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Sensores de Automóviles: Funcionamiento y Diagnóstico, Apuntes de Ingeniería Mecánica

este documento contiene información acerca de sensores automotrices

Tipo: Apuntes

2020/2021

Subido el 15/01/2022

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ESCUELA DE ESTUDIOS SUPERIORES CALMECAC, PLANTEL XALAPA.
ASIGNATURA:
Fuel injection II
NOMBREALUMNO:
SANCHEZ ZAVALA PLABLO YOMAR
NOMBREDOCENTE:
RAFAEL PEREZ HERNANDEZ
NUMEROTAREA:
5
FECHADESOLICITUD:
9-OCTUBE-2021
SENSOR DE POSICIÓN DE CIGÜEÑAL CKP
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¡Descarga Sensores de Automóviles: Funcionamiento y Diagnóstico y más Apuntes en PDF de Ingeniería Mecánica solo en Docsity!

ESCUELA DE ESTUDIOS SUPERIORES CALMECAC, PLANTEL XALAPA.

ASIGNATURA:

Fuel injection II NOMBRE ALUMNO:

SANCHEZ ZAVALA PLABLO YOMAR

NOMBRE DOCENTE:

RAFAEL PEREZ HERNANDEZ

NUMERO TAREA:

FECHA DE SOLICITUD:

9-OCTUBE-

SENSOR DE POSICIÓN DE CIGÜEÑAL CKP

Es un dispositivo que crea un campo magnético, por lo general fluye en sentido vertical creando un voltaje a partir de la ejecución del mismo y de la rueda con dientes perdidos (plato convertidor) la cual está conectada con el cigüeñal. El sensor va reportar el número y las secuencias de las ranuras del plato convertidor detectando la velocidad del motor y la posición del cigüeñal que son sus principales funciones.

¿Cuál es su función?

El Sensor de Posición del Cigüeñal le dice a la ECU y al módulo de encendido cuál es la posición de los pistones, a medida que estos suben y bajan en cada ciclo del motor. La computadora calcula entonces las revoluciones por minuto del motor usando la señal enviada por el sensor CKP. Controla entonces el momento y duración de la inyección. El sensor le permite conoce siempre cuál de los cilindros está en el punto muerto superior. Este sensor magnético trabaja en conjunto con una rueda que posee dientes perdidos o faltantes. La posición de la rueda objetivo es rastreada por el CKP y posee casi siempre 58 dientes de los cuales uno o dos de ellos puede que sean mayores al resto o sencillamente no existan (perdidos). Cuando las posiciones libres se alinean con el sensor de Posición del Cigüeñal, el voltaje cambia (por lo general baja) y la señal es enviada a la computadora. Al alinearse con el CKP cualquiera de los otros dientes el voltaje sube, cambiando nuevamente la señal hacia la computadora.

¿Qué pasa si fallan?

La mayoría de las veces, si hay daños del sensor CKP el automóvil no arrancará. Aunque el motor de arranque haga girar el motor este no encenderá. Cuando el sensor no envía señales, la bomba de combustible no funciona, ya que si la ECU no recibe señale del sensor, no puede enviar alimentación a la bomba. Los síntomas más comunes de las fallas del CKP se pueden resumir de la siguiente manera:

  1. El motor no puede encender.
  2. El Tacómetro cae de forma súbita.
  3. Se enciende la lámpara Check Engine en el tablero.

¿Cómo se diagnostican?

Un sensor puede ser de alta, media o baja criticidad en el motor de un vehículo. En este caso, como dijimos que trabaja en conjunto con el sensor del cigüeñal, y

en determinado momento puede suplantar su función, podríamos decir

que es de criticidad media.

Sin embargo, eso no quiere decir que no afectará el desempeño. Debido a que, permitirá el arranque y desplazamiento, pero la potencia disminuirá. No obstante, en otros casos, dependiendo del fabricante la criticidad pasará a alta, porque se genera una señal de alerta por protección y se apagará el motor. Las causas más habituales de estas fallas se deben a desperfectos en el cableado. O bien, algún problema en el conector, sea que este flojo o sulfatado. Síntomas de un sensor de posición de árbol de levas dañado Cuando la ECU de tu vehículo detecte un fallo de sensor, enseguida hará visible una señal en tu tablero de check engine. Otros síntomas de que la función del CMP no es óptima son los siguientes:  Arranque con dificultad, errático con jaloneos.  ECU con señal “modo de emergencia activado”.  El motor se apaga y no vuelve a encender.

¿Cómo se diagnostican?

Para comprobar el estado del Sensor CMP debes contar con un multímetro y un imán. Así podrás realizar una prueba bastante sencilla y simple: Luego de retirar el sensor, acércale el imán y debes ver que la lectura en el multímetro varía desde 0 a 12 volt. De no tener señal de voltaje o variaciones quiere decir que está dañado. Ahora puedes identificar el cableado hasta la ECU, guiándote por los ramales del vehículo o siguiendo el diagrama eléctrico. Posteriormente, con el multímetro medir la continuidad, tratando de descartar que el circuito este abierto. SENSOR DE TEMPERATURA ECT Este es al que se le encomienda de medir la temperatura y vigilar el arranque en frío, esto se debe a que los sistemas de inyección han comenzado a maniobrar. Por lo tanto, es preciso un sensor que avise y mande información a la ECU y así variar la cantidad de combustible según sea necesario.

¿Cuál es su función?

Debido a que este es un termistor, mientras más se calienta, la resistencia es mucho menor. Por lo tanto, este envía una señal a la ECU, la cual no es lineal, al contrario, es proporcional. Gracias a esto, la ECU puede recibir la información, descifrar los valores y transformarlas en un índice de temperatura del refrigerante. Por otro lado, si el motor esta frío, la máquina eleva el tiempo de inyección del combustible, así, como la persistencia de ignición. No obstante, se toma en consideración la temperatura del motor, para que no baje tanto que se apague. En este caso, la lámpara Check Engine se encenderá.

¿Qué pasa si falla?

El sensor de temperatura refrigerante es una parte fundamental en el motor, pues si este no cumple bien su función, afectara también el sistema de inyección. De manera que, es necesario que reconozcas cuáles son algunas de las fallas más comunes. Entre ellas se pueden mencionar:  Al intentar encender el automóvil en frío se presentan problemas.  Ralentí o mínima vacilante.  Aunque la temperatura del motor sea optima, surgen dificultades al arrancar.  Gasto descomunal del combustible.  Inconvenientes al activar los ventiladores eléctricos de refrigeración.

¿Cómo se diagnostican?

Es necesario saber cómo probar el sensor ECT para poder diagnosticar cualquier falla. En este caso, debes revisar si la ECU está por fuera de las medidas de temperatura mínima y máxima. De ser así, hay una avería en la resistencia NTC, de dicho sensor. Por lo que este, tiene una abertura en el circuito. Además, presentará todas las fallas antes mencionadas. Por lo tanto, para verificar que está en perfecta función debe mostrar los siguientes valores:  Entre en punto C y el A, la resistencia debe ser de 2,5 kΩ cuando la temperatura del refrigerante se encuentre en 20º Celsius. Esto se utiliza como señal de intervención en el método de inyección.  Por otro lado, cuando la temperatura del refrigerante está en 80º Celsius, la resistencia debe ser de unos 0,05 kΩ, entre el punto C y el A. En este caso, sirve de indicativo de instrumentación en el compartimento de herramientas. SENSOR DE OXIGENO O

Existen otras fallas comunes por la posición en donde se encuentra el Sensor de Oxígeno, y asociadas a la alta temperatura, por ejemplo:  Conexión sulfatada.  Cableado recalentado.  Arnés cristalizado y quebradizo. Síntomas de fallas por Sensor de Oxígeno dañado Los síntomas son definidos, aunque también, pueden estar asociados a otros sensores. De fallar este sensor notarás lo siguiente:  Aumenta el consumo de combustible.  Mayor emisión de gases de escape.  Problemas con la potencia, al arrancar.

¿Cómo se diagnostican?

Para comprobar el funcionamiento del Sensor O2 de un cable, el método es bastante básico, sea referido en banco 1, o banco 1 sensor 2; con doble sensor.  Utilizando un multímetro en corriente continua DC, coloca la punta de este en el cable positivo del sensor. Y con la otra punta, haz contacto con el negativo de la batería. La fase de aterramiento la crea el mismo sensor por su carcaza metálica.  El Sensor de Oxígeno debe realizar varios destellos en menos de un segundo.  Si mides el voltaje, este deberá ser lo más cercano a 0.9 volt. Como valor máximo. Y el mínimo deberá estar casi en 0.1.  Si el sensor cuenta con 2 o 3 cables el procedimiento es similar, solo que con la otra pinza del multímetro harás tierra en otro de los cables que es tierra.  Por último, está el de 4 cables. Este Sensor de Oxígeno, lleva un cable con señal y un cable de aterramiento constante, que viene de la ECU. Por lo cual los valores serán más definidos. Así que, saber si está malo puede ser una labor relativamente fácil. SENSOR DE POSICION DE MARIPOSA TPS

El sensor de posición de la mariposa de aceleración TPS (Throttle Position Sensor) se encuentra ubicado en el cuerpo de aceleración o cuerpo de mariposa. El cuerpo de aceleración es el encargado de regular el ingreso del flujo de aire en las cantidades necesarias, según las exigencias del motor. El TPS regula mediante el accionamiento de la mariposa, el ingreso del aire. El accionamiento de la mariposa se hace a través de una guaya o de forma electrónica (acelerador electrónico) que dependen de forma directa con el pedal del acelerador.

¿Cuál es su función?

La función del TPS es indicar la posición y la velocidad de apertura de la mariposa de aceleración y enviar estos parámetros a la ECU y esta última valida los parámetros, los compara y realiza diferentes ajustes para lograr que el motor funcione de forma correcta. Algunas de las operaciones que corrige y controla la ECU son:  Corregir la dosificación de combustible.  Corregir el avance de encendido.  Controlar la marcha mínima (ralentí)  Controla la activación de la válvula EGR.  Controla la activación del Canister.  Desconecta el aire acondicionado en aceleración súbita.  Conecta a masa cuando la mariposa se encuentra cerrada. La señal de la salida de la mariposa es inversa a la apertura de la mariposa, debido a que en el momento en que está totalmente cerrada entrega una tensión de 3,5 a 4,7 voltios. Al producir la apertura de la mariposa, la tensión va descendiendo hasta alcanzar un valor de 0,6 a 0,9 voltios, mientras la resistencia alcanza un valor máximo.

¿Qué pasa si fallan?

Cuando el Sensor TPS no funciona de forma adecuada, la computadora no envía las señales correctas al motor para realizar la combustión. En estos casos, se dan algunos síntomas de fallas tales como:  Marcha ralentí inestable o motor muy acelerado.  Falta de potencia que pueden indicar un Sensor TPS dañado.  Jalones del motor, que son comunes cuando uno de los pines del sensor tiene ruptura.  Luz del check engine encendida en el tablero del motor.  Desajuste con la temperatura que puede cambiar de forma brusca.

necesita en cada momento es procesada por la UCE, por lo que la gestión electrónica ya sabe cuánto se está enfriando el hilo caliente. Seguro que has pensado que el alambre de platino tenderá a enfriarse más o menos dependiendo de la temperatura del aire y no solo por la cantidad. Estás en lo cierto, pero para ello nuestros coches tienen un sensor de temperatura de admisión. Al final, la UCE calcula estos datos, y muchos otros (como la presión de atmosférica), sabiendo a la perfección y al instante la cantidad de oxígeno que llega a la admisión de nuestro motor.

¿Qué pasa si fallan?

Como el sensor de flujo de aire masivo está directamente relacionado con el motor, cualquier problema con él puede resultar en un rendimiento muy malo. Hay algunos síntomas comunes que ocurren cuando el sensor MAF se daña. Los síntomas más comunes de un mal sensor de flujo de aire másico son la aceleración lenta y la reducción de la potencia del motor. También se puede notar una diferencia en el ahorro de combustible, ya que la función principal del sensor de flujo de aire masivo es hacer saber al motor cuánto combustible debe inyectar. Ralentí El ralentí se produce cuando el motor suministra demasiado aire mientras que la cantidad de gasolina es menor en comparación. Debido a la abundancia de aire, el proceso de combustión no se lleva a cabo correctamente, causando un problema con el motor. Este problema ocurre principalmente cuando el sensor MAF se ensucia y tiene un cable contaminado. La solución fácil es que un técnico limpie el sensor. Motor no enciende correctamente Si el carro no arranca inmediatamente, puede deberse a una mala mezcla de aire y combustible. También se recomienda inspeccionar las bujías para identificar la razón exacta del mal arranque. Poca aceleración Un sensor MAF dañado causa un problema con la aceleración a mayor velocidad. Si se nota algún retraso al pisar el acelerador y en la aceleración del coche, se debe a la falta de gasolina que llega al motor. Un sensor MAF defectuoso altera la mezcla de aire/combustible, disminuyendo el rendimiento del motor. Consumo excesivo de gasolina El sensor MAF comprueba constantemente la cantidad de aire que fluye hacia el motor y esto ayuda al motor a decidir la cantidad de gasolina necesaria para la combustión. Un sensor MAF defectuoso puede dar una lectura incorrecta al PCM, haciendo que el motor consuma demasiada gasolina.

¿Cómo se diagnostican?

En primer lugar, comprobaremos, pinchando con una punta del multímetro el terminal B+ (alimentación) y con la otra masa, si el sensor recibe corriente. Para ello pondremos el comprobador en la posición de medición de tensiones (Voltios). Dependiendo del modelo nos dará una tensión u otra, pero normalmente no quedará por debajo de 5 Voltios y en ningún caso recibiremos una tensión superior a la de la batería. Si el polímetro registra un valor entre este margen pasaremos a la siguiente comprobación. Posteriormente comprobaremos que el circuito tiene masa. Pondremos el multímetro en posición de continuidad. Antes de nada, probemos juntando ambas puntas metálicas del comprobador si éste pita, así nos aseguramos de que funciona el zumbador del aparato, que en ocasiones se estropea. Con una de las puntas del aparato pincharemos en el terminal de masa y con la otra en alguna de las masas o partes metálicas que solemos encontrar por el vano motor. Si la masa es correcta el aparato debería pitar. La tercera y última comprobación que podríamos realizar es la medición de la señal, aunque en este caso debemos arrancar el vehículo y otra persona nos tendrá que ayudar. Volvemos a poner el multímetro en posición de voltaje, pinchamos con una punta en el terminal de señal y con otra en la masa. Si la pantalla del polímetro nos marca un valor de voltaje, tendremos que pedir a la otra persona que acelere lentamente el motor. Si está en correcto estado la señal debería ir aumentando según sube el régimen de giro del motor. SENSOR DE PRESICION DE MULTIPLE MAP El Sensor MAP es un componente de los vehículos, que se encargan de cuantificar el flujo de aire que pasa al motor. Esta tarea en necesaria para calcular la cantidad de combustible que requiere el motor para su correcta ignición. En milésimas de segundo, el sensor de presión absoluta del múltiple envía una señal a la unidad de control electrónica. De esta manera, se determina el tiempo de encendido o la inyección de gasolina.

¿Cuál es su función?

El sensor MAP funciona bajo el principio del material Piezoeléctrico, es decir que contiene cristales de silicio, que varían su resistencia eléctrica a medida que se someten a la presión del vacío del aire en el múltiple de admisión o colector. Por lo tanto, el sensor en su parte interna, cuenta con una cámara de vacío en la cual se aloja un chip de silicio o material piezo cerámico.

A veces, la falla se presenta cuando aceleras el vehículo y tarda en responder. Por el contrario, se acelera de forma súbita sin razón aparente. Estas dos acciones son un signo común de problemas con el Sensor MAP.

¿Cómo se diagnostican?

Para revisar el Sensor MAP sólo se requieren de conocimientos básicos de mecánica y algunas herramientas. Consigue un tacómetro y una bomba de vacío portátil y sigue estos pasos:

  1. Ubica el sensor en el compartimiento del motor del lado del pasajero. Puedes valerte del manual de servicio del vehículo.
  2. Verifica que la manguera de vacío este limpia y cerciórate de que los cables no estén sueltos ni rotos.
  3. Consulta el manual de servicio para enterarte de cual tipo de Sensor MAP tiene tú vehículo. Para un sensor de frecuencia, utiliza un tacómetro, mientras que para uno de voltaje se requiere un voltímetro.
  4. Desconecta el conector del sensor y gira la llave de encendido sin poner a funcionar el motor. Mide el voltaje, si este fluctúa, es indicativo de que está funcionando. Compara la lectura del voltímetro con el manual de servicio para confirmar. En caso contrario necesitaras ir a un taller especializado y reemplazar el Sensor MAP. Recuerda, que puedes hacer valer la garantía en caso de que aún aplique. SENSOR TEMPERATURA AIRE ADMISION IAT Intake Air Temperatura o en español Sensor IAT permite que la computadora automotriz corrija el tiempo de inyección del sistema de encendido según la densidad de aire entrante a la cámara de combustión. Esta medición es inmediata desde el encendido en frio y al comenzar a calentarse el motor. El Sensor IAT envía la señal del termistor y la ECU regula la cantidad de gasoil inyectado para la mejor prestación.

¿Cuál es su función?

El Sensor IAT verifica la temperatura del aire entrante al motor, envía la señal correspondiente a la computadora para que ajuste la composición y tiempo de pulso de inyección. La estrategia para establecer el arranque del motor en frío es la comparación efectuada por la ECM, entre las señales de los sensores IAT y ETC. Esto es muy útil cuando se usan monitores de diagnóstico como el sistema EVAP, el cual captura los vapores del tanque de gasolina para evitar que haya escape al medio ambiente. Básicamente, los sensores de temperatura cumplen las mismas operaciones de la siguiente forma:

 Señal de voltaje del IAT al control del sistema de propulsión (PCM).  Disminuye la tensión al calentarse la temperatura del sensor.  Baja de la resistencia al caer la temperatura.  La señal de tensión cae al cambiar la resistencia. Existen valores fijos en la resistencia IAT. El módulo de control electrónico (ECM) aporta 5 voltios al circuito, para medir las variables de voltaje entre sensor de temperatura y resistencia de valor fijo. Al enfriarse el sensor, su resistencia y la señal de tensión son altas. Al calentarse el sensor, disminuye la tensión de señal y la resistencia. EL ECM puede determinar el aire de admisión, los gases de escape y la temperatura del refrigerante.

¿Qué pasa si fallan?

Cualquier falla en el Sensor IAT se reconoce por tres problemas que se describen a continuación:  Cortocircuito: Cuando los cables salientes del conector del sensor están cortados, debido a daños en el aislante y el cobre queda expuestos.  Circuito abierto: Alta resistencia quiere decir que arroja una temperatura muy fría para el tipo de sensor.  Avería: Los valores de voltaje no son los adecuados.  Algunas de las fallas se hacen evidentes por: Encendido lento con el motor en frío.  Advertencia de la luz check engine.  Pérdida de potencia.  Alto gasto de combustible.  Mayor emisión de contaminantes (CO).  Aceleración elevada.

 Poco control del tiempo de encendido por la computadora.

¿Cómo se diagnostican?

Lo primero que puedes hacer es una revisión visual. Siguiendo los siguientes pasos:  Verifica los conectores asociados a este sensor. Deben estar ajustados y sin sulfato.  El cableado debe estar libre de empalmes.  Luego para saber cómo probar el sensor de temperatura, utiliza el multímetro. En el conector verifica si llega voltaje. Este debe medir 5 volt. Además, podrás probar el pin de aterramiento y ver si el circuito no está abierto.

 Corrosión de la parte metálica. El cuerpo de estos sensores está hecho de metal, por lo que, si se encuentra expuesto a la humedad, por problemas de instalación o por un par de apriete incorrecto del tornillo, este puede llegar a oxidarse.

¿Cómo se diagnostican?

Para probar el sensor de detonación y el voltaje del mismo, se deben dar golpecitos sobre le monoblock o muy cerca del sensor. Al mismo tiempo, verifica si se produce voltaje usando un multímetro. Estos son los pasos que debes seguir para probar el sensor de golpeteo en un automóvil:  Coloca el coche sobre una superficie nivelada.  Localiza el sensor de golpeteo en el centro del motor debajo del múltiple de admisión. El sensor se encuentra conectado por medio de un grupo de cables que salen de la parte superior. La localización varía de acuerdo al modelo de automóvil.  Desenchufa el grupo de cables del sensor. Tira de la base de los cables por donde se unen al sensor.  Conecta el extremo del multímetro al sensor KNOCK, el extremo negativo únelo a un punto de tierra o al terminal negativo de la batería.  Para establecer la continuidad el multímetro, debe indicar un valor mayor a 10 Ohmios. Si no se observa continuidad, el sensor está dañado y debe reemplazarse. SENSOR DE PRESION DE GASOLINA Este componente viene a formar parte de todo un sistema automotriz diseñado para lograr el uso racional del combustible. El sistema completo se conoce como Diesel Common Rail. Es un sensor de característica pasiva. Internamente consta de un diafragma el cual contiene la presión del combustible y se genera la variación de resistencia para enviar la señal. Son sensores de tres líneas o cables, alimentación, salida y aterramiento.

¿Cuál es su función?

La función básica es censar la presión constante del combustible al llegar al riel de inyectores. La ECU del tu vehículo utilizará la lectura o señal del sensor para controlar o corregir la apertura de los inyectores, de manera que la mezcla entre combustible y aire sea la más adecuada.

¿Qué pasa si fallan?

Las fallas asociadas a este sensor son básicas. Y si se quiere fáciles de diagnosticar tan solo conociendo los síntomas. Entre ellas están: Baja o alta presión de combustible. Revoluciones escasas. Motor sin prestaciones. Motor no arranca o lo hace intermitente.

¿Cómo se diagnostican?

Tú mismo puedes hacer una inspección y tratar de determinar dónde se origina la falla. Esta inspección comienza por visualizar el estado del cableado del sensor y sus conectores. Asegúrate que el cableado no tenga roces con la estructura metálica del motor, ya que se puede ir a tierra el sensor. Evalúa que los componentes asociados estén funcionando de forma óptima. Algunos mecánicos y especialistas logran instalar un pequeño manómetro en el riel para medir la presión que llega, y a partir de allí evalúan. Si dicha evaluación no arroja daños en cableado, filtro obstruido, y el aterramiento está bien, lo demás que puedes hacer es reemplazar el sensor.