Sensores de giro, flujo ,presion,temperatura y aceleración.

SENSORES DE GIRO DEL MOTOR CARACTERISTICAS

Existen 2 tipos bien definidos de sensores de giro de uso común en el campo automotriz.

Dentro de los tres tipos de sensores de giro, vamos a encontrar 2, tipos de onda característica, una onda alterna y una señal pulsante.

Esto aplica tanto para sensores CKP y CMP, como también, para los sensores VSS.

Sensores inductivos.

En este tipo de sensores, debemos encontrar una señal alterna, esta señal alterna depende de una rueda fónica, el número de ondas que espera ver el PCM, depende de cuantos dientes tenga la rueda fónica.

En la gráfica se puede apreciar la relación que existe entre un sensor CKP y un sensor CMP de un sistema BOSCH.

Ubicación CKP

Para una marcha mínima vamos a encontrar, que el sensor, debe presentar un voltaje pico, pico de aproximadamente 15 voltios.

En el momento de encontrar interferencias o malfuncionamiento de la señal el PCM, detectará una señal errática y no podrá funcionar todas sus operaciones, lo que puede llevar a la parada del motor.

Una característica en esta señal del CKP, es que uno de los dientes, es diferente, esto le sirve al PCM, para determinar, correctamente, el primer cilindro, y así calcular el encendido.

En la gráfica inferior, podemos observar ese cambio en la señal.

En el momento que el PCM, no sea capaz de leer esta señal, no podrá calcular a que cilindro le corresponde encendido, por lo tanto, coexiste en el vehículo, ni chispa, ni inyección.

SENSORES DE GIRO SEÑAL PULSANTE.

El sensor de giro de señal, pulsante, tiene unas características completamente diferentes a la alterna, en el caso del sensor de efecto hall, la señal, cambia a dos posiciones finas que son 5 voltios o 0 voltios, en la gráfica inferior, se muestra una gráfica de un sensor de giro efecto hall.

El mecanismo, por el cual el sensor de efecto hall, genera la señal pulsante, fue explicado anteriormente, lo importante en este punto es interpretar que el PCM, coloca al sensor una señal de referencia, la cual es colocada a masa, de acuerdo al giro del cigüeñal o el eje de levas.

En el siguiente cuadro se puede ver la forma en la cual se genera esta señal.

Inicialmente el PCM, coloca al sensor un voltaje de referencia de 5 voltios, este voltaje viaja a través de uno de sus cables, en la figura inferior, se muestra esta señal en el osciloscopio.

Una vez que el mecanismo del sensor efecto hall, recibe un cambio de posición del eje, se genera dentro del sensor, un cierre de esta señal de referencia a masa, lo cual, hace que en el oscilograma, la línea del voltaje viaje a 0, en la figura inferior, se representa este cambio.

En esta imagen se puede apreciar que el sensor tuvo un cambio interno, lo cual, actúa como un interruptor que envía la señal de referencia a masa, este cambio lo observamos, en el osciloscopio, como una señal cuadrada, que depende de las veces que el sensor coloca masa a la señal de referencia.

En esta grafica siguiente, se puede observar este cambio en el osciloscopio.

El mecanismo, por medio el cual funciona el sensor, se muestra en la siguiente figura.

Cada vez, que el sensor enfrenta, el imán permanente, dentro, del sensor se genera un mecanismo, que aterriza la señal a masa, una vez que es separada nuevamente el sensor del imán esta señal vuelve a subir al voltaje de referencia, de acuerdo a la velocidad de giro del motor, se tendrán números de señales cuadradas por unidad de tiempo.

Este sensor presenta un conexionado, en el cual, se encuentra la siguiente disposición:

2. Cable de alimentación del circuito del sensor, esto puede ser 5 o 12 voltios, de acuerdo el sistema de inyección.
3. Un cable de masa, esta masa es la que utiliza, el sensor para aterrizar la señal en este cable encontramos un voltaje de máximo 30mv.
4. El cable de señal en este cable encontramos una señal que cambia de acuerdo a la velocidad del eje en el cual este montado el sensor, esta señal cambiara de 0 – 5 voltios de forma cuadrada, lo cual representa una señal pulsante.

SENSOR FLUJO DE AIRE.

El sensor MAF o sensor del flujo de aire mide directamente el aire que ingresa por el ducto de admisión. Se encuentra colocado entre el filtro de aire y el cuerpo de la mariposa de aceleración.

La salida de la señal del MAF debe ser proporcional a la cantidad de aire ingresada. En el oscilograma se observa la forma de onda correspondiente a una aceleración brusca. El

voltaje de la señal en ralentí debe ser de alrededor de 1V mientras que en una aceleración brusca la señal del MAF crecerá hasta 3V o más.

La conexión eléctrica del sensor MAF puede tener varios tipos de conexión la más común en todos los modelos, es una en la cual está compuesto dentro del mismo sensor de flujo, el sensor de temperatura del aire IAT, este se llama sensor de flujo TOTAL.

Para la explicación de esta conexión analizaremos el circuito de un motor DIESEL.

En este esquema se puede apreciar la conexión del sensor de flujo total, a través de los pínes 20 y 41 del PCM, los cuales están marcados en las líneas del esquema se aprecia la conexión del sensor de temperatura del aire IAT, esta conexión que fue explicada anteriormente presenta por el pin 20 positivo del sensor y por el pin 41 masa del mismo IAT.

Como el sensor MAF funciona a  través de un hilo caliente el cual es enfriado por la carga  de aire que ingresa al motor el necesita tener un buen positivo y una buena masa,  esta se tiene por el pin 48 Positivo y por el pin 35 y 36 Masa , ahora vendrán dos cables en los cuales  se tiene una masa fija para el circuito electrónico  dentro del sensor la cual está prevista en el pin 43 , esta masa también se conoce como MAF RTN , y además se necesita una señal que viaje desde el MAF hacia el PCM está estar en el pin32 , en ella  estará el valor de voltaje cambiante del aire de acuerdo a la entrada de aire, entre más flujo se genere en el sensor mayor es el voltaje que este puede emitir hacia el PCM.

SENSOR MAP.

EL sensor MAP mide la cantidad de presión que existe en el múltiple de admisión de acuerdo al incremento de presión registrada por el PCM determina que la carga del motor está en aumento y de esa forma coloca un mayor grado de inyección , además de esto el MAP  es usado para determinar la operación del TURBO puesto que este también en muchos modelos es usado por el PCM , de acuerdo a la señal del MAP se generan estrategias en sistemas de control de emisiones , como es el sistema EGR en el caso que el MAP contenga el sensor IAT en su interior se le llama T – MAP.

El sensor MAP genera una señal de voltaje que aumenta con relación a la presión del colector es por eso que cada MAP viene dispuesto solo para un modelo determinado puesto que un sensor de un motor aspirado natural operaria completamente erróneo en un sistema con turbo.

SENSOR BARO.

Los sensores BARO pueden contener la misma disposición que un sensor MAP solo que la medida está libre a la atmósfera, el PCM usa esta señal para ajustar varios parámetros como los avances de inyección, pre e inyección principal de acuerdo a los cambios de altura, en la mayoría de sistemas el sensor BARO está ubicado en un circuito al interior del PCM.

SENSORES DE TEMPERATURA DEL MOTOR Y AIRE ECT – IAT

Esta señal informa a la computadora la temperatura del refrigerante del motor, para que la misma enriquezca automáticamente la mezcla aire-combustible cuando el motor esta frío y la vaya empobreciendo paulatinamente con el incremento de la temperatura, hasta llegar a la temperatura ideal de trabajo, en cuyo momento se inyectar la mezcla Ideal. Para ello se utiliza en el Sensor una resistencia NTC (NEGATIVE TEMPERATURE COEFFICIENT), que como su nombre lo indica, es una resistencia que tiene un coeficiente negativo de temperatura. Esto quiere decir que la resistencia del sensor ir· disminuyendo con el incremento de la temperatura medida, o lo que significa también que su conductibilidad ir aumentando con el incremento de temperatura, ya que cuando este frió el sensor, su conductibilidad es mala y aumenta con el incremento de temperatura.

Sensor de temperatura en Cabeza de Cilindro CHT

Este sensor está instalado en la cabeza de cilindros y está directamente sobre el metal, su función es medir continuamente la temperatura de la cabeza de cilindros para identificar cuando el motor se encuentra en una eventual sobre temperatura.

El diseño de este sensor es igual al ECT, es una resistencia variable del tipo NTC (Coeficiente Negativo de Temperatura), los valores exactos de cada sensor están provistos por cada manual de servicio.

En ningún momento este sensor dispone de un reemplazo del ECT, el CHT está diseñado para gestionar una estrategia llamada ESTRATEGIA DE ENFRIAMIENTO SALVA FALLAS. En esta estrategia el PCM determina de acuerdo a la señal del CHT cuando la temperatura del conjunto excede los parámetros de funcionamiento seguro, en caso de sobrepasar dichos valores  el motor adopta la estrategia , con lo que básicamente fija el trabajo de los electro ventiladores en la posición de velocidad más alta , y desconecta cilindros en el motor , para esto corta el funcionamiento de uno o varios inyectores , al realizar esta operario , los cilindros operan como una bomba de aire bajando la carga térmica del motor, esto lo realiza hasta llegar a una temperatura segura , y corta la estrategia fijando un código de falla P1285 Motor extremada temperatura.

Si la condición persiste en el tiempo y el motor continua con extremada temperatura, el PCM, enciende la lámpara de WARNING y fija un nuevo DTC CONTINUO P1299, y puede desactivar más inyectores, luego de esto si percibe lata temperatura en el CHT, desconecta completamente los inyectores en todos los cilindros y el motor queda deshabilitado.

 La conexión eléctrica en este sensor esta provista por 2 cables en los cuales se encuentra uno con masa directa del PCM y en el otro un voltaje que proviene de una fuente pasando por una resistencia de valor fijo (Dentro del PCM), llamado circuito divisor de voltaje, en el siguiente esquema SE MUESTRA LA CONEXIÓN TIPICA DE ESTE SENSOR EN UN FORD DURATORQ TDCI.

En este caso se observa que la alimentación del sensor sombreado con rojo proviene del PCM, y la masa Que también proviene del PCM, esta sombreada con azul y es común para el sensor de temperatura del aire y el map.

 En el cable rojo del sensor se encuentra la señal del sensor ECT, en esta línea se puede medir un voltaje que disminuye de acuerdo al calentamiento de la cabeza de cilindros el máximo voltaje que se puede encontrar en esta línea son 5 V provenientes del PCM, este valor se puede encontrar cuando se desconecte el sensor. El manual específico provee un valor exacto de acuerdo a cada temperatura registrada por el motor.

SENSORES DE POSICION DEL ACELERADOR APP.

Todos los sistemas incorporan sensores de posición del pedal del acelerador, la mayoría de electrónicas disponen de mecanismos con potenciómetros los cuales van cambiando señales de voltaje de acuerdo a la posición  debido a que la única conexión que existe entre la máquina y el conductor es este elemento la seguridad juega un papel fundamental para eso el pedal incorpora 2 y hasta 3 sensores que se mueven al mismo tiempo con solo oprimir el pedal , en la figura inferior se aprecia un sensor de posición del acelerador APP.

En este ejemplo se tiene un APP con dos sensores el PCM, dispone en este caso de una alimentación común de 5 V y las masas y las señales se llevan por cableados independientes, en el primer momento que el PCM detecta una variación fuera de unos límites muy estrictos establecidos (Tolerancia), se genera el respectivo código de falla (DTC) y el PCM limita el número de revoluciones.

En algunos sistemas se incorpora un APP que cuenta con un método de trabajo un poco diferente , en este caso el pedal cuenta con dos sensores en su interior la diferencia es que ahora uno de los sensores genera una señal modulada PWM y el otro APP genera una señal analógica convencional pero  esta no va al PCM como la anterior si no que ahora está llega hasta algún modulo diferente al PCM y por red CAN viaja al PCM , este mecanismo busca tener una mayor seguridad , puesto que puede fallar alguna de las dos pero la otra funciona como una señal espejo de comprobación , en la siguiente grafica se ve este sistema , el APP1 llega al PCM como una señal cuadrada y el APP2 va al IPC (Modulo de control del panel) y luego va por red CAN hasta el PCM quien es quien realmente utiliza esta señal.