UNIVERSIDAD UTE
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E
INDUSTRIAS
CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
INTERPRETACIÓN Y ANÁLISIS DE LA GESTIÓN MOTOR EN
EL VEHÍCULO CHEVROLET AVEO EMOTION 2008 CON EL
PROTOCOLO J2534 UTILIZANDO EL SOFTWARE ESITRONIC
Y LA INTERFACE KTS 590 DE BOSCH.
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO AUTOMOTRIZ
AUTOR:
ANDY JOEL PEREIRA CARRILLO
DIRECTOR: ING. XAVIER ORBEA H. MSC.
© Universidad UTE. 2018
FORMULARIO DE REGISTRO BIBLIOGRÁFICO
PROYECTO DE TITULACIÓN
DATOS DE CONTACTO
CÉDULA DE IDENTIDAD: 1724093180
APELLIDO Y NOMBRES: Pereira Carrillo Andy Joel
DIRECCIÓN: Lizardo García y Jacinto cortés
EMAIL: [email protected]
TELÉFONO FIJO: 3710-802
TELÉFONO MÓVIL: 0982846272
DATOS DE LA OBRA
TITULO: Interpretación y análisis de la gestión motor en
el vehículo Chevrolet Aveo emotion 2008 con el protocolo j2534 utilizando el software esitronic y la interface kts 590 de Bosch.
AUTOR O AUTORES: Andy Joel Pereira carrillo FECHA DE ENTREGA DEL
PROYECTO DE TITULACIÓN:
09 de enero de 2019
DIRECTOR DEL PROYECTO DE TITULACIÓN:
ING. XAVIER ORBEA H. MSC.
PROGRAMA PREGRADO POSGRADO
TITULO POR EL QUE OPTA: INGENIERO AUTOMOTRIZ
RESUMEN:
software TechStream, donde se realizó un análisis de códigos de falla y la lectura de datos reales, determinando el estado del vehículo.
PALABRAS CLAVES: Protocolo Comunicación, SAE, J2534, F16D3, Unidad Central de Control, Sensores, Actuadores, Kts 590, ESItronic, Interface, Software.
ABSTRACT: The analysis of engine management through
protocol of communication SAE J2534 in Chevrolet Aveo emotion 2008 1.6 F16D3 vehicle allows to know about operating parameters and different diagnostic evaluations that is carried out in the components of the electronic system. The control unit that command the different electrical and electronic components existing in the vehicle allow to identify when failure occurs, through the sensors that pick up physics , chemical magnitudes and transform in electrical magnitudes subsequent to it then, after data processing, the ECU command to the actuors to carry out their specific function. the diagnostic with interface Kts 590 of Bosch that has the function of the digital multimeter has been made, with which tension and resistance measures were taken in the sensors and actuors in different engine motor speed, with the 2 channel oscilloscope getting the respective characteristic curves, the analysis of the obtained data is detailed in different evaluations to determine if they are within the established parameters by the manufacturer. the interface together with the software ESItronic are compatible with the protocol J2534 that not require the diagnostic original equipment of vehicle , besides the license of software TechStream was acquired where an analysis of fault codes was made and the reading of real data determining the state of the vehicle.
KEYWORDS Communication Protocol, SAE, J2534, F16D3,
Central Control Unit, Sensors, Actuators, Kts 590, ESItronic, Interface, Software.
Se autoriza la publicación de este Proyecto de Titulación en el Repositorio Digital de la Institución.
f:__________________________________________ PEREIRA CARRILLO ANDY JOEL
DECLARACIÓN Y AUTORIZACIÓN
Yo, PEREIRA CARRILLO ANDY JOEL, CI 1724093180 autor/a del proyecto titulado: Interpretación Y Análisis de la gestión Motor en el vehículo Chevrolet Aveo emotion 2008 con el protocolo J2534 utilizando el software ESITRONIC y la interface KTS 590 de Bosch previo a la obtención del título de INGENIERO AUTOMOTRIZ en la Universidad UTE.
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 UTE 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, 09 de enero de 2019.
f:__________________________________________ PEREIRA CARRILLO ANDY JOEL
CERTIFICACIÓN DEL TUTOR
En mi calidad de tutor, certifico que el presente trabajo de titulación que lleva por título “Interpretación Y Análisis de la gestión Motor en el vehículo Chevrolet Aveo emotion 2008 con el protocolo J2534 utilizando el software ESITRONIC y la interface KTS 590 de Bosch”. para aspirar al título de INGENIERO AUTOMOTRIZ fue desarrollado por PEREIRA CARRILLO ANDY JOEL, bajo mi dirección y supervisión, en la Facultad de Ciencias de la Ingeniería e Industrias; y que dicho trabajo cumple con las condiciones requeridas para ser sometido a las evaluación respectiva de acuerdo a la normativa interna de la Universidad UTE.
_________________________ ING. XAVIER ORBEA H. MSC. DIRECTOR DEL TRABAJO
DEDICATORIA
El presente trabajo se lo dedico a Dios quien a diario me ilumina, me brinda sabiduría para elegir el camino del bien y nunca desfallecer, por la vida, la salud y las fuerzas para siempre seguir en pie de lucha, y así poder culminar uno de mis sueños anhelados ser un profesional.
AGRADECIMIENTO
Por sobre todas las cosas agradezco a Dios que a diario me protege, guía mis pensamientos y me ilumina para elegir el camino del bien.
Mis Padres Willan Pereira y Teresa Carrillo que son el pilar fundamental que me permiten ser una persona de excelencia mediante sus sabios consejos que me inspira a seguir en pie de lucha para que cada vez seguir cumpliendo con los diferentes objetivos propuestos con un alto espíritu optimista, ya que se necesita esforzarse para cumplir lo que se desea, se requiere de paciencia y persistencia ya que esto conlleva al triunfo.
A mi tía Yolanda Carrillo por el apoyo incondicional en todo momento durante el transcurso de mi carrera académica.
Agradezco a mis amigos que son parte de este triunfo Carolina Torres, Jairo Silva, Jean Pierre Giraldo, Jonathan Sarmiento, Cesar Catota, Carlos Mendieta y Christopher Montero por su amistad y los buenos momentos compartidos durante la carrera.
ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA
RESUMEN ... 1
ABSTRACT ... 2
1. INTRODUCCIÓN ... 3
1.1. MARCO TEÓRICO ... 7
1.1.1. MOTOR CHEVROLET AVEO F16D3 ... 7
1.1.2. MOTOR ... 8
1.1.3. INYECCIÓN ELECTRÓNICA ... 9
1.1.4. GENERALIDADES ... 9
1.1.5. SISTEMAS COMPLEMENTARIOS ... 11
1.1.6. CONTROL ELÉCTRONICO DEL MOTOR ... 14
1.1.7. ACTUADORES ... 27
1.1.8. MÓDULO DE CONTROL ELECTRÓNICO ... 33
1.1.9. PROTOCOLO DE COMUNICACIÓN J2534 ... 34
1.1.10. INTERFACE KTS 590 ... 36
1.1.11. MANEJO ... 39
1.1.12. PROTOCOLOS DE INTERFACES KTS ... 39
1.1.13. MULTÍMETRO... 39
1.1.14. OSCILOSCOPIO ... 40
1.1.15. FUNCIONAMIENTO INTERFACE KTS 590 ... 40
1.1.16. CONEXIÓN KTS MEDIANTE EL PROTOCOLO J2534 ... 43
2. METODOLOGÍA ... 46
2.1. SITIO DEL ESTUDIO... 46
2.2. MÉTODO INDUCTIVO ... 46
2.3. MÉTODO DEDUCTIVO ... 46
2.4. MÉTODO ANALÍTICO ... 47
2.5. MÉTODO SÍNTESIS ... 51
2.6. MÉTODO EXPERIMENTAL ... 51
2.7. MÉTODO DE MEDICIÓN ... 51
3. RESULTADOS Y DISCUCIÓN ... 53
3.1. DIAGNÓSTICO DE LOS SENSORES Y ACTUADORES ... 53
3.2. SENSOR MAP ... 54
3.3. SENSOR IAT ... 59
3.4. SENSOR ECT ... 63
3.5. SENSOR TPS ... 66
3.6. SENSOR CKP ... 70
3.7. SENSOR CMP ... 72
3.8. SENSOR KS ... 77
3.9. SENSOR VSS ... 79
3.10. SENSOR DE OXIGENO λ ... 82
3.11. DIAGNÓSTICO ACTUADORES ... 85
3.12. INYECTORES ... 85
3.13. VÁLVULA DE CONTROL DE RALENTÍ IAC ... 87
3.14. BOBINA DE IGNICIÓN ... 90
3.15. VÁLVULA EVAP ... 92
4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 94
4.1. CONCLUSIONES ... 94
4.2. RECOMENDACIONES ... 95
BIBLIOGRAFÍA ... 96
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA Tabla 1. Especificaciones generales del motor 11 Tabla 2. Ocupación de Pines ISO 14230 14 Tabla 3. Datos sensores de temperatura 15 Tabla 4. Datos de altitud versus presión barométrica 20
Tabla 5. Funciones KTS 590 37
Tabla 6. Sistema Operativo 37
Tabla 7. Características del vehículo de experimentación 51 Tabla 8. Características la interfaz KTS 590 52 Tabla 9. Toma de datos sensor MAP 58 Tabla 10. Datos Señal Sensor MAP 58 Tabla 11. Datos de Resistencia Sensor IAT 61 Tabla 12. Toma de datos Sensor IAT 62 Tabla 13. Datos señal del Sensor IAT 62 Tabla 14. Datos resistencia Sensor ECT 64 Tabla 15. Toma de datos Sensor ECT 66 Tabla 16. Toma de datos Sensor TPS 69 Tabla 17. Datos señal Sensor TPS 69 Tabla 18. Toma de datos Sensor CKP 71 Tabla 19. Datos señal Sensor CKP 72 Tabla 20. Toma de datos Sensor CMP 76 Tabla 21. Datos señal Sensor CMP 76 Tabla 22. Toma de datos Sensor KS 79 Tabla 23. Toma de datos Sensor VSS 81 Tabla 24. Datos Señal Sensor VSS 81 Tabla 25. Toma de datos Sensor de Oxígeno 84 Tabla 26. Toma de datos Inyector 87 Tabla 27. Datos tomados Válvula IAC 89 Tabla 28. Toma de datos Bobina de Ignición 92
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA
Figura 1. Motor F16D3 7
Figura 2. Identificación Serie de Motor 8
Figura 3. F16D3 9
Figura 4. Ciclo de trabajo teórico motor ciclo otto 4 tiempos 10
Figura 5. Sistema OBD II 12
Figura 6. Protocolo ISO 14230 (KWP 2000) 13 Figura 7. Sensor Temperatura de refrigerante 16 Figura 8. Circuito del sensor ECT 16 Figura 9. Curva Característica sensor ECT - IAT 16 Figura 10. Sensor de temperatura de aire de admisión 17 Figura 11. Circuito del Sensor IAT 17 Figura 12. Sensor de Posición del Acelerador TPS 18 Figura 13. Circuito del Sensor TPS 18 Figura 14. Curva Característica sensor TPS 19 Figura 15. Sensor de presion absoluta MAP 19 Figura 16. Circuito Sensor MAP 20 Figura 17. Curva Característica sensor MAP 20 Figura 18. Sensor detonación KS 21 Figura 19. Curva Característica sensor detonación KS 22 Figura 20. Sensor árbol de levas CMP 23 Figura 21. Curva Característica sensor árbol de levas CMP 23 Figura 22. Sensor posición del cigüeñal CKP 24 Figura 23. Sensor CKP terminales 24 Figura 24. Curva Característica del sensor CKP 25 Figura 25. Sensor de velocidad VSS 25 Figura 26. Curva Característica sensor VSS 26
Figura 27. Sensor de Oxígeno 27
Figura 28. Curva Característica sensor de oxígeno 27
Figura 29. Bobina de Ignición 28
Figura 30. Curva Característica bobina de ignición 28
Figura 31. Inyector 29
Figura 32. Curva Característica inyector 29
Figura 33. Válvula IAC 30
Figura 34. Diagrama IAC 30
Figura 35. Curva Característica válvula IAC 30
Figura 36. Válvula EVAP 31
Figura 44. Indicación estado Led KTS 590 38 Figura 45. Esquema de conexión KTS 590 39 Figura 46. Inicio Aplicación ESItronic 40
Figura 47. Cambiar modo Demo 41
Figura 48. Configuración del Módulo KTS 590 41 Figura 49. Módulo KTS activo mediante USB 41 Figura 50. Designación del vehículo 42
Figura 51. Selección vehículo 42
Figura 52. Selección del sistema 43 Figura 53. Selección multímetro 43 Figura 54. Selección osciloscopio 43 Figura 55. Configuración Pass-Thru 44 Figura 56. Comunicación Interface 44
Figura 57. Ingreso TechStream 45
Figura 58. Sensores y actuadores aveo emotion 47 Figura 59. Sensores y actuadores aveo emotion 47
Figura 60. ECM Sirius D42 48
Figura 61. ECM MR-140 48
Figura 62. ECM HV-240 48
Figura 63. ECM HV-240 49
Figura 64. Conexión Módulo de Control, alimentación de la batería, tierra, sensor ckp y circuito del sensor cmp 49 Figura 65. Conexión Módulo de Control Bomba de combustible, inyector y circuito del sensor de O2. 50 Figura 66. Conexión Módulo de Control, IAC & SENSOR (MAP, ECT, TP,
IAT, KNOCK, ACP) 50
Figura 67. Vehículo de prueba con la interface KTS 590. 52 Figura 68. Ramal de control de motor 53 Figura 69. Códigos de diagnóstico Tech Stream 53 Figura 70. Memoria de Averías ESItronic 54 Figura 71. Ubicación e identificaciones pines sensor MAP 54 Figura 72. Tensión de referencia sensor MAP 55 Figura 73. Masa del Sensor MAP 55 Figura 74. Voltaje señal MAP motor apagado 55 Figura 75. Flujo de datos Sensor MAP motor apagado 56 Figura 76. Flujo de datos Sensor MAP Techstream 56 Figura 77. Voltaje de señal y masa en ralentí 57 Figura 78. Flujo de datos Sensor MAP Ralentí 57 Figura 79. Curva Característica sensor MAP 3657 rpm 58 Figura 80. Voltaje Señal Sensor MAP 59 Figura 81. Ubicación e identificación de pines Sensor IAT 59 Figura 82. Flujo de datos Sensor IAT 60 Figura 83. Voltaje de Referencia Sensor IAT motor apagado 60 Figura 84. Masa del Sensor IAT 60 Figura 85. Tensión de referencia Sensor IAT 61
Figura 86. Resistencia IAT 61
Figura 88. Voltaje Señal Sensor IAT 63 Figura 89. Ubicación e identificación de pines Sensor ECT 63 Figura 90. Flujo de datos Sensor ECT 64 Figura 91. Voltaje referencia y masa Sensor ECT 64 Figura 92. Resistencia Sensor ECT a 31°C 64 Figura 93. Resistencia Sensor ECT 65 Figura 94. Temperatura Refrigerante Sensor ECT 65 Figura 95. Ubicación e identificación de pines Sensor TPS 66 Figura 96. Voltaje referencia Sensor TPS 67
Figura 97. Masa Sensor TPS 67
Figura 98. Voltaje señal Sensor TPS motor apagado, 1500 rpm 67 Figura 99. Voltaje de Señal a 2500-3500 rpm 68 Figura 100. Resistencia mínima y máxima sensor TPS 68 Figura 101. Curva característica Sensor TPS 68 Figura 102. Voltaje señal Sensor TPS 69 Figura 103. Ubicación e identificación de pines sensor CKP 70 Figura 104. Resistencia Sensor CKP 70 Figura 105. Curva Característica Sensor CKP en ralentí 71 Figura 106. Curva Característica Sensor CKP 1500 rpm 71 Figura 107. Voltaje señal Sensor CKP 72 Figura 108. Ubicación e identificación de pines sensor CMP 72 Figura 109. Señal del Sensor CMP 73 Figura 110. Voltaje de Referencia Sensor CMP 73
Figura 111. Masa Sensor CMP 73
Figura 112. Resistencia Sensor CMP 73 Figura 113. Curva característica Sensor CMP ralentí 74 Figura 114. Curva característica Sensor CMP 2500 rpm 74 Figura 115. Sincronización Sensor CKP y CMP 75 Figura 116. Curva Característica sincronización CKP y CMP ralentí 75 Figura 117. Curva Característica sincronización CKP y CMP 1500 rpm 76 Figura 118. Voltaje señal Sensor CMP 77 Figura 119. Ubicación e identificación Sensor KS 77
Figura 120. Señal Sensor KS 77
Figura 121. Masa y baja referencia Sensor KS 78 Figura 122. Resistencia Sensor KS 78 Figura 123. Curva característica Sensor KS 78 Figura 124. Ubicación e identificación de pines Sensor VSS 79 Figura 125. Voltaje de ignición y masa Sensor VSS 79
Figura 126. Señal Sensor VSS 80
Figura 127. Curva característica Sensor VSS 1800 rpm 23km/h 80 Figura 128. Curva característica Sensor VSS 2900 rpm 23km/h 81
Figura 129. Voltaje Señal VSS 82
Figura 135. Curva característica Sensor de Oxígeno 2500 rpm mezcla rica 84 Figura 136. Ubicación e identificación de pines Inyector 85 Figura 137. Resistencia Inyector a 85°C 85 Figura 138. Masa (señal) inyector 86 Figura 139. Curva Característica Inyector ralentí 86 Figura 140. Curva Característica Inyector 3500rpm 87 Figura 141. Ubicación e identificación de pines Válvula IAC 88 Figura 142. Masa y Señal Iac "A" Iac "B" 88 Figura 143. Resistencia Válvula IAC 88 Figura 144. Curva Característica Iac "A" - "B" ralentí 89 Figura 145. Numero de conteos Válvula IAC 90 Figura 146. Ubicación e identificación de pines Bobina de Ignición 90 Figura 147. Voltaje de alimentación, EST “A” Bobina Ignición 90 Figura 148. Resistencia Primario - Secundario Bobina Ignición 91 Figura 149. Curva Característica Bobina de Ignición a diferente régimen de
giro 91
Figura 150. Ubicación e identificación de terminales Válvula Solenoide
EVAP 92
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA
RESUMEN
El análisis de la gestión motor mediante protocolo de comunicación SAE J2534 en un vehículo Chevrolet Aveo emotion 2008 1.6 F16D3 permite conocer sobre los parámetros de funcionamiento y diferentes pruebas de diagnóstico que se realiza en los componentes del sistema electrónico. La Unidad de Control que comanda los diferentes componentes eléctricos y electrónicos presentes en el vehículo, permite identificar cuando se presenta una falla, a través de los sensores que receptan magnitudes físicas, químicas y transforman en magnitudes eléctricas, posterior al procesamiento de datos, la ECU comanda a los actuadores para que realicen su función específica. Se realizó el diagnóstico con la interface Kts 590 de Bosch que tiene la función de multímetro digital, se tomó medidas de tensión y resistencia en los sensores y actuadores a diferente régimen de giro del motor, con el osciloscopio de 2 canales, se obtuvo las respectivas curvas características, se detalló el análisis de los datos obtenidos en las diferentes pruebas, con lo que se determinó si están dentro de los parámetros establecidos por el fabricante, en conjunto la interface y el software ESItronic son compatibles con el protocolo J2534, no requiere el equipo original de diagnóstico del vehículo, además se adquirió la licencia del software TechStream, donde se realizó un análisis de códigos de falla y la lectura de datos reales, determinando el estado del vehículo.
ABSTRACT
The analysis of engine management through protocol of communication SAE J2534 in Chevrolet Aveo emotion 2008 1.6 F16D3 vehicle allows to know about operating parameters and different diagnostic evaluations that is carried out in the components of the electronic system. The control unit that command the different electrical and electronic components existing in the vehicle allow to identify when failure occurs, through the sensors that pick up physics , chemical magnitudes and transform in electrical magnitudes subsequent to it then, after data processing, the ECU command to the actuors to carry out their specific function. the diagnostic with interface Kts 590 of Bosch that has the function of the digital multimeter has been made, with which tension and resistance measures were taken in the sensors and actuors in different engine motor speed, with the 2 channel oscilloscope getting the respective characteristic curves, the analysis of the obtained data is detailed in different evaluations to determine if they are within the established parameters by the manufacturer. The interface together with the software ESItronic are compatible with the protocol J2534 that not require the diagnostic original equipment of vehicle , besides the license of software TechStream was acquired where an analysis of fault codes was made and the reading of real data determining the state of the vehicle.
1. INTRODUCCIÓN
A causa de la contaminación existen múltiples afectaciones tanto para el planeta que habitamos, como a nosotros los seres humanos, hacia algunos años no se realizaba el control respectivo en lo referente a la contaminación, ya que el interés que se le prestaba era mínimo con el transcurso del tiempo se ha ido mejorando el control sobre eso tratando de preservar la salud de las personas y el cuidado de nuestro hogar que es la tierra. (Galván Zacarías, 2014)
En 1970 con las primeras normas de California estableció importantes exigencias sobre las emisiones y combustibles, las cuáles ayudaron reducción drástica de emisiones y cambios importantes en los combustibles que se usaban. Se inició con los vehículos livianos debido a su gran número posteriormente vehículos pesados.
En lo referente a los vehículos a nivel mundial se realiza el respectivo control de las emisiones tratando de evitar esas afectaciones que son perjudiciales, ya que los gases producidos después de la combustión son N2, O, H2O,
CO2, CO, NOx, HC.
Con el continuo desarrollo de la tecnología en el diseño y fabricación de los componentes del motor, así como el control exacto de la cantidad de combustible, la mezcla y el tiempo de encendido, son puntos importantes a través de las cuáles se logra un control cada vez más preciso de las emisiones de los vehículos. Además con el avance de la electrónica en las computadoras (ECM), la integración de microprocesadores con la producción de automóviles y la operación automotriz fue la respuesta idónea para la necesidad de precisión y mínimas tolerancias.
A partir del año 2000 la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE), la Agencia de protección Ambiental (EPA) y en sociedad con Drew Technologies realizó una investigación en la cual identificaron que muchos vehículos no cumplían con los estándares de emisiones por lo que decidió actuar con la estandarización del protocolo J2534 para la reprogramación de la ECU relacionado con las emisiones en vehículos modelos 2004 y posteriores. Su propósito es crear una Interfaz de programación de Aplicaciones (API) que sea adoptada por todos los fabricantes de vehículos. Lo cual resulta beneficioso ya que no se requiere una herramienta especial que solamente la tenía el distribuidor y resultaba costoso obtenerla.
para cada fabricante de automóviles. El Hardware interfaz de vehículo pass-thru compatible con J2534, que actúa como una puerta de enlace entre la ECU a bordo del vehículo y la PC, traduce los mensajes de la PC en los protocolos utilizados por el automóvil y viceversa.
Uno de los principales problemas que afecta es la falta de actualización de conocimientos del campo automotriz que es amplio, ya que con el desarrollo de nuevas tecnologías empleado en los vehículos, desde la introducción de OBDII y hasta los modernos híbridos y vehículos eléctricos, las computadoras y el software en los automóviles se han expandido a un ritmo exponencial. Es necesario ir a la par con la misma, al realizar un diagnóstico sin contar con un equipo necesario que causa pérdida de tiempo lo que se traduce en ausencia de productividad, inconformidad con los clientes.
El software para el automóvil se está convirtiendo en una de las principales necesidades de servicio, y actualizar el software puede ser la única forma de solucionar algunos de estos problemas: capacidad de conducción, eficiencia del combustible, pérdida de energía, códigos de falla y durabilidad de las piezas mecánicas.
Por tal razón es necesario trabajar con una interfaz electrónica KTS 590 de Bosch que es compatible con el protocolo de comunicación SAE J25341 y -2 (PassThru), me permite el diagnóstico de unidades de control con multímetro digital y osciloscopio de 2 canales. Para un diagnóstico más rápido y utilización óptima de los portales de los fabricantes de vehículos (Pass Through) además cuenta con un software ESI[tronic] 2.0 para reparaciones más sencillas, cuenta con sistema de información de sistemas (SIS) con instrucción de reparaciones guiadas, diagramas de circuitos. (Bosch, KTS 590 Diagnóstico de unidades de control con ESI[tronic], 2018) Mediante la interfaz podremos determinar el mantenimiento datos de inspección y servicio que requiere ese vehículo para que esté en condiciones adecuadas de funcionamiento, además determinar posibles fallas en el mismo y así evitar que esos pequeños problemas que presenta se conviertan en grandes daños por falta de una adecuada asesoría.
Podemos analizar cómo afecta la falta de un equipo de diagnóstico dentro del campo automotriz para brindar un servicio adecuado de mantenimiento. El desconocimiento de un protocolo de comunicación para la reprogramación de la unidad de control del vehículo.
de la marca de vehículo que sea, además la interface permite un diagnóstico respectivo mantenimiento, además cuenta con soporte de información para realizar reparaciones. Lo que permite que en un solo equipo cuente con múltiples ventajas lo que ayuda optimizar costos.
De manera que ayudará a que los técnicos tengan una base de conocimientos gracias al software de información de sistemas (SIS) en el cuál será de beneficios ya que se va optimizar tiempo para realizar un diagnóstico y garantizar el buen funcionamiento del vehículo, este equipo de comprobación se emplea conocimientos acerca de autotrónica e inyección para el análisis de la gestión motor la interfaz que permitirá visualizar datos en tiempo real acerca del vehículo a parte es posible realizar mediciones de tensión, impedancia y corriente con facilidad y eficacia. El Proceso de Análisis e interpretación de la gestión motor con ayuda del osciloscopio de dos canales que no solo muestra gráficas de tensión y corriente sino que además permite su evaluación directa, se puede medir las señales de todos los sensores y actuadores presentes en el vehículo, genera un impacto ecológico debido a que al realizar el análisis de la gestión motor y la reprogramación de la unidad de control del vehículo (ECU) en lo referente a emisiones a través del protocolo SAE J2534, haciendo que las emisiones de gases contaminantes se reduzcan lo que ayudará que los usuarios de los mismos tener un vehículo en buen estado con el mantenimiento adecuado, y sin necesidad de tener el equipo de la marca podemos analizar diferentes parámetros, curvas características lo que permite identificar problemas logrando ahorrar costos.
Lograr que tanto los estudiantes de la Universidad UTE sede Santo Domingo, como técnicos, usuarios de vehículos livianos tengan conocimiento y acceso a la base de datos que permite la reparación de múltiples daños presentes en el vehículo, emplear el protocolo de comunicación SAE J2534 que nos ofrece múltiples ventajas para vehículos multimarca, adquiriendo la suscripción por el tiempo que lo requiera el usuario.
Para llevar a cabo el desarrollo del presente proyecto técnico cumpliré con el siguiente objetivo general:
Interpretar Y Analizar de la gestión Motor en el vehículo Chevrolet Aveo emotion 2008 con el protocolo J2534 utilizando el software ESITRONIC y la interface KTS 590 de Bosch.
Para cumplir con el objetivo general establecido, es necesario trabajar con los siguientes objetivos específicos:
Realizar un estudio acerca de la Interface KTS 590 de Bosch en conjunto con el software ESItronic.
Conocer el funcionamiento de la interfaz electrónica.
Identificar el protocolo de comunicación utilizado en la unidad de control del vehículo Aveo emotion 2008.
Adquirir la licencia de suscripción para trabajar con el protocolo de comunicación SAE J2534.
Analizar los diferentes parámetros del vehículo referente a la gestión motor, determinando datos referentes a los sensores y actuadores obteniendo curvas características.
Interpretar los datos obtenidos a través del diagnóstico realizado mediante la interfaz KTS 590 de Bosch.
1.1. MARCO TEÓRICO
1.1.1. MOTOR CHEVROLET AVEO F16D3
El motor del Chevrolet Aveo 1.6L con serie de motor F16D3 figura 1 es un motor de combustión interna de ciclo Otto, que es el ciclo termodinámico que se aplica a los motores a gasolina, además posee un sistema de inyección electrónica secuencial indirecta, sincronización de motor por correa dentada, con doble árbol de leva DOHC (Double Overhead Camshaft) se encuentran ubicados en el cabezote, controla el accionamiento de las válvulas de admisión y escape, el detalle del cabezote es de aluminio además posee 16 válvulas (cuatro válvulas por cada cilindro), el motor tiene propulsores hidráulicos y es de 4 cilindros en línea.
El motor tiene el mismo diseño de bloque de cilindros que el F14D3 de 1.4 litros, pero con el diámetro interior más grande. El F16D3 tiene cigüeñal de acero forjado además tiene el sistema de Recirculación de gases de escape EGR (Exhaust Gas Recirculation). (MotorReviewer, 2014)1
Figura 1. Motor F16D3 (MotorReviewer, 2014)
El motor tiene un módulo de control electrónico (ECM) está compuesto por sensores y actuadores, en la cual los sensores informan a la unidad de control ya que identifican las magnitudes físicas, químicas y las transforman en magnitudes eléctricas para el respectivo procesamiento de datos y esta a su vez comanda a los actuadores. Dentro de sus múltiples funciones del módulo se encarga de controlar: Inyección de Combustible verificando la mezcla aire-combustible, puesta a punto de encendido que cada vez sea más favorable en cada condición del motor, control de emisión de gases escape, control de marcha mínima (ralentí), rendimiento del combustible. Además permite realizar autodiagnóstico.
El sistema de alimentación de combustible lo realiza mediante una bomba eléctrica sumergible en el interior del tanque, generando caudal para alcanzar una presión que se puede encontrar en el rango de 2.8 a 3.2 bares en el sistema2, en trabajo conjunto con el regulador de presión, siendo este uno de los parámetros importantes para la correcta inyección de combustible.
“La potencia neta que tiene este motor es de 103 HP a 6000 rpm, con un torque neto de 14.7 kg-m a 3600 rpm”3. (CHEVROLET, 2018)
En el sistema de escape encontramos un sensor de oxígeno que controla el porcentaje aire combustible que ingresan al motor, se requiere que el aire y combustible se hallen mezclados en una proporción determinada, la cual se denomina relación estequiométrica la cuál en los motores a gasolina la ideal es 14,7 gramos de aire por 1 gramo de combustible para realizar la combustión perfecta, además se conoce como mezcla pobre cuando hay exceso de aire, y mezcla rica exceso de combustible respecto al aire que entra en la cámara de combustión, por lo tanto el sensor de oxígeno envía la información constantemente al módulo de control electrónico ECM (Electronic Control Module) para que corrija y mejore la inyección de combustible.
El motor F16D3 instalado en el Chevrolet Aveo Emotion, es un vehículo tipo sedán paso por varios cambios dentro de la primera generación de Aveo fue la T200 y T250 y se llamó originalmente como Daewoo Kalos.
Figura 2. Identificación Serie de Motor
Fuente: (Chevrolet Europe, 2014)
1.1.2. MOTOR
El motor utilizado es un GM-DAEWOO F16D3, de 4 tiempos de combustión interna a gasolina, que integra válvulas de admisión y escape, cuatro por
2
Mantenimiento, datos técnicos, Sistema de alimentación Combustible software ESI[TRONIC] 2.0
3
cilindro, sistema de inyección electrónica multipunto, accionado por correa dentada de distribución con doble árbol de levas (DOHC) Double Overhead Camshaft.
Figura 3. F16D3
1.1.3. INYECCIÓN ELECTRÓNICA
Es un sistema que fue diseñado para reducir y controlar las emisiones de gases contaminantes, además consiguió reducir consumos de combustible mejorar la eficiencia de los motores de combustión interna, el par motor aumentando su rendimiento, con el desarrollo de los sistemas se ha llegado a los sistemas de inyección electrónica secuencial por medio de la mejora de los sistemas electrónicos integrados en una única unidad de control.
(González, D ,2015)
1.1.4. GENERALIDADES
El Aveo emotion 1.6L cuenta con un motor de ciclo Otto de 4 tiempos con sistema de inyección electrónica multipunto indirecta, los ciclos de funcionamiento se describen a continuación:
1.1.4.1. Principio de funcionamiento de los 4 tiempos
En el motor ciclo Otto de 4 tiempos, es importante la sincronización del cigüeñal con las válvulas que abren y cierran los canales de admisión y escape para que los ciclos de trabajo se cumplan.
Los cuatro tiempos son:
Admisión
Compresión
Combustión
Figura 4. Ciclo de trabajo teórico motor ciclo otto 4 tiempos (Acebes, 2017)
Primer Tiempo: Admisión
La apertura de la válvula de admisión para que permita el ingreso de la mezcla aire-combustible por lo tanto la válvula de escape está cerrada, el pistón desciende desde el PMS (punto muerto superior) hasta llegar al PMI (punto muerto inferior) y con ello aumenta el volumen del cilindro.
Segundo Tiempo: Compresión
Las válvulas de admisión y escape se encuentran cerradas, el pistón empieza ascender desde el PMI al PMS, el volumen del cilindro se disminuye por lo tanto la cámara de combustión se reduce comprimiendo la mezcla aumentando la presión, y antes de llegar por completo al PMS se produce la chispa a través de la bujía.
El grado de compresión que puede ser sometida la mezcla dentro del cilindro, y por tanto la relación de compresión, está en función de la resistencia antidetonante del combustible empleado. (Acebes, 2017)
Tercer Tiempo: Combustión
Las válvulas se mantienen cerradas, se produce la combustión de la mezcla donde se produce la expansión de los gases, aumenta la presión en el cilindro que desplaza al pistón del PMS al PMI lo que transfiere trabajo al cigüeñal a través de la biela.
Cuarto Tiempo: Escape:
La válvula de admisión se mantiene cerrada, la válvula de escape se encuentra abierta, el pistón asciende desde el PMI al PMS donde realiza la eliminación de los gases producto de la combustión los cuales se encuentran a altas temperaturas.
El motor de combustión interna “Es una máquina que transforma energía térmica en energía mecánica mediante un proceso de intercambio de calor. En el MCI el calor se obtiene de la combustión de una mezcla aire combustible, que eleva fuertemente la temperatura en el interior del cilindro. Una gran parte de este es transformado en trabajo durante la expansión de gases. El calor restante que no ha sido transformado es expulsado hacia el exterior, de forma que el medio ambiente actúa como foco frío. El Motor queda preparado para admitir una nueva carga de gas y comenzar un nuevo ciclo. En un motor se obtiene trabajo de forma continua debido a que realiza ciclos termodinámicos que se repiten constantemente” Pág. 25
1.1.4.2. ESPECIFICACIONES
Se detallan las especificaciones Generales del Motor GM-DAEWOO F16D3, la información general se la puede obtener a través de la página oficial del fabricante nacional.4
Tabla 1. Especificaciones generales del motor
APLICACIÓN
ESPECIFICACIÓN METRICO INGLÉS DATOS GENERALES
Tipo de Motor 4 cilindros en línea DOHC 16v Designación del Motor F16D3
Desplazamiento 1 598 cm3 97.52 pulg3 Diámetro por carrera 79x81.5 mm 3.11x3.21 in. Relación de compresión 9.5:1
Orden de encendido 1-3-4-2 Potencia máxima a 6000 rpm 77 kw (103 hp)
Torque máximo a 3600 rpm 145 Nm 106.9 lb pies
Alimentación MPI
Sistema de encendido Electrónico Bomba de gasolina Eléctrica
(Chevrolet Ecuador, 2017)
1.1.5. SISTEMAS COMPLEMENTARIOS
La segunda generación de sistemas de diagnóstico a bordo es denominado OBD II.
El principal propósito del sistema OBD II es asegurar que los vehículos produzcan la mínima cantidad de contaminantes durante su vida útil.
Comenzando con los modelos de vehículos a partir del año 1996 para Estados Unidos y 2000 para Europa.
Figura 5. Sistema OBD II (Donado, 2016)
1.1.5.1. Objetivos del sistema
Mejorar la calidad del aire por reducción de las emisiones nocivas de los automotores causadas por el mal funcionamiento de los sistemas encargado del control de las mismas.
Brindar asistencia al técnico en el diagnóstico y reparación del problema relacionado con las emisiones.
1.1.5.2. Conector DLC SAE J1962
Es necesario que los fabricantes utilicen un conector de diagnóstico estandarizado y un protocolo de comunicación común. Para permitir que cualquier herramienta de exploración genérica pueda ser utilizada en un vehículo que se encuentre con este sistema.
Tiene 16 terminales distribuidos de la siguiente manera: Siete son específicos para el sistema OBD II.
Módulo de Control del Tren de Fuerza OBD II
Los monitores igual que en el OBDI; además de sistemas de control de emisiones mejorados
Estandarización
Protocolos para Comunicación
Conector de enlace de datos
Terminología
Códigos de falla de diagnóstico
Cuadro de datos congelados
Requerimientos para la iluminación de la lámpara MIL
Nueve son reservados para el uso de los fabricantes.
El pin 16 conexión directa de voltaje de batería sin pasar por el switch de ignición y estandarizado para que todo vehículo utilice ese conector.
Los terminales 4 y 5 son ligeramente más grandes (2.0 mm) para permitir que se lleve a tierra el scanner antes de aplicarles voltaje con el objetivo de prevenir picos de voltaje que puedan afectar la red de comunicación del vehículo.
Pin 4 tierra de chasis para el scanner (obligatorio).
Pin 5 tierra señal de referencia para los receptores del bus del scanner. 1.1.5.3. Protocolos de comunicación
En la actualidad existen diversos protocolos de comunicación, estos son elegidos por los fabricantes.
SAE J1850 (PWM).
SAE J1850 (VPM).
ISO 9142-2
ISO 15765-4 (CAN).
ISO 14230-4 (KWP 2000).
En el vehículo que se va a desarrollar el presente proyecto técnico cuenta con el protocolo ISO 14230-4 (KWP 2000) a continuación se detalla sus especificaciones.
1.1.5.4. Protocolo ISO 14230 (KWP 2000)
Figura 6. Protocolo ISO 14230 (KWP 2000) (OnboardDiagnostics, 2013)
Realiza una comunicación sincrónica a 10.4 Kbps.
Pin 15 corresponde a L (opcional) unidireccional para despertar a la ECU. Para el protocolo ISO 14230 Key Word Protocol 2000 (KWP 2000) transmite hasta 255 bytes por mensaje.
Tabla 2. Ocupación de Pines ISO 14230
Sistema / unidad de
control
Bus+ Bus
-
UNI2 UNI
1 K L - +
-- a zul/bl a a zul v e rde a ma ril lo negr o rojo Designación cables en hoja
informativa "Indicaciones
conexión"
BL/WS BL GN GE SW RT
Control del
motor 7 4/5 16
(Bosch, Software Esitronic 2.0, 2016)5
1.1.6. CONTROL ELÉCTRONICO DEL MOTOR
1.1.6.1. Sensores
Son elementos o dispositivos que se encargan de medir como como cambia una variable física, por ejemplo: la temperatura, la presión el flujo, velocidad, aceleración, rotación, altitud y detonación, estos cambios físicos transformados en cambios de una señal eléctrica son enviados a la unidad de control electrónica que se encarga de regular el trabajo de los actuadores en dependencia de las señales recibidas ya que es indispensable para realizar su función y regulación del sistema.
1.1.6.2. Sensores de temperatura
Generalmente se encargan de medir la temperatura del refrigerante en lo vehículos con motores refrigerados por líquido y medir la temperatura del aire aspirado por el motor.
La señal de temperatura del motor tiene gran importancia para las fases de arranque y calentamiento.
Tabla 3. Datos sensores de temperatura
TEMPERATURA RESISTENCIA
SENSOR ECT SENSOR IAT
°C °F OHMS Ω
100 212 177 187
90 194 241 246
80 176 332 327
70 158 467 441
60 140 667 603
50 122 973 837
45 113 1188 991
40 104 1459 1180
35 95 1802 1412
30 86 2238 1700
25 77 2796 2055
20 68 3520 2500
15 59 4450 3055
10 50 5670 3760
5 41 7280 4651
0 32 9420 5800
-5 23 12300 7273
-10 14 16180 9200
-15 5 21450 9200
-20 -4 28680 15080 -30 -22 52700 25600 -40 -40 100700 45300
(Chevrolet Europe, 2014)
1.1.6.3. Sensor de temperatura del refrigerante del motor (ECT)
Figura 7. Sensor Temperatura de refrigerante (Chavéz, 2014)
Figura 8. Circuito del sensor ECT (Testroete, 2015)
Figura 9. Curva Característica sensor ECT - IAT (Bosch, Software Esitronic 2.0, 2016)
1.1.6.4. Sensor de temperatura de aire de admisión (IAT)
La ECM convierte la resistencia del sensor de temperatura del aire de admisión (IAT) a grados de la misma manera que el sensor de temperatura del refrigerante del motor (ECT). La temperatura del aire de toma es utilizada
a) señal b) masa
A) Curva característica resistencia sobre temperatura.
B) Curva característica tensión sobre
por el ECM para ajustar el suministro de combustible y la sincronización de la chispa de acuerdo con la densidad del aire entrante.
Se encuentra ubicado después del filtro de aire del motor.
Figura 10. Sensor de temperatura de aire de admisión (Autodaewoospark, 2018)
Figura 11. Circuito del Sensor IAT (Testroete, 2015)
1.1.6.5. Sensor de posición del acelerador TPS
Capta el ángulo de totación y velocidad de rotación de la válvula de mariposa. Es una resistencia potenciométrica y es alimentada con tensión por el Modulo de Control electrónico.
La posición de contacto deslizante de potenciómetro varía en función de la posición de la mariposa y por consiguiente la tensión de la señal.
La señal del TPS sirve para identificar los siguientes estados del motor:
Ralentí
Carga Parcial
Plena Carga
a) b)
La ECM usa el sensor de TPS (Throttle Position Sensor) para determinar la cantidad de aceleración requerida por el operador del vehículo. El sensor TPS lee entre 0,36 y 0,96 voltios en ralentí a más de 4 voltios en WOT.
(Chevrolet Europe, 2014)6
Figura 12. Sensor de Posición del Acelerador TPS (Bosch, Software Esitronic 2.0, 2016)
Figura 13. Circuito del Sensor TPS (Testroete, 2015)
En la Figura 14 se puede observar que la curva de señal esta en orden, se puede reconocer una curva característica limpia sin interrupciones.
6 Chevrolet Europa, engine controls, definitions.
Figura 14. Curva Característica sensor TPS (Bosch, Software Esitronic 2.0, 2016)
1.1.6.6. Sensor de presión absoluta (MAP)
El sensor de presión absoluta del colector (MAP) mide el cambio en la presión del múltiple de admisión que resulta de la carga del motor y los cambios de velocidad. A medida que aumenta la presión del colector de admisión, también aumenta la densidad del aire en la admisión y se requiere el combustible adicional. (Chevrolet Europe, 2014)7
La tensión de la señal varía en función de la presión del conducto de admisión. La señal junto a la señal de revoluciones, es la magnitud principal para la detección de la carga del motor. La señal de presión del conducto de admisión influye decisivamente sobre el tiempo de inyección y el ángulo de encendido.
Con la ayuda de la señal del componente también se determina la presión atmosférica (altitud, condiciones climáticas). Para eso se evalúan las señales con el motor parado y a bajo número de revoluciones. Por lo tanto, no necesitan ningún sensor adicional para la corrección altimétrica.
El sensor es un dispositivo de tres cables con:
Una tensión de alimentación de 5 voltios
Una conexión a tierra
Una salida analógica variable
Figura 15. Sensor de presion absoluta MAP (Autodaewoospark, 2018)
Figura 16. Circuito Sensor MAP (Testroete, 2015)
Figura 17. Curva Característica sensor MAP (Scope, 2018)
Tabla 4. Datos de altitud versus presión barométrica
ALTITUD VERSUS PRESIÓN BAROMÉTRICA
Altitud medida en metros (m)
Altitud medida en pies (pie)
Presión barométrica medida en kilo pascales (kPa) Presión barométrica medida en libras por pulgada cuadrada (PSI) Determine su altitud comunicándose con la estación meteorológica local o utilizando otra fuente de referencia.
4,267 14 56-64 8.1-9.3
3,962 13 58-66 8.4-9.6
3,658 12 61-69 8.8-10.0
3,353 11 64-72 9.3-10.4
3,048 10 66-74 9.6-10.7
2,743 9 69-77 10.0-11.2
2,438 8 71-79 10.3-11.5
2,134 7 74-82 10.7-11.9
1,829 6 77-85 11.2-12.3
1,524 5 80-88 11.6-12.8
1,219 4 83-91 12.0-13.2
914 3 87-95 12.6-13.8
610 2 90-98 13.1-14.2
305 1 94-102 13.6-14.8
0 0 Nivel del mar 96-104 13.9-15.1
-305 -1 101-105 14.6-15.2
1.1.6.7. Sensor de detonación KS
Un motor típico debería generar una buena potencia con un mínimo nivel de consumo de combustible y de emisiones. Teniendo en cuenta estos factores, es importante que el trazado de la curva de avance de encendido esté lo más cerca posible de la detonación. Como el punto óptimo en el cual la bujía enciende la mezcla de aire/combustible está justo antes de que se produzca la detonación, es inevitable que, en ciertos momentos y bajo ciertas condiciones, se producirá un golpe. La frecuencia de la vibración causada por el golpe (detonación) es de aproximadamente 15 kHz. (Scope, 2018)8
Para evitar esto, algunos sistemas de gestión incorporan un sensor de golpes. El sensor es pequeño dispositivo piezoeléctrico que, cuando se acopla con el procesador del sistema de control de golpes interno de la unidad de control electrónico (ECU), puede identificar la señal de 15 kHz asociada al golpe y retrasar la sincronización del encendido según corresponda.
La ECM compensa el golpe retrasando la sincronización del encendido (haciendo que se dispare más tarde). Después, el sensor de golpes escucha por si hubiera golpes en rotaciones posteriores del motor y, gradualmente, activa el retraso de la sincronización hasta que la regulación de encendido vuelve a su ajuste original.
El golpe se produce si se da alguna de estas situaciones:
Temperaturas de combustión muy altas
Sincronización de encendido demasiado avanzada
Relación pobre de aire/combustible (que provoca altas temperaturas)
Depósitos de carbono que encienden anticipadamente la mezcla aire/combustible
Figura 18. Sensor detonación KS (Chevrolet Europe, 2014)
8 Pico Scope 6 Automotive, información técnica.
Figura 19. Curva Característica sensor detonación KS (Scope, 2018)
1.1.6.8. Sensor de posición de árbol de levas CMP
Es un sensor Hall con dos elementos de efecto Hall. En el piñón de accionamiento del componente árbol de levas de escape hay colocados dos segmentos escalonados que son captados respectivamente por un elemento de efecto Hall. De esta manera se detecta ya al conectar el encendido la posición del árbol de levas y el motor arranca inmediatamente. Cuando el motor comienza a funcionar se mueven los segmentos con cada vuelta del árbol de levas, es decir, pasan una vez por el sensor CMP (Camshaft Position) en cada ciclo de trabajo del primer cilindro y generan en este un cambio de señal positivo. (Bosch, Software Esitronic 2.0, 2016)9
A causa de la señal del sensor la Unidad de control electrónica detecta el momento que el primer cilindro se encuentra en el ciclo de trabajo. La ECM calcula mediante sincronización con la señal del sensor de posición del cigüeñal CKP (Crankshaft position), en que momento los cilindros restantes se encuentran en el ciclo de trabajo.
Las siguientes funciones son posibles por el sensor de posción de árbol de levas:
Inyección secuencial
Arranque rápido del motor
Regulación de detonaciones
Detección de fallos
Distribución estática de alta tensión
Figura 20. Sensor árbol de levas CMP (AutoelectronicosDicay, 2018)
Figura 21. Curva Característica sensor árbol de levas CMP (Bosch, Software Esitronic 2.0, 2016)
1.1.6.9. Sensor de posición del cigüeñal (CKP)
Suministra la señal de revoluciones y marca de referencia, capta por consiguiente el número de revoluciones del motor y la posición del cigüeñal. El número de revoluciones del motor es una de las magnitudes principales que influyen sobre el diagrama característico para tiempo de inyección y momento de encendido.
La señal de referencia indica la posición del cigüeñal antes del PMS (punto muerto superior) del primer cilindro. Por cada vuelta del cigüeñal resulta una señal de la marca de referencia. A partir de la marca de referencia se calcula el ángulo de encendido.
El sensor inductivo está formado por tres componentes magnéticos: una bobina de cobre fija, que en su núcleo contiene una barra inductora de poca energía magnética y un imán permanente.
Al girar la rueda generadora de impulsos (corona dentada) varía continuamente la distancia entre el sensor y los dientes, como así también entre éste y los huecos del dentado. Alternadamente varía también el flujo
1) 1)Alimentación 2) 2)Masa
magnético, que genera en el sensor inductivo una señal sinusoidal por cada diente.
El nivel y la forma de la señal dependen del número de revoluciones, del tamaño del entrehierro, de la forma del diente, como así también los materiales empleados en la rueda generadora de impulsos. La Unidad de control electrónico evalúa la señal de tensión debidamente.
Generación de la señal de la marca de referencia. Un gran hueco del dentado en la corona dentada permite, más allá de la medición del número de revoluciones, la determinación de la posición de la corona dentada, usualmente mediante 2 dientes faltantes.
Los dientes faltantes producen un salto de frecuencia al evaluar las señales, lo que representan la marca de referencia. Debido que un motor de 4 cilindros enciende 2 veces por cada vuelta del cigüeñal, la ECM sebe calcular la segunda marca de referencia necesaria. (Bosch, Software Esitronic 2.0, 2016)10
Figura 22. Sensor posición del cigüeñal CKP (Bosch, Software Esitronic 2.0, 2016)
Figura 23. Sensor CKP terminales
10
Gestión motor, instrucciones investigaciones de averías, Software ESITRONIC 2.0 1) Ref Hi
Figura 24. Curva Característica del sensor CKP (Bosch, Software Esitronic 2.0, 2016)
1.1.6.10. Sensor de velocidad VSS
Su función es proporcionar información al módulo de control del motor (ECM) que monitoriza la inercia del vehículo.
Ahora la unidad de control tiene la capacidad para determinar la velocidad de ralentí cuando el vehículo está reduciendo la velocidad o parado, y no en ningún otro momento durante el trayecto. El sensor se ubicará en la salida de la unidad del velocímetro desde la caja de cambios o en la parte posterior de la cabeza del velocímetro.
El módulo de control electrónico (ECM) tiene la habilidad de ajustar la velocidad de ralentí del motor cuando el vehículo está desacelerando o está quieto, utilizando la información del sensor de velocidad de carretera (VSS). El sensor es un dispositivo de 3 cables y tendrá un suministro de tensión de la batería, una toma de tierra y una salida de onda cuadrada digital que también conmuta a 12 voltios. (Scope, 2018)11
Figura 25. Sensor de velocidad VSS (Chevrolet Europe, 2014)
11 Pico Scope 6 Automotive, información técnica.
Figura 26. Curva Característica sensor VSS (Bosch, Software Esitronic 2.0, 2016)
1.1.6.11. Sensor de oxígeno (λ)
Para una realimentación óptima de los gases de escape en el catalizador es imprescindible respetar la relación aire-combustible de Lambda 1 (λ) en la cámara de combustión con el motor a temperatura de servicio, para que la Unidad de control electrónica puede calcular el valor de lambda, se debe medir el contenido de oxígeno en los gases de escape, delante del catalizador.
La sonda lambda se encarga de medir el contenido de oxígeno en los gases de escape y genera a temperatura de servicio (> 300°C) una tensión entre 0 – 1000 mV. (Bosch, Software Esitronic 2.0, 2016)12
La tensión de señal depende del contendido de oxígeno en los gases de escape. Varía en forma brusca para lambda 1. De esta manera señala la Unidad de control el paso de mezcla rica a pobre y viceversa.
La unidad de control intenta regular el valor de lambda 1 adaptando continuamente el tiempo de inyección. La mezcla se enriquece, o bien, se empobrece, lo cual da lugar a que no se alcance, o bien, se sobrepase levemente. Lambda 1 en cada caso, originando por tanto, un cambio de señal.
La adaptación de los tiempos de inyección se logre muy rápido, con la misma rapidez se debe lograr el cambio de señal en el sensor lambda 1. Por envejecimiento, sobrecalentamiento, sedimentos de restos de combustión o por empleo de combustible con plomo, baja la dinámica del sensor lambda, como requerimiento mínimo a la dinámica de la sonda vale 1 cambio de señal por 1 segundo.
La calefacción de las sondas lambda tras el arranque del motor, el sensor debe alcanzar rápidamente temperatura de servicio mínima. Para acortar esta fase la sonda tiene un elemento calefactor, el cual calienta el cuerpo de
cerámica en 20-30 segundos tras el arranque del motor a la temperatura necesaria. Durante el servicio, el elemento calefactor mantiene al sensor a la temperatura de servicio óptima.
Figura 27. Sensor de Oxígeno (Chevrolet Europe, 2014)
Figura 28. Curva Característica sensor de oxígeno (Bosch, Software Esitronic 2.0, 2016)
1.1.7. ACTUADORES
Encargados de cumplir las órdenes que les envía la unidad de control electrónico para ejecutar sus funciones específicas, los actuadores que forman parte del sistema de inyección son los siguientes:
Bobina de ignición
Inyectores
Válvula de control de velocidad de ralentí IAC (Idle Air Control)
Válvula EVAP
Relé de Control del A/C
Relé del electro ventilador
1.1.7.1. Bobina de ignición
La bobina del sistema de encendido electrónico proporciona la chispa para dos bujías simultáneamente. La bobina de encendido del sistema no se puede reparar y debe reemplazarse como un conjunto.
El bloque de bobina de encendido de chispa doble suministra energía de ignición a los circuitos de encendido 1-4 y 2-3. Durante la excitación de la bobina mediante la unidad de control electrónico es alimentado simultáneamente un par de cilindros por la bobina con las chispas de encendido. Al realizarlo un cilindro está en el ciclo de trabajo y el otro cilindro de escape.
Figura 29. Bobina de Ignición (Bosch, Software Esitronic 2.0, 2016),
https://es.aliexpress.com
Figura 30. Curva Característica bobina de ignición (Scope, 2018)
1.1.7.2. Inyectores
Es un dispositivo que trabaja según el principio electromagnético alimentado por un suministro de 12v, operado por un solenoide controlado por el módulo de control del motor, su función es la dosificación y pulverizado de combustible.
El control eléctrico tiene lugar por el lado de la masa, el modulo energiza el inyector de combustible o el solenoide a una válvula normalmente cerrada o
A) Masa
de bola. Esto permite que el combustible fluya hacia la parte superior del inyector, pase la válvula de bola o pinza, ya través de una placa de dirección de flujo empotrada en la salida del inyector.
La placa de dirección tiene seis orificios mecanizados que controlan el flujo de combustible, generando un patrón de rociado cónico de combustible finamente atomizado en la punta del inyector. El combustible de la punta se dirige a la válvula de admisión, lo que hace que se atomice y vaporice aún más antes de ingresar a la cámara de combustión. (Chevrolet Europe, 2014)
13
Las condiciones óptimas de un inyector son las siguientes:
Regulación precisa del combustible en todo rango de operación.
Comportamiento lineal del flujo en rangos de pulsos muy cortos.
Buen rango dinámico de flujo.
Buena distribución y atomización de combustible.
No permitir fugas.
Figura 31. Inyector (Scope, 2018) (Chevrolet Europe, 2014)
Figura 32. Curva Característica inyector (Scope, 2018)14
13
Chevrolet Europa https://www.autocats.ws
14 Automoción, actuadores, inyectores multipunto, software Pico Scope 6 Automotive 2015
1.1.7.3. Válvula de control de velocidad de ralentí IAC
El control de aire de ralentí responde a los cambios en la carga del motor para mantener las rpm de ralentí deseadas.
Las velocidades de ralentí deseadas para todas las condiciones de funcionamiento del motor están programadas en la calibración del módulo de control electrónico. Estas velocidades programadas del motor se basan en la temperatura del refrigerante, el estado del interruptor de posición neutral o estacionamiento, la velocidad del vehículo, el voltaje de la batería y la presión del sistema A/C si está equipado.
Figura 33. Válvula IAC (Autodaewoospark, 2018)
Figura 34. Diagrama IAC (Testroete, 2015)
Figura 35. Curva Característica válvula IAC (Bosch, Software Esitronic 2.0, 2016)15
1.1.7.4. Válvula evap
El sistema básico de control de la Emisión Evaporativa (EVAP) utilizado es el método de almacenamiento del depósito de carbón vegetal. Este método transfiere el vapor de combustible del tanque de combustible a un dispositivo de almacenamiento de carbón activado para contener los vapores cuando el vehículo no está funcionando. Cuando el motor está en marcha, el vapor de combustible se purga del elemento de carbono por el flujo de aire de admisión y se consume en el proceso de combustión normal.
El modulo de control suministra una conexión a tierra para energizar la válvula solenoide de purga del contenedor de emisiones EVAP. Esta válvula es Modulación de ancho de pulso (PWM) o se activa y desactiva varias veces por segundo. El ciclo de trabajo de purga PWM del bote de emisión de EVAP varía de acuerdo con las condiciones de operación determinadas por el flujo de aire en masa, el ajuste de combustible y la temperatura del consumo.
El mal funcionamiento, el bloqueo y la poca capacidad de conducción pueden deberse a las siguientes condiciones:
Una válvula solenoide de purga de bote de emisión de EVAP no funciona.
Un bote dañado.
Mangueras que están divididas, agrietadas o no conectadas a los tubos apropiados.
Figura 36. Válvula EVAP (Bosch, Software Esitronic 2.0, 2016)
Figura 37. Curva Característica válvula EVAP (Scope, 2018)
1.1.7.5. Relé del electro ventilador
Los ventiladores de enfriamientos son controlados por el módulo de control electrónico dependiendo del sensor de temperatura del refrigerante del motor (ECT) , el sensor de velocidad del vehiculo (VSS) y el interruptor del acondicionador de aire, cuando se haya alcanzado la condición de operación del ventilador de enfriamento el modulo de control enciende el relé de los ventiladores para el funcionamiento de los ventiladores de enfriamiento. Para comprobar el funcionamiento de los ventialdores el motor debe alcanzar la temperatura de operación en el cuál se comprueba el funcionamiento de los mismos, el relé, además la velocidad de rotación, sonido y vibración.
1.1.7.6. Relé aire acondicionado
El relé del aire acondicionado es operado por el modulo de control electrónico mediante las señales que recibe del interruptor del acondicionador de aire esto es para prevenir las caidas de revoluciones del motor debido a la operación repentina del compresor del aire acondicionado. Para comprobar el relé se debe comprobar la operación y condiciones cuando el interruptor esta encendido. Se puede comprobar si el modulo de control enciende el relé o no con los valores reales obtenidos mediante un equipo de diagnóstico. Tambien se puede medir el voltaje de operación en el conector del compresor el cual deberia ser el mismo voltaje que la bateria. 1.1.7.7. Relé bomba de combustible
Figura 38. Relé bomba de combustible PicoScope6 Automotive
1.1.8. MÓDULO DE CONTROL ELECTRÓNICO
El módulo de control electrónico gestiona y comanda varios aspectos de la combustión interna del motor, los vehículos que tienen incorporado deben tener un sistema de inyección semi electrónico y electrónico.
Sus funciones son las siguientes:
Controlar la inyección de combustible
Controlar la puesta a punto de encendido
Controlar la bomba de combustible
Controlar la marcha de ralentí
Controlar los electro ventiladores
Controlar la purga canister
Controlar el accionamiento de la EGR
Realizar autodiagnóstico
Figura 39. Módulo de Control del Motor ECM
https://MEC-417229523-computador-aveo-ref-6h-_JM
1.1.8.1. GENERALIDADES
OBD diagnóstico a bordo; PCM (Powertrain control module) Módulo de control de transmisión y unidad de control de transmisión. Cada uno de estos módulos de control electrónico recibe datos de sensores ubicados en todo el sistema que se está monitoreando. (Parks & Kimbrough, 2013)
Algunos de los más comunes son el sensor de oxígeno lambda λ, el sensor de temperatura de refrigerante de motor ECT , el sensor de flujo de masa de aire MAF , el sensor de temperatura de aire de admisión IAT, el sensor de posición del acelerador TPS y el sensor de detonación KS. Cuando la información de cualquiera de estos sensores está fuera de sus parámetros, el módulo de control electrónico almacena un código de problema de diagnóstico e ilumina una lámpara indicadora de mal funcionamiento (MIL), más comúnmente conocida como "check engine". Para determinar el mal funcionamiento, es necesario utilizar un equipo de diagnóstico OBD. (Parks & Kimbrough, 2013, pág. 70)16
Figura 40. Subsistema de Control Electrónico
1.1.9. PROTOCOLO DE COMUNICACIÓN J2534
El Protocolo de comunicación J2534 diseñado por la SAE (Sociedad de Ingenieros Automotrices) y ordenado para que se ponga en vigencia por la Agencia de Protección ambiental, para diagnóstico y la reprogramación de los modulos de control de los vehículos referente a las emisiones.
El propósito crear una API (Interfaz de programción de aplicaciones) que sería adoptada por todos los fabricantes de vehículos, lo que permite al mercado independiente reprogramar las ECU sin necesidad de una herramienta especial que solo poseen los distribuidores de la marca.