UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL Sede Santo Domingo
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E INDUSTRIAS CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
INFORME DEL PROYECTO TÉCNICO PARA OBTENER EL TITULO DE: INGENIERO AUTOMOTRIZ
TEMA: NUEVAS TECNOLOGÍAS AUTOMOTRICES
TITULO:
ELABORACIÓN DE UNA CARTOGRAFÍA DE INYECCIÓN Y
ENCENDIDO DEL MÓDULO DE CONTROL ELECTRÓNICO
PROGRAMABLE DE UN MOTOR CHEVROLET SPARK 1.0 LT PARA LA REDUCCIÓN DE EMISIONES CONTAMINANTES
Autor
FERNANDO MARTÍN MACHUCA VIVAR Director
ING. MARCELO ESTRELLA GUAYASAMÍN. MSc.
Santo Domingo de los Tsáchilas – Ecuador AGOSTO – 2016
II
“ELABORACIÓN DE UNA CARTOGRAFÍA DE INYECCIÓN Y
ENCENDIDO DEL MÓDULO DE CONTROL ELECTRÓNICO
PROGRAMABLE DE UN MOTOR CHEVROLET SPARK 1.0 LT PARA LA REDUCCIÓN DE EMISIONES CONTAMINANTES”
Ing. Marcelo Estrella Guayasamín. MSc.
DIRECTOR ________________________________
APROBADO
Ing. Edwin Grijalva, MSc.
PRESIDENTE DEL TRIBUNAL _______________________________
Ing. Alejandro Castillo Herrera.
MIEMBRO DEL TRIBUNAL _______________________________
Ing. Arturo Falconí Borja, MSc.
MIEMBRO DEL TRIBUNAL _______________________________
Santo Domingo, de agosto del 2016.
III
Autor: FERNANDO MARTÍN MACHUCA VIVAR
Institución: UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL SEDE SANTO DOMINGO
Título: ELABORACIÓN DE UNA CARTOGRAFÍA DE INYECCIÓN Y ENCENDIDO DEL MÓDULO DE CONTROL ELECTRÓNICO PROGRAMABLE DE UN MOTOR CHEVROLET SPARK 1.0 LT PARA
LA REDUCCIÓN DE EMISIONES
CONTAMINANTES. Fecha: AGOSTO, 2016
El contenido del presente trabajo está bajo la responsabilidad del autor, el mismo que no ha sido plagiado
IV
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL Sede Santo Domingo
INFORME DEL DIRECTOR
Santo Domingo, 04 de agosto de 2016.
Ing. Edwin Grijalva, MSc.
COORDINADOR DE LA CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
De mis consideraciones.-
Mediante la presente tengo a bien informar que el trabajo técnico realizado por el estudiante FERNANDO MARTÍN MACHUCA VIVAR, cuyo título es: “ELABORACIÓN DE UNA CARTOGRAFÍA DE INYECCIÓN Y
ENCENDIDO DEL MÓDULO DE CONTROL ELECTRÓNICO
PROGRAMABLE DE UN MOTOR CHEVROLET SPARK 1.0 LT PARA LA REDUCCIÓN DE EMISIONES CONTAMINANTES”; ha sido elaborado bajo mi supervisión y revisado en todas sus partes, el mismo que no ha sido plagiado, por lo cual autorizo su respectiva presentación.
Particular que informo para fines pertinentes.
V
DEDICATORIA
La concepción de este proyecto está dedicada a mis padres, pilares fundamentales en mi vida. Sin ellos, jamás hubiese podido conseguir lo que hasta ahora. Su tenacidad y lucha insaciable han hecho de ellos el gran ejemplo a seguir y destacar, no solo para mí, sino para mis hermanos y familia en general. También dedico este proyecto a mis amigos que de una u otra manera brindaron su apoyo. A ellos este proyecto, que sin ellos, no hubiese podido ser
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AGRADECIMIENTO
Primero y antes que nada, dar gracias a Dios, por estar conmigo en cada paso que doy, por fortalecer mi corazón e iluminar mi mente y por haber puesto en mi camino a aquellas personas que han sido mi soporte y compañía durante todo el periodo de estudio.
Agradecer hoy y siempre a mi familia por el esfuerzo realizado por ellos. El apoyo en mis estudios, de ser así no hubiese sido posible. A mis padres y demás familiares ya que me brindan el apoyo, la alegría y me dan la fortaleza necesaria para seguir adelante.
Un agradecimiento especial al Ingeniero Marcelo Estrella, por la colaboración, paciencia, apoyo y sobre todo por esa gran amistad que me brindó y me brinda, por escucharme y aconsejarme siempre.
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FORMULARIO DE REGISTRO BIBLIOGRÁFICO PROYECTO DE TITULACIÓN
Formulario De Registro Bibliográfico DATOS DE CONTACTO
CÉDULA DE IDENTIDAD: 1721453023
APELLIDO Y NOMBRES: Machuca Vivar Fernando Martín
DIRECCIÓN: Vía Quevedo Km. 2 ½
EMAIL: f25r41@yahoo.es
TELÉFONO FIJO: (02) 3775079
TELÉFONO MOVIL: 0989940656
DATOS DE LA OBRA
TITULO:
Elaboración de una cartografía de inyección y encendido del módulo de control electrónico programable de un motor Chevrolet Spark 1.0 lt para la reducción de emisiones contaminantes
AUTOR: Fernando Martín Machuca Vivar
FECHA DE ENTREGA DEL
PROYECTO DE TITULACIÓN: 04 de agosto de 2016 DIRECTOR DEL PROYECTO
DE TITULACIÓN: Ing. Marcelo Estrella Guayasamín. MSc.
PROGRAMA PREGRADO POSGRADO
TITULO POR EL QUE OPTA: INGENIERO AUTOMOTRIZ
RESUMEN:
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años se ha convertido en uno de los problemas ambientales más importantes, debido al incremento de las industrias y el parque automotor asociado al crecimiento de los pueblos en desarrollo. Una estadística actual es que solo en el sector de transporte se contribuye con aproximadamente el 22% de las emisiones globales de CO2, el cual se incrementa a un ritmo de 2.1% a nivel mundial y a 3.5% en los países en desarrollo por año.
El objetivo de este trabajo de investigación fue elaborar la cartografía de inyección y encendido del módulo de control electrónico programable de un motor Chevrolet Spark 1.0 lt, para la reducción de emisiones contaminantes.
IX
hidrogeno. Todos estos son tecnologías nuevas que poco se introducen en el parque automotor que todavía usa combustibles fósiles como fuente de energía y que no desaparecerá muy pronto. Una forma de hacer más amigables con el medio ambiente a esta flota de vehículos es la utilización de biocombustibles o mezclas de estos con hidrocarburos.
Con el fin de controlar la cantidad de combustible que se inyecta la cámara de combustión, se ha desarrollado los sistemas de inyección y encendido, los mismos que tienen módulos de control electrónicos los cuales incorporan los parámetros de inyección y encendido determinados por el fabricante, si se pretende cambiar el tipo de combustible del motor estos parámetros deben ser modificados.
Para el desarrollo de este trabajo se empleó un módulo de control electrónico programable Platinum Sport 2000 de la marca Haltech, la cual fue implementada en un motor de combustión interna encendido por chispa Spark 1.0 lt de la marca Chevrolet, que reemplazó el módulo original del motor.
En el caso de cambiar el tipo de combustible o
realizar mezclas con combustibles alternativos,
X
combustible, el tiempo de encendido, el corte
de inyección impuestos por el fabricante,
permitiendo que el motor trabaje con
normalidad.
Durante el proceso de implementación se determinó el tipo de sistema de inyección que posee el motor de pruebas, así como el funcionamiento y parámetros de operación cada uno de los sensores y actuadores que lo conforman. Además, se elaboró una metodología base para la aplicación del módulo de control electrónico programable tomando en cuenta las características operacionales del mismo, que puede ser utilizado como referencia en otros motores.
Como resultados de este proyecto de investigación se logró determinar cada uno de los parámetros teóricos tanto del tiempo inyección y avance de encendido los cuales durante la prueba de ruta fueron ajustados de manera experimental, tomando en cuenta el desempeño del automotor.
Si comparamos los resultados obtenidos de
nuestras tablas de programación base realizadas
con el software Haltech, y los del módulo de
control original del motor obtenidos mediante
un scanner, se llega a la conclusión que es
factible la implementación del módulo
programable en el motor sin necesidad de
XI
Este proyecto servirá como plataforma base
para el estudio del uso de biocombustibles y
combustibles alternativos en motores de
combustión interna encendidos por chispa, ya
que mediante el uso del módulo de control
programable se podrá determinar exactamente
la cantidad de combustible que se inyecta al
motor, así como garantizar la calidad de la
mezcla, todo esto con el fin de reducir gases
contaminantes.
PALABRAS CLAVES:
Cartografía, Módulo programable, Emisiones,
Inyección de combustible, Encendido,
Combustión, Mezcla
ABSTRACT:
Air pollution as a result of human activities is a
problem as old as the ability of a man to make
fire. However, in recent years, it has become
one of the most important environmental
problems due to the increase of industries and
the fleet of vehicles associated with the growth
of the developing peoples. A current statistics is
that the transport sector contributes with
approximately 22 per cent of global emissions
of CO2, which increases at a rate of 2.1 per
cent at the global level and 3.5 per cent in
developing countries per year.
The objective of this research was to develop
the injection mapping and the ignition of the
electronic control module programmable from
an engine Chevrolet Spark 1.0 for the reduction
XII
In this issue, governments become increasingly
stringent environmental policies of their
countries, so that the automotive industry has
the challenge to find solutions that reduce
emissions of greenhouse gases generated in the
internal combustion engines, for this reason,
they have made inroads in the development of
new technologies to reduce the dependence on
fossil fuels either using mixtures of
hydrocarbons or other type of alternative fuel,
for example the use of hybrid vehicles, electric
and hydrogen. All these are new technologies
that are very little entered in the vehicle fleet
that still uses fossil fuels as a source of energy
and that could not disappear very soon. A way
to be friendlier with the environment to this
fleet of vehicles is the use of biofuels or
mixtures of these with hydrocarbons.
In order to control the amount of fuel to be
injected in the combustion chamber, the
systems of injection and ignition have been
developed, the same that have electronic
control modules which incorporate the injection
parameters and power determined by the
manufacturer, if the type of fuel engine were
changed, these parameters may be modified.
For the development of this research, it was
used an electronic control module
programmable Platinum Sport 2000 of the
brand Haltech, which was implemented in an
XIII
of the brand Chevrolet, which replaced the
original module of the engine. If the fuel type
changes or if mixtures with alternative fuels are
done, the electronic control module
programmable Haltech allows to vary the
original parameters of fuel injection, the time to
ignition, the injection cut given by the
manufacturer, it may let the engine to work
normally.
During the installation process, it was
determined the type of injection system that the
test engine has, as well as the functioning and
operation parameters of each of the sensors and
that comprise it. In addition, a methodology
was developed for the implementation of the
electronic control module programmable
considering the operational characteristics of
the same, which can be used as a reference in
other engines.
As a result of this research project, it was
determined each of the theoretical parameters
of both the time injection and ignition advance
which during the test path were adjusted on an
experimental basis, taking into account the
performance of the motor vehicle.
If the results obtained from the tables of
programming are compared with the software
Haltech, and the control module original of the
engine, it is concluded that is feasible the
implementation of programmable module in the
engine without making significant changes to
the same.
XIV
the study of the use of biofuels and alternative
fuels in internal combustion engines lit by
spark, as it is through the use of the module of
programmable control, it will be possible to
determine exactly the amount of fuel to be
injected to the engine, as well as to guarantee
the quality of the mixture to reduce polluting
gases.
KEYWORDS mapping, programmable module, emissions, fuel injection, ignition, combustion, mixing
Se autoriza la publicación de este Proyecto de Titulación en el Repositorio Digital de la Institución.
F: __________________________________________ MACHUCA VIVAR FERNANDO MARTÍN
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DECLARACIÓN Y AUTORIZACIÓN Declaración y Autorización
Yo, MACHUCA VIVAR FERNANDO MARTÍN, CI 1721453023 autor del proyecto titulado: “Elaboración de una cartografía de inyección y encendido del módulo de control electrónico programable de un motor Chevrolet Spark 1.0 lt para la reducción de emisiones contaminantes”.previo a la obtención del título de Ingeniero Automotriz en la Universidad Tecnológica Equinoccial.
1. Declaro tener pleno conocimiento de la obligación que tienen las Instituciones de Educación Superior, de conformidad con el Artículo 144 de la Ley Orgánica de Educación Superior, de entregar a la SENESCYT en formato digital una copia del referido trabajo de graduación para que sea integrado al Sistema Nacional de información de la Educación Superior del Ecuador para su difusión pública respetando los derechos de autor.
2. Autorizo a la BIBLIOTECA de la Universidad Tecnológica Equinoccial a tener una copia del referido trabajo de graduación con el propósito de generar un Repositorio que democratice la información, respetando las políticas de propiedad intelectual vigentes.
Santo Domingo, 4 de agosto de 2016
F: __________________________________________ MACHUCA VIVAR FERNANDO MARTÍN
XVI
ÍNDICE DE CONTENIDOS Índice de Contenidos
Portada ... I Sustentación y aprobación de los integrantes del tribunal ... II Responsabilidad el autor ... III Dedicatoria ... V Agradecimiento ... VI Formulario De Registro Bibliográfico ... VII Declaración y Autorización... XV Índice de Contenidos ... XVI Índice de Tablas ... XVII Índice de figuras. ... XVIII
I. INTRODUCCIÓN. ... 1
II. MARCO REFERENCIAL ... 3
III. METODOLOGIA DE LA PRAXIS PROFESIONAL UTILIZADA ... 12
1. Contenido Técnico ... 12
2. Análisis Económico ... 23
3. Manual Del Usuario ... 24
IV. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS ... 43
V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 48
VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 50
XVII
ÍNDICE DE TABLAS Índice de Tablas
Tabla 1. Características Técnicas del Motor CHEVROLET SPARK 1.0 LT ... 14
Tabla 2. Tipos de sensores HALTECH ... 16
Tabla 3. Análisis Económico ... 23
Tabla 4. Datos Del Tiempo De Inyección Del Motor De Pruebas... 45
XVIII
ÍNDICE DE FIGURAS. Índice de figuras.
Figura 1: Influencia del coeficiente de aire λ y del punto de encendido sobre el
consumo de combustible y el par de giro. ... 5
Figura 2: Fases del proceso de combustión homogéneo ... 6
Figura 3: ECM Haltech Sport 2000. ... 12
Figura 4: Conector ECM Platinum 2000. ... 13
Figura 5: Ejemplo del código de colores para la conexión de los inyectores según el código de color de las tablas 1 y 2. ... 14
Figura 6: Sensor TPS. ... 15
Figura 7: Sensor MAP. ... 16
Figura 8: Sensor CKP del tipo inductivo. ... 18
Figura 9: Sensor de Temperatura ... 20
Figura 10. Sensor de Oxigeno ... 20
Figura 11. Bobina de encendido... 21
Figura 12. Inyectores de combustible ... 22
Figura 13. Bomba de combustible ... 23
Figura 14. Ubicación de los diferentes sensores y actuadores del motor CHEVROLET SPARK 1.0, 1). Lugar de ubicación del Cuerpo de aceleración donde se ubica el TPS y el IAC, 2) CMP, 3) Bobina, 4) Sensor De Temperatura Del Motor, 5) CKP, 6) O2, 7) MAP, 8) Inyectores. ... 24
Figura 15. Partes Software de Programación de Haltech. ... 25
Figura 16. Menú de configuración ... 26
Figura 17. Ventana de Configuración Principal ... 26
Figura 18. Ventana De Configuración Básica – Principal. ... 27
Figura 19. Método de Programación. ... 28
Figura 20. RPM Arranque Máximo ... 29
Figura 21. Menú De Configuración Básica – Sincronización... 30
Figura 22. Menú De Configuración Básica - Avance ... 31
Figura 23. Menú De Configuración Básica – Inyección. ... 31
Figura 24. Opciones de programación para la Configuración Básica – Inyección. ... 32
Figura 25. Menú De Configuración Avanzada. ... 33
Figura 26. Configuración Avanzada- Limitador de RPM ... 34
Figura 27. Configuración avanzada- Protección del Motor ... 35
Figura 28. Configuración de Entradas ... 36
Figura 29. Menú de Configuración de Entradas. ... 36
Figura 30. Menú de Configuración de Salidas. ... 37
Figura 31. Menú de Configuración de Tablas. ... 38
Figura 32. Tabla base de Configuración de la Inyección. ... 39
Figura 33. Tabla de Inyección-Objetivo Mezcla... 40
Figura 34. Tabla base de Configuración de la Ignición ... 40
Figura 35. Datos del tiempo de inyección del motor Spark ... 44
Figura 36. Tabla de configuración de inyección en el motor SPARK ... 45
I. INTRODUCCIÓN.
La contaminación del aire resultante de las actividades humanas es una problemática tan antigua como la habilidad del hombre para hacer fuego. Sin embargo en los últimos años se ha convertido en uno de los problemas ambientales más importantes, debido al incremento de las industrias y vehículos.
Con la revolución industrial se intensifica el uso de combustibles como el carbón y petróleo. La quema de estos combustibles es una de las actividades del ser humano que más contaminación atmosférica genera, ya que durante la combustión hay presencia de impurezas, temperaturas y mezclas de aire combustible inadecuadas para la combustión, con lo cual se forman subproductos como: monóxidos de carbono, óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno e hidrocarburos no quemados (Campos Gomez, 2000; Multipress, 2016)
El sector de transporte contribuye con aproximadamente el 22% de las emisiones globales de CO2, aumentando a un ritmo de 2.1% a nivel mundial y a 3.5% en los países en desarrollo por año. (Instituto Nacional de Ecologia, 2007;Multipress, 2016)
Ante la necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero el sector automotriz incursiona en el desarrollo de nuevas tecnologías, que en su mayor parte están en fase de investigación y desarrollo, que permitan utilizar una mezcla con menos relación de combustible o cambiar de base energética utilizando un combustible con el cual se puedan eliminar o reducir notablemente las emisiones, y reducir la dependencia del petróleo (Gonzalez Cazares, 2010)
2
El hidrógeno, que se obtiene del agua, el cual es muy abundante en el planeta y puede ser utilizado como fuente de energía, principalmente en la industria automotriz. Por lo, que grandes firmas internacionales del sector están invirtiendo en el diseño de vehículos que funcionan en base a este elemento. (Servicios de agua y drenaje de Monterrey, 2011)
El uso de hidrógeno como combustible en motores de combustión interna (MCI) tiene la ventaja de que durante la combustión las emisiones de CO y CO2 son despreciables para el medio ambiento ya que solo produce vapor, por lo que es considerado un combustible limpio (Universitatea Politehnica din Bucuresti, 2013)
La NASA fue uno de los pioneros en el uso de hidrogeno como combustible en los transbordadores espaciales y en la experimentación con mezclas gasolina – hidrogeno en motores de combustión interna de un Cadillac de 7.4 litros del 69. (NASA, 1977)
En la actualidad los motores de combustión interna (MCI) son una tecnología ampliamente desarrollada lo que permite modificar las condiciones de operación del motor como el tiempo de encendido inyección de combustible, y de esta manera poder adaptar su funcionamiento a las particularidades de otros combustibles como el hidrógeno, o permitirnos realizar experimentaciones con mezclas de combustibles como gasolina etanol, gasolina – hidrogeno donde es esencial reducir la cantidad del combustible principal inyectado en el interior del cilindro; y así tener la posibilidad de complementar con el secundario y obtener potencia con total fiabilidad. (Orihuela, 2013).
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II. MARCO REFERENCIAL
Los combustibles fósiles son la fuente de energía dominante a nivel mundial especialmente en el sector de transporte, y su uso representa la generación de más de dos tercios de las emisiones de los gases de efecto invernadero.
La mayoría de los motores de combustión interna son de cuatro tiempos, término que proviene del hecho de que un ciclo completo del motor está compuesto de cuatro etapas distintas; cada uno de estas toma 180 grados de rotación del cigüeñal para completarse, requiriendo un total de 720 grados para completar un ciclo completo. La velocidad del motor es normalmente llamada revoluciones por minuto (Haltech, 2015)
En un MCI se está haciendo mucho más que solo mover aire de un lado a otro, también se está moviendo otra sustancia que es el combustible que se quema durante el proceso de funcionamiento del motor.
En el interior del MCI se produce una reacción química conocida como combustión, donde el aire y el combustible se combinan para dar lugar a nuevas moléculas. Todos los combustibles que se utilizan en los MCI se los conocen como Hidrocarburos debido a que a que en su mayoría están compuestos de hidrogeno y carbono.
La relación de aire combustible en el motor se refiere a la masa de combustible que este consume comparada con la masa de aire. Esta relación afecta la eficiencia y también las emisiones de los gases de escape. (Haltech, 2015)
COMBUSTIÓN.
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La mezcla aire combustible ideal contendrá 1 Kg de gasolina por 14.7 Kg de aire esta mezcla ideal se denominará mezcla estequiométrica. El factor lambda (λ), es la razón entre la relación aire/combustible (A/F) real y la relación A/F estequiométrica. Cuando hablamos de que se ha producido una combustión completa el valor de Lambda es igual a 1 (NGK Spark Plug Europe, 2016), y es este valor que se trata de mantener durante su funcionamiento, con el fin de reducir el consumo y emisiones.
( 1 )
La relación A/F varía según el tipo de combustible, pero el factor Lambda siempre tendera a ser 1.
El comportamiento o funcionamiento ideal del MCI es determinado esencialmente por el valor del factor Lambda.
Cuando el motor está en funcionamiento el factor Lambda debe variar dentro de los límites mínimos y máximos permitidos, ya que el MCI por sus condiciones de funcionamiento no puede estar alimentado constantemente con una mezcla estequiométrica teórica, debido a que el MCI en estas condiciones no presta el rendimiento idóneo.
El par máximo de giro equilibrado del motor se obtiene con mezclas ricas esto quiere decir con valores de lambda menores a 1. Como se muestra en la figura No 1 el mayor par de giro se obtiene con un factor λ = 0.9; este coeficiente producirá un mayor consumo de combustible y a la vez una alta emisión de hidrocarburos no combustionados (HC) y monóxido de carbono (CO; con el coeficiente λ= 0.5 se obtiene el límite de funcionamiento rico, y con λ= 1.3- 1.5 se obtendrá el límite pobre. (BOSHC, 1999).
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Figura 1: Influencia del coeficiente de aire λ y del punto de encendido sobre el consumo de combustible y el par de giro.
Fuente: Manual de la Técnica del Automóvil.
El tiempo desde el momento que se inflama la mezcla hasta el punto que se combustiona toda la mezcla transcurren aproximadamente dos milisegundos. Para que el punto de encendido sea favorable depende de varios factores como: número de revoluciones del motor, tipo de combustible, y de las condiciones de servicio del motor, (BOSCH, 1999).
Si las condiciones son las adecuadas, se dará inicio a la combustión de un pequeño volumen de mezcla cercano a la bujía, donde se formará un frente de llama que se propagará por la cámara de combustión, barriendo a su paso la mezcla homogénea, induciendo un encendido paulatino provocando procesos de combustión laminar y turbulenta.
Según Álvarez, et al, 2002 el proceso de combustión laminar es cuando la mezcla estequiometria se encuentra inicialmente en reposo, de modo que no exista anisotropías en sus perfiles de velocidad inicial ni en la forma de propagación del frente de llama.
Se define frente de llama a la zona que separa la mezcla fresca sin quemar de los productos de la reacción ya quemada.
6
La velocidad con la que se desplaza el frente de llama con respecto a la mezcla fresca en la dirección normal a su superficie se denomina velocidad de combustión laminar, esta velocidad se refiere al avance de la reacción química de oxidación del combustible.
Álvarez, et al, 2002 tambien afirman que el proceso de combustión turbulento aparece cuando la mezcla aire combustible es homogénea en cuanto a composición, pero ofrece un comportamiento anisótropo en cuanto a componentes de velocidad.
La introducción de turbulencia provoca la modificación del proceso de combustión laminar ya que se superpone la velocidad propia del fluido turbulento sobre el que la combustión avanza dándose lugar a la deformación del frente de llama o corrugación de forma que aumenta considerablemente la superficie del frente de llama, dándose lugar a que mayor cantidad de mezcla por unidad de tiempo inicie su combustión.
El tiempo de combustión vendrá determinado por el tamaño y forma del recinto de la combustión y si como por la velocidad de propagación del frente de llama. La importancia del tiempo de combustión es esencial, ya que para que la energía liberada por la combustión sea convenientemente transformada debe conseguirse la combustión centrada. En la figura 2 se muestra el diagrama de la variación de la presión en el cilindro durante la combustión. El gradiente de presión, calculado como valor del aumento de presión por cada grado de giro del cigüeñal viene determinado por la liberación instantánea de energía y es un indicador de la evolución de la combustión; este proceso se divide en tres fases.
Figura 2: Fases del proceso de combustión homogéneo
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Fase 1
La cantidad de mezcla que se quema por unidad de tiempo es pequeña por que la combustión afecta a un pequeño volumen de mezcla y sus efectos sobre la presión de cámara son inapreciables. Su duración es aproximadamente un 10% del ángulo de combustión, en ella predomina la combustión laminar. Esta duración angular es variable y depende del proceso de ignición del nivel de turbulencia, las condiciones de presión y de la temperatura de la cámara de combustión.
Fase 2
En esta fase se ve afectada una importante cantidad de mezcla, aumenta la velocidad de propagación del frente de llama y el gradiente de presión crece rápidamente. Es la fase fundamentalmente ocupada por la combustión y se caracteriza por el gradiente y el nivel de presión que alcanza. Su duración es del 85% del ángulo de combustión y en predomina la combustión turbulenta.
Fase 3
La combustión vuelve a ser laminar ocupando un intervalo del 5% del ángulo de combustión, en esta fase se termina la combustión, la temperatura media de los gases en el cilindro continua creciendo cierto tiempo. (Álvarez, et al, 2002)
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El portal HALTECH sugiere utilizar la siguiente formula:
RPM = A / (6 x T) ( 2 )
Donde:
RPM = revoluciones por minuto del MCI A = ángulo de avance
T = tiempo en mili segundos que se tarda en llegar al ángulo A Ejemplo de uso de la fórmula:
Si el tiempo necesario para que se realice la combustión es de 2ms, ¿Cuántos grados debería adelantar del PMS para que la combustión completa se de en el PMS si el motor gira a 1000 rpm?
T = 2 ms RPM = 1000
CÁLCULO DE LA MEZCLA ESTEQUIOMÉTRICA Y PRODUCTOS DE LA COMBUSTIÓN
La mezcla estequiométrica se deduce de calcular teóricamente el aire necesario para quemar totalmente un gramo de combustible donde los productos serán CO2, H2O y N2. Para determinar la mezcla ideal de combustión se parte de un combustible que tenga una proporción de hidrocarburos igual al promedio de la composición de las gasolinas
De manera general se plantea que para quemar un gramo de gasolina se necesita de 15 a 15,4 gramos de aire por ejemplo si tomamos como hidrocarburo tipo el nonano C9H20 la relación estequiométrica vale 1/ 15,2 ; si el hidrocarburo tipo es heptano C7H16 su valor es de 1/ 15.3
Tomando como combustible medio la composición el nonano C9H20 el valor de la ecuación será (Parera, 1990)
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Del resultado del proceso de combustión de una mezcla rica se obtienen diversos gases y productos, entre ellos los más importantes son el CO ( monóxido de carbono ), el CO2 ( dióxido de carbono ), el O2 ( Oxigeno ) , Hidrocarburos no quemados ( HC ), Nitrógeno , Agua y bajo ciertas condiciones Nox ( óxidos de Nitrógeno), que en su mayoría son nocivos para la salud.
Para que se produzca la inflamación de la mezcla aire combustible se necesita una energía de 0,2 mJ aproximadamente siempre y cuando la mezcla sea estequiometria, para mezclas ricas y pobres se necesita una energía superior a 3 mJ (BOSHC, 1999)
Existen diversas alternativas para la disminución de emisiones de gases de efecto invernadero en el sector transporte tales como:
ENERGÍAS RENOVABLES
Son fuentes de energías inagotables que no emiten dióxido de carbono y se encuentran disponibles en todo el mundo.
Estas fuentes de energía renovables pueden dar solución al desabastecimiento eléctrico de la sociedad sin generar impacto alguno en el medio ambiente ni depender de recursos externos, algunos tipos de energías renovables son: la energía solar, eólica, geotérmica, de la materia orgánica (leña). (Jarauta Rovira, 2010)
COMBUSTIBLES ALTERNOS
Un limitado porcentaje de los combustibles alternos existentes prometen reducir sustancialmente el porcentaje de gases de efecto invernadero, como es el caso de los alcoholes, el etanol y el metanol, que son derivados de material celulósico por medio de procesos de producción avanzados de baja energía. Otros combustibles de baja emisión de gases de efecto invernadero son el biodiesel y potencialmente el hidrogeno (Martinez & Fernandez Bermauntz, 2004)
HIDROGENO
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La idea de que el hidrogeno podría ser el combustible del futuro se remonta al uso como combustible en aplicaciones en las que la ligereza de peso es un factor importante principalmente en los satélites Saturno y transbordadores espaciales de los EE.UU.
El hidrogeno puede utilizarse de la misma manera que los compuestos que contienen carbono. El hidrogeno gas se combina con el oxígeno gas y su combustión libera en el proceso una cantidad sustancial de energía y los productos de esta se reducen a la generación de agua (Domenech Antunez, 2004).
(4)
Domenech Antunez, 2004 tambien asegura que el hidrogeno puede combinarse con el oxígeno para producir calor por combustión convencional a la llama, o por medio de la combustión a baja temperatura en calentadores catalíticos, las principales ventajas de usar hidrogeno como combustible son su baja masa por unidad de energía producida y la baja cantidad de gases contaminantes que produce durante su combustión.
TECNOLOGÍAS EN LOS VEHÍCULOS
La tecnología digital moderna ha permitido el desarrollo de módulos de control programables para los motores de combustión interna MCI con la finalidad de aumentar y maximizar su rendimiento controlando el sistema de encendido, rpm, cantidad de combustible inyectado e incluso tener la posibilidad de realizar mezclas de combustibles.
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Según Galarza, 2015 la ECM programable ajusta todos los parámetros que se realizan al motor en una hoja de cálculo dada por el fabricante en la que se representan todas las intersecciones entre valores específicos de las RPM y de las distintas posiciones del pedal de aceleración. Mediante el uso de equipos de comprobación se observa el desempeño del motor y con la variación de los parámetros permite encontrar la configuración óptima de la cantidad de combustible a inyectar así como el tiempo de encendido en el motor para cada una de sus fases de trabajo.
Algunos de los parámetros que nos permite controlar la ECM programable son: - Ignición: define cuando la bujía debe disparar la chispa en el cilindro.
- Límite de revoluciones: define el máximo número de revoluciones por minuto que el motor puede alcanzar.
- Temperatura del agua: Permite controlar los tiempos de encendido de los electro ventiladores
- Alimentación de combustible temporal: le informa a la ECU que es necesario un mayor aporte de combustible cuando el acelerador es presionado.
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III. METODOLOGIA DE LA PRAXIS PROFESIONAL UTILIZADA 1. Contenido Técnico
El método que se empleará en este proyecto será del tipo experimental que consiste en el desarrollo de la técnica y del conocimiento, con lo cual se crearán o adecuarán las condiciones existentes de manera que nos permita generar información exacta e interpretable para obtener respuestas a las interrogantes y comprobar las hipótesis de la investigación.
El objetivo de este proyecto fue reemplazar el Módulo de Control Electrónico (ECM) del vehículo por una ECM programable, mediante la creación de la cartografía de inyección y encendido, la cual modificará los parámetros estándar del sistema de inyección del MCI
En este proyecto se utilizó una ECM programable de la marca HALTECH serie Platinum Sport 2000 , y un Motor de Combustión Interna (MCI) de la marca Chevrolet Spark, 4 cilindros, 1.0 lt.
La serie SPORT PLATINUM 2000 es un sistema de gestión del motor programable en tiempo real diseñado para aquellos que buscan conseguir un rendimiento óptimo del motor (Haltech, 2015).
En la figura 3, se muestra la ECM programable SPORT PLATINUM 2000 con los accesorios que corresponden como son el arnés de conexión y manuales de usuario.
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Incluido con la ECM Sport 2000, está el software de gestión y control de la ECM, el cual es capaz de mostrar datos en tiempo real en forma gráfica con el fin de facilitar la visualización mientras esté conectado a la ECU
La ECM programable HALTECH PLATINUM SPORT es capaz de ser utilizada
para:
- Conversión de motores carburados a motores con inyección de combustible.
- Control de la inyección de combustible / encendido en los motores
modificados.
- Modificaciones de motores para carreras de rally y aplicaciones de todo tipo.
- Diseño y desarrollo de nuevas formas de inyección de combustible
- Uso educativo de las universidades y escuelas superiores.
Par mayor detalles de las características de la ECM Platinum ver Anexo 1
CONECTOR DE LA ECM
En la figura 4 se muestra la forma del conector que posee la ECM para conectar al arnés con cada uno de los sensores, actuadores y accesorios que se utilizaran con el MCI.
Figura 4: Conector ECM Platinum 2000. Fuente: Quick Start Guide HALTECH.
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cada una uno de las entradas y salidas de señal de voltaje analógica y digital según corresponda, en el conector de 34 pin y 26 pines respectivamente.
Al leer las tablas se debe tomar en cuenta que por lo general se usan dos colores para identificar un cable de conexión, el primero determina el color básico de cable, mientras que el segundo indica el color de la raya.
En la figura 5, se plantea ejemplos para lo dicho en el párrafo anterior, donde : el inyector # 1 tiene un cable con nomenclatura L completamente azul (Blue por su traducción en inglés),en el inyector # 2 tiene un cable con nomenclatura L/B que quiere decir cable azul con raya negra (Blue/Black por su traducción en inglés ) mientras que el inyector #3 tiene un cable con nomenclatura L/BR que quiere decir cable azul con raya color café (Blue/Brown por su traducción en inglés).
Figura 5: Ejemplo del código de colores para la conexión de los inyectores según el código de color de las tablas 1 y 2.
Fuente: Quick Start Guide HALTECH.
MOTOR ESPÉCIMEN DE PRUEBAS
En este proyecto se empleó un MCI de la marca CHEVROLET SPARK 1.0 LT.
En la tabla 1, se especifican algunos de las características técnicas proporcionada por CHEVROLET que posee el motor SPARK 1.0 LT.
Tabla 1. Características Técnicas del Motor CHEVROLET SPARK 1.0 LT
ÍTEM ESPECIFICACIONES
MOTOR 1.0 SOHC de 8 válvulas
CILINDROS 4 cilindros en línea
CILINDRADA cm3 995
SISTEMA DE INYECCIÓN MPFI
RELACIÓN DE COMPRESIÓN 9.3 : 1
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TANQUE DE COMBUSTIBLE 35 litros de capacidad
Fuente: Manual del usuario GENERAL MOTOR
La ECM programable estará conectada directamente a cada uno de los sensores y actuadores de del motor de pruebas, los mismos que serán descritos a continuación. SENSORES.
Sensor De Posición De La Mariposa Del Acelerador (TPS. Throttle position sensor)
El sensor de posición de la mariposa es el dispositivo encargado de informar a la
ECM que tan abierta o cerrada esta la mariposa, y que tan rápido cambia de una
posición a otra, y así en base a la información del TPS la ECM realiza el cálculo de
los pulsos de inyección avance de encendido y el control de las emisiones, uno los
TPS más utilizados es del tipo potenciómetro, el cual consiste de una pista resistiva
la cual varia su valor conforme varia la posición del cursor.
En la figura 6, se muestra que el TPS por lo general cuenta con tres terminales de
conexión los cuales son
1. Voltaje de referencia 5V
2. Señal
3. Masa
Figura 6: Sensor TPS. Fuente: Ancla Motor Sport.
Sensor de Presión Absoluta del Múltiple de Admisión (MAP)
El sensor MAP tiene la capacidad de convertir la presión que se genera en el múltiple
de admisión en señal eléctrica para que la ECM pueda interpretar.
El sensor funciona con presión absoluta, es por esta razón que el funcionamiento del
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El sensor MAP funciona variando el voltaje en función a la presión del aire que se
genera en la toma del sensor. Está compuesto de un diafragma flexible y una serie de
calibradores de tensión interna; cuando se genera la presión en la toma de aire el
diafragma se mueve y el calibrador de tensión que se encuentra unido al diafragma
varía el voltaje dependiendo de la tensión que se aplique al diafragma.
En la figura 7, se puede ver que el sensor MAP por lo general lleva tres terminales
uno es voltaje de referencia de 5V, la masa y el terminal de señal el sensor se lo
debe conectar al múltiple de admisión.
Figura 7: Sensor MAP. Fuente: Ancla Motorsport
La Platinum Sport 2000 cuenta con un sensor MAP en su interior de 22PSI (150
kPa), que se utilizará en caso de ser necesario o en caso de tener alguna duda en la
generación de datos de del MAP original.
En la tabla 2, se muestra que hay varios tipos de sensores MAP que se pueden
utilizar con el sistema, cual sensor se debe utilizar dependerá de la configuración del
motor.
Tabla 2. Tipos de sensores HALTECH
SENSOR RANGO DE
OPERACIÓN
APLICACIÓN
Sensor Haltech de 1 barra -100 Kpa hasta 0 Kpa Motores de aspiración normal
Sensor Haltech de 2 barra -100 Kpa hasta 100Kpa (15psi de presión de
turbo, 1 atmosfera)
Motores turbo o supercargados hasta 100
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Sensor Haltech de 3 barra -100 Kpa hasta 200 Kpa (30 psi de presión de
turbo, 2 atmosferas)
Motores turbo o supercargados hasta 200
Kpa de presión de turbo
Sensor Haltech de 4 barra -100 Kpa hasta 300 Kpa (45 psi de presión de turbo, 3 atmosferas )
Motores turbo o supercargados hasta 300
Kpa de presión de turbo
Sensor Haltech de 5 barra -100 Kpa hasta 400 Kpa (60 psi de presión de
turbo, 4 atmosfers)
Motores turbo o supercargados hasta 400
Kpa de presión de turbo
Fuente: Ancla Motor Sport
Sensores de Posición Del Cigüeñal y del Árbol De Levas
Durante la configuración en la ECM Haltech estos sensores se los conocerán como
los trigger y home respectivamente.
El MCI dispondrá de sensores de posición del cigüeñal y del árbol de levas de
manera que la ECM tenga la necesaria información para poder determinar la
velocidad del motor y la posición del pistón y del árbol de levas.
Generalmente se requieren 2 sensores – de posición de la leva y la posición del
cigüeñal.
Sin embargo, muchos vehículos tendrán sólo un sensor de posición que es capaz de
dar la ECM información suficiente para hacer funcionar el motor correctamente.
En general, existen 2 tipos de señal de disparo:
- Efecto Hall (0-5 voltios señal de onda cuadrada digital)
En general, un sensor de efecto Hall requerirá una fuente de alimentación
(podría ser de 5V, 8V o 12V), La mayoría de los sensores de efecto Hall
tienen 3 cables
- Reluctor (señal analógica )
Este tipo de sensor por lo general sólo tienen dos cables, señal positiva (+)
y la señal negativa (-), no recibe voltaje de referencia ni masa de la ECM, este
sensor es capaz de producir su propia señal de voltaje alterno siempre y
cuando existan variaciones del campo magnético que genera su imán, este
sensor siempre estará ubicado frente a una rueda dentada o conocida también
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En la figura 8, se muestra el sensor CKP del tipo inductivo o reluctor enfrentado a la
rueda fónica, que es el tipo de sensor que posee el MCI de pruebas.
Figura 8: Sensor CKP del tipo inductivo. Fuente: Ancla Motor Sport.
El motor Spark posee un sistema MPFI, que quiere decir que posee un sistema de inyección semisecuencial, y disparo de chispa perdida, donde se empleara el CKP como sensor de señal para controlar estos dos parámetros, ya que el MCI posee la rueda MOTRONIC de dientes faltantes la cual permite a la ECM realizar esta operación sin necesidad del CMP.
Rueda Fónica
En el motor Spark la rueda fónica que la podemos encontrar en el volante de inercia, está constituida por 58 dientes más un espacio equivalente al hueco ocupado por dos dientes suprimidos, de donde surge el termino 60-2, por lo que el MCI emplea un sistema MOTRONIC 60-2, este dato se lo debe tomar en consideración para el ajuste del ángulo de referencia en la programación la cual se la hace de la siguiente forma.
Para una rueda fónica de un sistema MOTRONIC 60-2, se dividen los 3600 del
ángulo de giro del cigüeñal para los 60 dientes de la rueda fónica, que da 60 que
representa cada diente, luego se seleccionara 12 dientes los cuales serán contados
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caso particular de Chevrolet que emplea el sistema MOTRONIC se seleccionan 12
dientes que multiplicados por los 60 nos da 720 como ángulo de referencia.
El ángulo de 720 nos sirve como referencia para el arranque inicial el mismo que
podrá ser modificado conforme los requerimientos al momento de comprobar este
ángulo con la lámpara estroboscópica.
Sensores de temperatura
El sensor de temperatura de aire está ubicado en la entrada de aire del múltiple de
admisión del motor con el fin de proporcionar de manera precisa la temperatura del
aire que entrará en la cámara de combustión.
El sensor de temperatura de refrigerante tiene la función de determinar la
temperatura del refrigerante del motor, información que sirve para modificar los
parámetros de cantidad de combustible suministrado a la mezcla, pasó de aire en
ralentí, el avance de encendido.
La ubicación más común es junto a la carcasa del termostato, caso contrario puede
ubicarse en un lugar donde este en contacto con el líquido refrigerante.
Los sensores de temperatura por lo general son resistencias del tipo NTC (su valor
vario con la temperatura en forma inversa, es decir que a mayor temperatura presenta
menor resistencia y viceversa).
En la figura 9, se puede apreciar que los sensores de temperatura poseen solo dos
cables en el conector, uno de los cables es masa y el otro es voltaje de referencia de
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Figura 9: Sensor de Temperatura Fuente: Ancla Motor Sport
Sensor de O2
El sensor de oxígeno o sonda Lambda, censa la cantidad de oxígeno en el tubo de escape y le indica al inyector de combustible cuánto combustible necesita el motor para mantener la proporción adecuada de aire/combustible.
Los sensores de oxígeno pierden precisión con el paso del tiempo, gastando combustible y causando problemas de rendimiento como sobrecarga y problemas al arrancar.
En la figura 10 se muestra el sensor de O2 que está ubicado en el múltiple de escape
Figura 10. Sensor de Oxigeno Fuente: Auto Daewoo Spark.com
ACTUADORES.
Módulos De Ignición Y Bobinas
Las computadoras Haltech requieren de amplificadores externos de ignición, también
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La ECM Platinum 2000 no es capaz de controlar bobinas directamente, se requiere
utilizar un módulo externo, para evitar que las corrientes altas pasen directamente a
través de la ECM.
En la figura 11, se muestra la bobina de encendido para el motor Spark.
Figura 11. Bobina de encendido Fuente: Auto Daewoo Spark.com
Algunas bobinas poseen estos módulos otras no, este módulo no es más que un relay
que actúa rápidamente que va conectado entre la ECM y la bobina, como regla
general toda bobina que posea un conector de dos pines no tiene módulo integrado y
será necesaria la instalación de un módulo de ignición externo para controlarlos.
Si no se está seguro de que la bobina posea un módulo integrado, la mejor manera de
comprobar esta situación es con un multímetro, una bobina que no tiene modulo
integrado tendrá entre sus dos pines muy poca resistencia entre 2 y 5 ohms, si todas
las conexiones de la bobina poseen alta resistencia más de 100 ohms entonces
podemos decir que esta bobina posee modulo integrado
Inyectores de Combustible
Son los encargados de suministrar el combustible al MCI, existen dos tipos
principales de inyectores conocidos como: los de alta impedancia y de baja
impedancia. Es muy importante poder reconocer el tipo de inyector que se va a
emplear ya que la ECM
Haltech emplea distintas maneras de control para cada uno de ellos
Para determinar que impedancia tiene un inyector, se emplea el multímetro para
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ohmios o más será de alta impedancia, cualquier valor inferior a este será
considerado de baja impedancia.
En la figura12, se muestra los inyectores de combustible ubicados en su riel de
trabajo para el Chevrolet Spark
Figura 12. Inyectores de combustible Fuente: Auto Daewoo Spark.com
Los inyectores de baja impedancia hacen que fluya mucha corriente a través de la
ECM, para compensar esto la ECM Haltech utiliza una estrategia llamada “peak and hold “, que consiste en permitir que una gran cantidad de corriente fluya para abrir
del inyector, pero cuando este haya alcanzado su apertura ideal baja la corriente hasta
un nivel manejable para los controles de la ECM
Al cablear los inyectores se utiliza una línea de 12V común y una salida desde la
ECM para aplicar la tierra al inyector, es importante que los inyectores reciban 12V
de corriente desde el mismo punto de la ECM
Las bombas de combustible
Es importante que la bomba de combustible sea capaz de suministrar la presión de
combustible correcta, de lo contrario el MCI presentara dificultades en su
funcionamiento debido a una mezcla de combustible pobre o rica por ejemplo, un
motor de 500 CV requiere aproximadamente 210 Lb para un motor de gasolina.
La bomba de combustible debe ir sumergida en el depósito de combustible o tanque
de compensación. Asegúrese de que se toman todas las precauciones para mantener
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relación aire / combustible, ya que si la temperatura del combustible aumenta su
densidad disminuye.
En la figura 13, se muestra la bomba de combustible sumergible
Figura 13. Bomba de combustible Fuente: Auto Daewoo Spark.com
Conexión a Tierra
Uno de los problemas más comunes del cableado es la conexión a tierra. En la zona de conexión no debe estar pintada, ni con ninguna otra protección superficial, no utilice Loctite o similar a cualquier agente de bloqueo, ya que puede llegar a ser aislantes que impiden la buena conexión a tierra, si no se tiene una conexión a tierra se puede llegar a quemar nuestra ECM
2. Análisis Económico
En la tabla 3, se muestra el detalle económico de lo que ha significado el desarrollo e implementación de la ECM programable en el MCI.
Tabla 3. Análisis Económico
Rubro US$ Fuente de financiamiento
Costos de la investigación
Capacitación, bibliografía, transporte 500 propio
Costos de implementación (Instalación)
ECM Programable, conectores 2300 Propio
Costos de Operación
Combustible 80 propio
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Calibración 200 propio
Total: 3080
3. Manual Del Usuario
A continuación, se muestran los pasos a seguir para una correcta programación y uso de la ECM Haltech 2000
Identificación Del Sistema De Inyección Y Sus Componentes.
Lo primero que se debe hacer es identificar el tipo de sistema de inyección de combustible y encendido que posee el motor así como los sensores y actuadores que lo conforman, con el fin de determinar luego cuáles de ellos serán los que deberemos programar.
En la figura 14, se muestra un esquema del motor de pruebas y se identifica la posición de los diferentes sensores y actuadores del mismo.
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Instalación De Los Arneses De Conexión.
Para realizar este paso es necesario revisar los diagramas presentadas del ANEXO 3 y 4, así como las tablas 6 y 7 mostradas en los anexos 4 y 5 para proceder a realizar las conexiones de manera adecuada.
Configuración Inicial Del Software.
A continuación, empezaremos con la programación de la ECM para poner en machar al MCI.
El primer paso es realizar la configuración inicial, donde se realizará una serie de calibraciones importantes para el arranque del MCI, que de no estar correctamente establecidas el motor no funcionará.
Reconocimiento del Software.
La página inicial que muestra el software y contiene las secciones importantes del menú de configuración con las que se trabajará, se detallan en la figura 15.
Figura 15. Partes Software de Programación de Haltech.
1) Menú de configuración de tablas, 2) Menú de selección principal, 3) Manómetros de control del MCI, 4) Menú de selección de parámetros a afinar, 5) Descripción del navegador, 6) Control de conexión de la ECM con el MCI, 7) Tablas de programación.
Fuente: Software de programación HALTECH.
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En la figura 16, se observa la selección de la opción configuración, donde se despliega un menú con tres opciones: configuración principal (la cual será nuestro punto de inicio), configuración de tablas y seguridad, siendo las dos primeras las opciones principales que manejarán en este proyecto.
La opción de seguridad permite poner restricciones de acceso a archivos de programación.
Figura 16. Menú de configuración
Fuente: Software de programación HALTECH
Configuración Principal.
En la figura 17, se muestra la ventana de configuración principal
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Menú de Configuración Básica – Principal
En la figura 18 se muestra el menú configuración Básica- Principal donde se detalla información correspondiente al MCI.
Figura 18. Ventana De Configuración Básica – Principal. Fuente: Software de programación HALTECH.
- Información del Motor, en esta sección se detallara los siguientes ítems acerca del MCI:
- Método De Programación
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Figura 19. Método de Programación.
Fuente: Software de programación HALTECH.
- Tipo de motor, puede ser:
o Pistón
o Rotativo
- Numero de cilindros, determina la cantidad de cilindros o rotores del motor.
- Fuente de carga de inyección y del avance de encendido, determina el método para medir la carga del motor que pueden ser por:
o TPS
o MAP.
- Fuente MAP, aquí se determina que sensor se va a utilizar
o Externo: sensor MAP del motor
o Interno, la ECM programable posee un MAP interno
- RPM Arranque Máximo,
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Figura 20. RPM Arranque Máximo
Fuente: Software de programación HALTECH.
- RPM Max indicador, determina el rango máximo de revoluciones a las cuales operará el motor.
Orden de disparo, se establecerá el orden de encendido del MCI de pendiendo el número de cilindros del MCI.
Menú de Configuración Básica - Sincronización
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Figura 21. Menú De Configuración Básica – Sincronización. Fuente: Software de programación HALTECH.
En esta sección se podrá encontrar los siguientes ítems de programación:
- Tipo De Referencia, en este menú se desplegarán una serie de opciones, para elegir el tipo de sistema de inyección del motor de acuerdo a la marca.
- Angulo de Referencia, es el ángulo entre el sensor de referencia y el PMS. Menú De Configuración Básica - Avance (Ignición)
Esta sección permite seleccionar:
- Modo de Chispa, permite seleccionar el tipo de sistema de inyección
utilizado y son: por chispa perdida, por distribuidor y doble distribuidor.
- Señal de chispa, determina la polaridad de la señal utilizada para controlar el
módulo de ignición, las opciones pueden ser decreciente o ascendente.
- Modo de Carga, dependiendo del tipo de módulo de encendido que disponga
el motor se selecciona entre las opciones, carga constante y pulso constante,
siendo muy común en los vehículos modernos utilizar el tipo de sistema de
ignición de carga constante.
- Tiempo de carga, se refiere al tiempo que la bobina necesita para cargarse
cuando se elige la opción de carga constante, el rango de este oscila de 0 a 10
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A continuación, en la figura 22, se muestra lo anteriormente mencionado.
Figura 22. Menú De Configuración Básica - Avance Fuente: Software de programación HALTECH.
Menú de Configuración Básica – Inyección
En la figura 23 se muestra la ventana de configuración Básica- inyección donde se
indicará el control del sistema de inyección de combustible del MCI.
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En la figura 24, se detallan las opciones de programación para la configuración
básica - inyección
Figura 24. Opciones de programación para la Configuración Básica – Inyección. Fuente: Software de programación HALTECH
Menú de Configuración Avanzada
En el menú de configuración avanzada es factible la activación de sensores para
protección del motor como los sensores de temperatura.
Menú de Configuración Avanzada-Principal
En la figura 25, se muestra la ventana de configuración avanzada – principal, esta
sección permite activar funciones extras tales como:
- Tablas adicionales, para la corrección del avance de encendido y de la
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- Activar nuevas funciones como: control del O2 , limitadores de RPM,
Antilags los mismos que ayudan al mejoramiento de la performance del
motor.
Figura 25. Menú De Configuración Avanzada. Fuente: Software de programación HALTECH
Menú de Configuración Avanzada – limitador de RPM
En la figura 26, se describen las opciones de la configuración de limitador de RPM
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Figura 26. Configuración Avanzada- Limitador de RPM Fuente: Software de programación HALTECH
Menú de Configuración Avanzada – Protección del Motor
El menú de protección del motor permite establecer o seleccionar los parámetros de protección en base a:
- Temperatura del refrigerante - Presión de refrigerante - Temperatura de aceite - Presión de aceite - Presión de combustible - Tipo de mezcla
- Temperatura del aire
- Temperatura de los gases de escape
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tendrá 2.5 segundos para activar la protección del motor que en esta ventana aparecen como efectos y son:
- Interviniendo en la inyección - Retardo de avance
- Corte de RPM
Figura 27. Configuración avanzada- Protección del Motor Fuente: Software de programación HALTECH
Menú de Configuración de Entradas Y Salidas (Inputs Y Outputs)
En la figura 28, se muestra la sección de entradas donde se podrá activar todo lo concerniente a:
- AVI (Entrada Análoga de Voltaje) que son empleadas para conectar sensores externos a nuestra ECM
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- DPI (Entrada de Pulso Digital) son capaces de leer señales de pulso variables y de frecuencia
Figura 28. Configuración de Entradas
Fuente: Software de programación HALTECH
En la sección de entradas también nos da la opción de ver el funcionamiento de algunos sensores como TPS, CTS, ATS, O2 en forma de graficas estadísticas como se ve en la figura 29.
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En la figura 30, se muestra lo que corresponde a DPO (Salida Digital de Pulso) donde se podrán activar interruptores de temperatura para encendido, protección de turbos y tacómetros conforme a las necesidades de programación.
Figura 30. Menú de Configuración de Salidas. Fuente: Software de programación HALTECH
Calibración del Tiempo de Avance
Una vez configurado los menús principales de sincronización, inyección e ignición de manera correcta para su aplicación nuestro MCI está casi listo para ser arrancado
Antes de arrancar el MCI debemos calibrar el tiempo de avance base con la ayuda de la lampara estroboscopica, esto se realiza para que la ECM sepa exactamente los requerimientos del MCI.
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CONFIGURACION DE TABLAS
En esta seccion apareceran tre tipos de tablas que son: - Tablas de inyeccion
- Tablas de avance de encendido - Limitador de RPM
las cuales nos ayudarán a establecer los tiempos de la inyeccion de combustible y del salto de la chispa.
Adicional a esas tablas nos presenta la opcion de limitador de rpm, para evitar que el MCI se sobrerevolucione.
Todas las tablas contenidas en el software de la platinum 2000 pueden ser
modificadas.
En la figura 31, se muestra un ejemplo de la visualización del menu de tablas, donde
se puede seleccionar las celdas (las celdas de color azul) y modificarlas conforme a
los requerimientos de la programación.
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INTERPRETACIÓN DE LAS TABLAS BASE . Tabla de Inyeccion
En la figura 32, se muestra un ejemplo de tabla de configuracion de la inyeccion en
la cual haciendo referencia al cuadro de color azul se interpreta de la siguiente
manera:
Cuando el motor se aproxima a una velocidad de 2500 RPM con una carga de -81,3
kPa, la ECM ordena un tiempo de inyección correspondiente es de 1,944 ms
(milisegundos). Este es un valor base, el mismo que puede ser ajustado por
compensacion tomando en cuenta las condiciones de funcionamiento del mismo.
Figura 32. Tabla base de Configuración de la Inyección. Fuente: Software de programación HALTECH
En la sección de tablas de inyección podremos encontrar una opción que nos permitirá ver la relación aire combustible que la ECM utilizará para sus cálculos
En la figura 33, se muestra la tabla de Inyección- Objetivo De Mezcla que se expresa
en factor lambda (λ), la misma que tiene la siguiente interpretación haciendo
referencia al cuadro de color azul en la figura:
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Figura 33. Tabla de Inyección-Objetivo Mezcla Fuente: Software de programación HALTECH
Tabla de Avance de Encendido
En la figura 34, se muestra un ejemplo de tabla de configuracion del avance de encendido en la cual haciendo referencia al cuadro de color azul se interpreta de la siguiente manera:
Cuando el motor esta a un régimen de 1000 RPM y con una carga en el multiple de admision de -91.3 kPa, tendremos un ángulo de avance de encendido de 19°.
Figura 34. Tabla base de Configuración de la Ignición Fuente: Software de programación HALTECH
Configuracion de Inyeccion y Avance
Los tiempos de avance de encendido e inyección requeridos por el motor en
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el programa determina la carga y velocidad del MCI que son los parámetros
principales para el control de las tablas que en base a estos dos parámetros recibirán
el nombre de tablas base sea de inyección o de avance
El mapa de inyección es lo que influencia mayormente las mezclas aire combustible.
Para programar la tabla de inyección base
- Configure la ECM para monitorear mezclas de aire combustible para el rango
que será utilizado con el motor a programar, es recomendable que todas las
tablas de corrección, como las de temperatura estén desactivadas o en cero
- Verifique que el tiempo de avance inicial este correcto
- Calentar el motor a su temperatura normal de funcionamiento y ajustar el
control de ralentí para que el motor se mantenga estable
- Ajustar la marcha para ralentí monitoreando las mezclas aire combustible
tratar de mantenerlas lo más cercano posible a 14.7: 1
Programación en Ralentí
La mezcla en ralentí es sensible a los cambios de tiempo de inyección. Los tiempos
de inyección en ralentí que recomienda manejar el sistema operativo Haltech son
usualmente de 1,5 a 2.5 ms, si el tiempo es menor se dificulta establecer una mezcla
adecuada para el ralentí
Programación sin Carga
Se debe permitir que el motor alcance la temperatura normal.
Utilizando el acelerador únicamente, aumentamos la velocidad del motor hasta que
este alcance el valor de la primera fila por encima del ralentí. Generalmente en 1000
RPM. Si el motor se mantiene en este punto exactamente será el único rango a
ajustar
Calibrarlo para alcanzar la mezcla estequiométrica, o lo más cerca posible a este
valor de manera que el motor este estable. Repita el proceso para las demás filas de
RPM: 1500, 2000, 2500, etc.
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Mientras se acelera a más altas RPM observe el manómetro de RPM en el programa
para visualizar existencia de anomalías e corregirlas en cada rango de aceleración
Afinación de la programación de la ECM en ruta
Una vez realizada la programación y haber encendido el motor, se debe realizar la
afinación de la programación con el vehículo en movimiento Esta programación se
refiere específicamente cuando vehículo está listo para hacer las pruebas en carretera
para realizar ajustes que puedan ser necesarios para el manejo del vehículo
En régimen de plena carga sea cual sea el número de rpm del motor, las
mezclas aire combustible deben ser más ricas En vehículos turbo aspirados,
las mezclas de aire combustible oscilan entre 12,5: 1 y 13,5: 1
En velocidad crucero o cargas medias y carga baja, las mezclas deben
mantenerse lo más cerca a la mezcla estequiometria y,
En condiciones de desaceleración pueden ser pobres para conservar combustible
