos sensores están diseñados para medir vibración e impacto.
La electrónica interna de los acelerómetros convierte la señal de carga de alta impedancia en una señal de voltaje de baja impedancia para ser leída por sistema de adquisición de datos.
El acelerómetro sirve para controlar la aceleración y la velocidad de vibraciones. Este tipo de acelerometro se usa en diferentes aplicaciones de medición. Algunos campos de uso del acelerómetro son por ejemplo el mantenimiento predictivo de motores, ventiladores, bombas y compresores.
Los acelerómetros o sensores de aceleración se utilizan para realizar una medida de aceleración o vibración, proporcionando una señal eléctrica según la variación física que miden, en este caso la variación física es la aceleración o la vibración.
Los acelerómetros son dispositivos que miden la aceleración, que es la tasa de cambio de la velocidad de un objeto. Esto se mide en metros por segundo al cuadrado (m/s²) o en las fuerzas G (g).
En los vehículos modernos, la proporción de componentes electrónicos es cada vez mayor. Los motivos para ello se deben, entre otras causas, a las disposiciones legales, p.ej. en lo relacionado con la reducción del consumo y de las emisiones. También de cara al aumento de la seguridad activa y pasiva, así como al confort en la conducción, los componentes electrónicos son cada vez más utilizados Entre estos componentes cabe destacar el sensor de pedal acelerador.
Para su utilización en un automóvil son cada vez más frecuentes los sensores sin contacto, cuyo funcionamiento se basa en un principio inductivo. Este sensor se compone de un estátor, que incluye una bobina de excitación, bobinas de recepción, así como una electrónica de evaluación, y de un rotor, formado por uno o varios bucles cerrados con una determinada geometría.
Aplicando una tensión alterna a la bobina emisora se genera un campo magnético que induce tensión en las bobinas de recepción. En los bucles conductores del rotor también se induce una corriente que influye en el campo magnético de las bobinas de recepción. En función de la posición del rotor, con respecto de las bobinas de recepción del estátor, se generan amplitudes de tensión. La electrónica las procesa y las valora, y a continuación se envían en forma de tensión continua a la unidad de control. Ésta evalúa la señal y transmite el impulso correspondiente, p.ej. al regulador de la válvula de mariposa. Las propiedades de la señal de tensión dependen del accionamiento del pedal acelerador.
El sensor de temperatura del aire de admisión registra la temperatura imperante en el colector de admisión, y transmite a la unidad de control las señales de la tensión que han surgido por acción de la temperatura. La unidad de control evalúa las señales y actúa consecuentemente sobre la formación de la mezcla y el ángulo de encendido.
Dependiendo de la temperatura del aire de admisión cambia la resistencia del sensor de temperatura. Cuando sube la temperatura, disminuye la resistencia, y con ello baja la tensión del sensor. La unidad de control evalúa estos valores de la tensión, que se encuentran en relación directa con la temperatura del aire de admisión (las bajas temperaturas ocasionan altos valores de tensión en el sensor, y las altas temperaturas, bajos valores de tensión en el sensor.
Sensor de temperatura del aire Termistor ST-100
El ST-100 es un termistor de alta precisión (± 0,1ºC de 0º a 70ºC), montado en una carcasa resistente al agua, diseñado para medir en continuo en aire, tierra o agua.
El sensor de temperatura del combustible se halla en el tubo de alimentación que va hacia la bomba de alta presión. Con este sensor se determina la temperatura momentánea del combustible.
Aplicaciones de la señal
Con ayuda de la señal procedente del sensor de temperatura del combustible, la unidad de control para sistema de inyección directa diésel J248 calcula la densidad del combustible. La utiliza como magnitud de corrección para el cálculo de la cantidad a inyectar, para regular asimismo la presión del combustible en el acumulador de alta presión y para regular la cantidad alimentada hacia la bomba de alta presión.
Para proteger la bomba de alta presión contra temperaturas excesivas del combustible se implanta un sensor de temperatura en la zona de alimentación del combustible. Si se registran allí temperaturas excesivas se procede a limitar la potencia suministrada por el motor, para proteger así la bomba de alta presión. De ese modo también se reduce indirectamente la cantidad de combustible que debe comprimir la bomba de alta presión, disminuyendo con ello la temperatura del combustible.
Efectos en caso de ausentarse la señal
Si se avería el sensor de temperatura, la unidad de control para sistema de inyección directa diésel J248 hace sus cálculos con un valor supletorio fijo.
El sensor de presión del riel RPS, va instalado al final del riel común midiendo la presión del combustible suministrada por la bomba de alta presión. Tan pronto como la presión del combustible actúa a través del conducto, empuja el elemento Piezoeléctrico que posee en su interior.
Este elemento PIEZO al deformarse genera un voltaje de señal que primero debe ser amplificado por el circuito elevador. Quien amplifica la señal desde 0Volts hasta 5 volts y la conduce a la unidad de control ECM por el terminal de señal.
Así la presión de combustible se convierte en una señal eléctrica (por la teoría PIEZO) y el ECM calcula la presión de combustible en el riel con la ayuda de una curva característica almacenada.
Las principales fallas del sensor RPS son:
*Sensor defectuoso.
*Problemas en el circuito eléctrico (cortocircuito a masa, a positivo o circuito abierto).
Consecuencias de las fallas:
Los efectos de las fallas producidas en el sensor RPS por lo general involucran que el módulo de control (ECM) entre en modo falla segura y encienda la luz testigo de mal funcionamiento produciendo la limitación de la entrega de combustible. Por lo general, hasta 330 bares con lo cual el conductor nota una considerable falta de potencia, producto de una baja presión de combustible.
¿Cómo diagnosticar el sensor de presión de riel?
Para diagnosticar de forma rápida y efectiva cualquier sistema, lo ideal es contar con las especificaciones técnicas del fabricante y el diagrama eléctrico para comparar las medidas obtenidas. Sin embargo, las principales comprobaciones deben ser:
Inspección visual por posibles daños evidentes en cableado, componente o conexiones.
Identificación de las características técnicas del componente (voltaje de señal según la presión medida en el riel de combustible).
Inspección de DTC y lectura de datos en vivo con el scanner para comprobar valores con el rango especificado según el estado de carga del motor.
Inspección de cableado: Verificación de alimentación positiva por lo general de 5 volts (+), masa (-) y voltaje de señal (Vs).
En el espacio a preguntas y comentarios sobre el seminario, Ruben Alex Ochoa pregunta:
CP: Cuando llevas a cabo un proceso de diagnóstico con medición del Sensor de Presión del Riel, te das cuenta que puedes aplicar las mismas estrategias en vehículos Diesel, en vehículos gasolina, en vehículos híbridos y en vehículos eléctricos.
Cabe mencionar que los vehículos híbridos y los eléctricos no se les puede meter mano porque el riesgo de muerte es altísimo. Pero cuando tienes la capacitación adecuada y logras certificarte en lo que son medidas de alta seguridad para vehículos de alta tensión.
Te das cuenta que las estrategias de diagnóstico que tú aplicas para inyección gasolina, las puedes aplicar en inyección Diesel y en vehículos híbridos y en eléctricos. Tienen funciones distintas y esa es la gracias del diagnóstico.
Los sensores más importantes de cualquier motor, los sensores de posición del cigüeñal y del árbol de levas, son una parte fundamental para el funcionamiento del distribuidor y el sincronizado de encendido.
El sensor de posición del cigüeñal funciona como un sensor multifunción que sirve para establecer el sincronizado de encendido y detectar las RPM del motor y su velocidad relativa. Este sensor anula la necesidad de la sincronización manual del distribuidor. El sensor de posición del árbol de levas se utiliza para determinar qué cilindro dispara para sincronizar el inyector de combustible y la secuencia de encendido de la bobina.
Un actuador es un dispositivo que convierte la energía en movimiento o que se utiliza para aplicar fuerza. El dispositivo toma energía de una determinada fuente (que puede ser energía creada por aire, líquido o electricidad) y la convierte en el movimiento deseado. Los dos tipos de movimiento básico deseados son lineal y rotativo, pero también es común el movimiento oscilatorio.
Los actuadores lineales trabajan convirtiendo energía en movimientos lineales rectos, los cuales sirven para empujar o tirar. Los actuadores rotativos, por otro lado, convierten la energía en movimientos oscilatorios y se utilizan, en general, en distintas válvulas, como las de mariposa o de bola.
Los actuadores se utilizan típicamente en aplicaciones industriales y de manufactura. Dispositivos como válvulas, motores, interruptores y bombas dependen ampliamente de ellos. Cada tipo de actuador cuenta con distintas versiones y se ofrece en diferentes tamaños, estilos y modos de operación, de acuerdo con cada aplicación en específico.
La bomba de alta presión comprime el combustible y lo suministra en la cantidad necesaria. Suministra el combustible de forma continua al acumulador de alta presión (raíl), gracias a lo cual consigue mantener la presión del sistema. Es capaz de mantener la presión necesaria incluso a revoluciones de motor bajas, ya que la generación de presión no está relacionada con las revoluciones del motor. La mayoría de sistemas Common Rail están equipados con bombas de pistones radiales. Los automóviles compactos también utilizan sistemas con bombas individuales que funcionan a una presión baja de sistema.
Actualmente, casi todos los automóviles nuevos fabricados en Europa con motor diésel incorporan common-rail identificados bajo distintas siglas según el fabricante (CDI, CDTI, CRDI, DCI, DTI, HDi, I-CTDI, I-DTEC, JTD, TDCI), actualmente se empieza a incorporar en todos los TDI, ….). Bosch,Siemens,Delphi y Denso son los fabricantes más importantes de estos sistemas. Entre los sistemas mencionados existen diferencias considerables en cuanto a la regulación de la presión y el funcionamiento eléctrico de los inyectores, pero básicamente se rigen por la misma forma de trabajo mecánico.
Las bombas de transferencia son sin duda una gran e indispensable herramienta, la cual se utiliza para mover fluidos de un recipiente a otro, donde la bomba toma el fluido del primer contenedor y lo transfiere al segundo. Este proceso se puede realizar mediante succión o presión.
Las bombas de transferencia se utilizan en diversas industrias, donde no solo trasiegan sustancias peligrosas como combustibles, aceites, petróleo, gas y líquidos inflamables en general, sino también agua, vino, leche y más líquidos que requieran ser trasvasados.
Las bombas de transferencia son altamente beneficiosas, dado que entre sus funciones se encuentra el evitar derrames y mejorar la seguridad al transferir materiales peligrosos. Cabe resaltar la importancia de contar con equipos de alta calidad que respalden la operación de sus actividades, dado que en ellas confluyen la vida, salud e integridad de los operarios y de todas las personas que hacen parte de dicho escenario, el trasiego y manipulación de sustancias peligrosas y el ecosistema en el cual se están ejecutando dichas actividades.
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