34 - Introducción a la inyección electrónica

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lndice Capítulo l. Los combustibles y Ia combustión

I.

Qué es un combustible ....................................

. Características de un combustib1e...,,,............, Poder calorífico inferior (PCI) ..................

7

Situada en la cabeza del pistón...................23

7

. P¡oceso de combustión..................................... 23

7

Poder calorífico superior (PCS)................. 7 Temperatura de combustión........,.............. 7 Residuos de combustión............................. 7

. Cómo se obtienen los combustibles................9 Combustibles no renovables....... ................ 9 Combustibles renovables............................. 10

25

Capítulo 2. El sistema de combustible convencional

I. El sistema

de combustible .............................. 29

según el tipo de motor.............

11

. Sistema de combustible convencional............. 32

Combustibles para motores de encendido por chispa.............................

11

de combustible convencional ....... ....,,,,,,,... 32

Combustibles para motores de encendido por compresión.................... 12

. Viaje del combustible dentro del motor ......... 3ó

. Combustibles

II.

fV. Recursos didácticos........................................

Qué es la

gasolina

. Componamienro en el

Componentes del sis¡ema

Fase de admisión.......................................... 36 Fase de compresión...................................... 36

............ lJ

Fase de expansión........................................ 3ó

de la gasolina

automóvi]....

Fase de escape...............................................

..,,,,,,....... '14

. Ca¡acterísticas de la gasolina............................ . Propiedades de la gasolina................................

15 15

Peso específico............................................. 15

37

II.

Sistema de escape............................................. 37

III.

Recursos didácticos....................,.................. 40

Potencia o podef calorífico......................... 15 Vo]atilidad.....................................................

16

Corrosividad.................................................

16

¿Gasolina sin plomo?................................... 16

. Tipos de gasolina ..............................................

17

¿La gasolina reformulada es más tóxica que la gasolina sin plomo?..........................

18

I. El carburador

...................... 45

. Funcionamiento del carburador......................

¿Cuánta gasolina consume un vehícuio?.. 19

III.

Capítulo 3. Principios de operación y diagnóstico del carburador

Cámaras de combustión............................... 20

. Partes de la cámara de combustión ................21

. Forma de la cámara de combustión ........,,......21 . Tipos de cámara de combustión.......... ............22 Hemisférica................................................... 22

De tina........................................................... 22 En forma de cuña...........................,,,,......... 22 De explusión......................-.......................... 23

45

. Tipos de ca¡buradores....................................... 45

'

Carbutadores electrónicos..................,,..........., 50

. Circuitos en el carburador................................

51

II. Ptocedimiento de servicio al carburador...52 ' Desmontaje,\. servicio.........,.................,,.,,....... 52 . Calibración

III. Afinación

de los circuitos principales.......... 56

de un motor con carburador, pruebas y corrección de fallas...... ...........,.,,,57

. Pruebas de operación en sistemas carburados.......... .................... ...58

. Fallas en el sistema de combustible carburado................. . .,........... 60

IV- Recutsos didácticos.............. . ...... . ............

ó1

Capítulo 5. Del carburador a la in) ección electrónica

I. El salto, de 1a c¿rburación a la inyección ..83 .lleno¡ cont¿m::tlc1.._,:: _, illlrol ahorro .... 83 . P¡ime¡os inte¡¡o: :::''. inlecta¡ combusric]e ...... ........ . ..... , .. , 84 . La eiect¡ónica aplicada a1 sistema

Capitulo 4. El sistema de control de emisiones en motores con carburador

de combustible

II.

I.

Sistema de conttol de emisiones ...,,,..

. Qué

es

. ."

64

un sistema de control de emisiones...64

'¿En qué consisten las emisiones vehículo? ó4 Emisiones reglamentadas..... ...-..... ,, "" ' 64 Emisionesnoteglamentadas...............'65 . Emisiones del vehículo. ....... .. '..... . ...... .. " ó5 . Lontrol de emision, s en el "iste m¿

II. Análisis .

cártet.........

de gases......... ..........

........

....

¿Cómo se hace la mezcla én ambos sistemas?.... . .........

. Analizador de gases o comprobador de

emisiones,....... Cómo

se

...... .......75

utiliza el analizado¡ de gases......76

Algunas precauciones Pata el uso del analizador de gases... .......... .......... ,.... 78

III.

Recursos didácticos .................. .......... . .....79

.

85

86

"

86

........ . 8ó

. Ventajas de la inlección sobre el uso del

... ...... . 90

carburado¡..... Consumo reducido

....

.........., .... ,,,...... 90

N{ayor potencia.......... ............ ........ ........... 90 Gases de escape menos contaminante s .... 90

Arranque en frío y fase de calentamiento.

13

...... .... ...

mezcLa en eL sistema ca¡bu¡ado v en el sistema de inr ección . ......... ......

70

¿En qué consiste el análisis de los gases .-............ .......72 áel vehícuto?

.

......

. La

...

...

.

.

......

...90

Diferencias específicas entre el sistema carburado,r' de invección... .......... .... ..... .. 91

..........71

. Productos de combustión presentes enlosgasesdeescape...... ............,,,

....

Sistema ca¡burado vs. Inyección elect¡ónica

convencional (con carburador)........ .......... ,.. 67 Sus componentes......... ...... .......... . "" 68 Sistema de ventilación deL

....

III. Inyección electrónica . ¿Qué de

es la intecclón el(crrónica

gasolina?.........

. Caractetísticas del

'

de combustible .....91 ........... ..91

sistema rle invección......... 92

Principales colrlponentes del sistema de

inlección..........

. Clasificación

......... ...93

de los sisremas de ini'ecció¡ ..... 94

IV.Recursosdidácticos............

....... .

.........96

'{

Lss combustibles

Los combustibles son los elementos que mototizan al mundo, fábricas, automóviles, hospitales, hogares, etc.; 1o utilizan como 1--,r i';,: i-:.','., ilit::''.a:: ii¡.: .:rir:f -¡'z; además, en alguna etapa de su producción o comercialización, todos los bienes utthzan combustibles como insumo; por e11o, su función es básica para el bienestar económico mundial. Sin estos elementos sería prácticamente imposible obtener calor, generar electticidad o producir movimiento en detetminadas maculnas. Pot su importancia, se ha puesto énfasis en encontrar nuevas altetnativas de combustibles, .va que ir,:, i:::ir:: ... . .: lr,,: i'r:ir,r,.':ri'l.,i.:;{r:,, que no Son fenovables pero Sí son la ma\of CáuSe de contaminación en el mundo. Existen combustibles que son má. ji::-r, pios, no dañan al ambiente v pueden renovarse; es el caso de li -¡r.:lr-l solar o 1a hidráulica, entre otras. Específicamente en los r-ehrc,:- .. :está comenzando a otlltzar etanol e hidrógeno, que pr¿cLlc-::r-,-. ,: .. contaminan; y aunque su uso no se ha generalizado. do en su desarrollo para aplicados en los medios de

@ orrr*oo. Reconocer: ' La importancia, obtenc¡ón, aplicac¡ón y clasificac . Las características y tipos de gasolina . Las partes y tipos de cámaras de combust ói

'

El proceso de combustión

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r. QUE ES UN COMBUSTIBLE Como sabes, un automóvil no sería czpaz de funcionar sin que se le suminisuara combustible; es uno de los tres elementos que inten-ienen en la combustión, Ia cual es un proceso químico que permite el funcionamiento del motot. NIás adelante, en este capítulo daremos detalles de este proceso; pero ántes, debemos saber qué es un combustible, de qué tipo puede ser y cuáles son sus principales características. \teamos. Un coml¡ustible es cualquier material cap..tz de liberar er;crgia en form¿t de calot cuando se cambia o trans{orma su estructure química al ser quemado por combinarse con oxígeno v exponerse a una alta temperatura o a una flama como la gasolina o el diesel. Pero también existen combustibles que logran su objetivo srn que existr una com bustión en el ptoceso como e1 uranio, que se utiliza en plantas de generación eléctrica; puede liberar energía mediante una reacción nuclear conocida como proceso de fusión nuclear.

Características de un combustible Las características de cada combustible determinan la posibilidad de utilizado en un determinado momento. La propiedad que más nos interesa de un combustible es su poder calorífico; está relacionado con Ia naturaieza del ptopio combustible, t, se refiere a la cantidad de calot que se genera al quemar una unidad de masa del mismo. Exis ten dos clases de poderes caloríficos: Poder culorífico inferior (PCI) E-. el poder calorífico neto. Se tefiere al calot desprendido en la combustión de un kilogramo de combustible, cuando no condensa el vapor de agua originado en 1a com bustión. Poder calorífco superior (PCS) Es el podet calorífico total. Se refiere a la cantidad de calor desprendida en la combus rión de un kilogramo de combustible, inclul'endo el calor de condensación del agua que se desprende durante el proceso.

E\isten otras propiedades de los combustibles como: Tentp eratur a de com b ustió tt ,\umenta con el poder caloÍífico neran en Ia combustión.

,v

con la cantidad de residuos \- productos que se ge-

Residuos de combustíón Son los materiaies que no arden en un combustible; pueden ser de dos clases, según la fase en la que se encuentran: los gases que se encuefltran en el propio hurno, v los gases que se desptenden de los combustibles o sólidos (como las cenizas o esco¡ias derir-adas de Ia patte otgánica del combustible, y que son perjudicrales por su naturaleza I' por su cantidad). Capítu o 1. Los combusi bles y la combustión

Clasificación de los combust¡bles

Por su grado de preparac!ón

Los cornbustibles pueden clasif¡carse

Naturales

por su origen, qrado de preparación o estado de aqreqación. Vearnos.

Estos cornbusti: as natur¿ eza; y ei i:

s:

,: ::_:a ::-:::r:::_enCe

:a::a: :- --a .-' : _::::-:_re

a

para

obtener enerc ia.

Por su origen

Elaborados

Fós¡les

refinar os; Lrno de eilc:

:: _:. :-::-:_si¡aa¡aios o a: : ;::: -- a aaalaaa y dotada de fisico-q" -':.. -:-:: ::.s -aa :nte múltiples

Para Lrtilizar estos

características

Son producto de ia materia orgánica acumulada y enterrada durante años bajo t¡erra (plantas y animales). Como sus componentes principales son el carbono y el hidrógeno, tamblén se les llama h drocarburos. Aunque son la principal fuente de energía del mundo, son recursos no renovables. El petróleo, el gas natural o el carbón m¡neral son ejemplos de este tlpo de combustlbles.

acr_a!:: :

procesos.

No fósiles Son por ejemplo el etanol y el metano, que derivan de la fam¡1la de los alcoholes; o e o-oqe_o, qLe e< el e er.rro 'r¿s abundante en la naturaleza y es ecoiógico; cuando se utiliza e¡ ia combustión, el único reslduo que deja es vapor de agua. La gran ventaja de este tipo de combust¡bles, es qLre son recursos renovab es,

#

ü TOIÍA I{OTA El 97olo de

los vehiculos

funciona con combustibles clerivados del petróleo.

..r

Por su estado de agreEación Sólidos

gasolina, el biodiesei,

Estos combustlbies se encuentran en estado sólldo en la natura eza, o se ucdn ya q Je har srdo translor 1,]ados. AJ quemarse, producen cenizas; entre ellos se cuentan a rnadera y ei carbón.

meta nol, etc.

Líquidos D-eden dt'lrrarse co no comb.sflbles; ejemplo de estos combustlbles, son la

S steaaa de

coi¡busi ble cc.

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Gaseosos Son más Fác

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t: :--:-::: :: v i:: :a: ::--,. :' -::rnayo: pa::_ :: r_' :: ::r :: : : TnayciÍ¿: ::: -: -:a:: ,- : COmll--:_:: :-:-:: .i :: :,:-:: almacenai a.-l: sólidos

Tábla 1.1 clas¡f¡cación de combust¡bles Combustible Blodiesel

o

c

carbón Connbustóleo

o

IJ

\_/

Coque

Diesei o g¿sóleo

C

Etanol Gas Butano

Gas

LP

Gas natural comprim¡do (GNC) Gaso ina o nafta

ü ñ

o

il drógeno Leña o madera lul

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Propa no Lr

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Petró eo

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iu rbosina

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Cómo se obtienen los combustibles usÍihles no re nqvqbles n.,.tC.r.]tclrr, , .,1 , ir'(i¡.r lr.,r'if ;L':)¡_',.( .I:rr iir rr !if r:írr'^r;'i:tr ¡rrittl;rs r",$tlltl r'1 pltl'riltil; -:-- csre eLernento se obtienen los hidrocatburos, - ::siiir¡idos pot carbono e hidtógeno. L,rnlo el petróleo se extrae directamente del .-:¡.:.io. no tiene aplicación práctica alguna; tie:r. !jii. somctefse a r-arios Procesos de destilación, ::--.-i.!r uno de los cuales se sePer¿n sus propieda:.. prra elaborat la serie de pfoductos que se de-

C o nt h

::', -rn cle

Extracción del petróleo Torre de perforación

Estanques de alrnacenamiento

Buque de

tanque

é1.

Estos procesos se realizan en una refinería, en

.:,,nde primero se obticnen gases ligeros como el rroj?rno \' e1 butano; ,v después, compuestos afo :rriricos como la gasolina l compuestos pata la inJusrria thrmacéutica; incluso se obticncn aceites, comenzando por el aceite diesel (gasoil) ,v luego .r,rbricantes; enseguida se obtienen 1as patafinas, ic.,s polímeros, Ios elastómeros y productos pesados tales cc¡mo los aslaltenos i- el combustóleo, por ncncionar sólo algunos e jemplos.

extrae el petróleo

I

Se bombea una

mezcla que facilita a perforación

oleoducto

Para extraer petró eo hay

que excavar entre 900 y 7.000l.n o lncluso más

Capitulo 1. Los combLrst b es

y

a combustión

¡

Producción y apl¡cac¡ón del petróleo

Comb ustibles renovables

Se obtienen de maneta simiiar, es decir, mediante procesamientos específicos de la materia prima que se encuentfa di¡ectamente en la naturaleza; por ejemplo, el etanol que se obtiene de la destilación y fetmentación del bagazo de la caña de aznca4 o el biodiesel, que es un biocombustible que se fabrica a parth de grasa animal o aceites vegetales (gitasol, canola, soja), y que puede utilizatse puro o mezclado con gasoil en motores diesel. Otros combustibles como la madera o el carbón, se extraen ditectamente de los bosques y yacimientos.

.

De energía solar a energía eléctrica

"r4 W celdas solares

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lnversores

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Autobus de celda de combustible

Sistema de combustible con carburador e introducción a la invección electrónica

www.mécanicá-fácil.corn

Combustibles según el tipo de motor Cada tipo de combustible tiene ciertas propiedades; r' cada tipo de motor, según sus ca-

racterísticas, requiere ciettos combustibles para poder funcionar. \'eamos.

Combustibles pars. motores tle encenditlo por chispu Estos motores funcionan por medio del ciclo Otto; sus telaciones de compresión son ba;as,,v Ia ignición de la mezcla aire-combustible se realiza mediante la detonación producida por una chispa. Requieren combustibles con alto valor de inflamabilidad, para que la mezcla admitida dentto del cilindro se queme adecuadamente según la construcción del motor y los métodos de encendido que se utilizan; así, pueclen funcionar co¡ g:rsolina (con diferente núnlero de octanos), gas LP, gas GNC, propano o Íretanol (en autcmcr.i.lismo deportivo). Lo que varía en cada motor para que funcione con uflo u otro combustible, son los elementos de filttación del sistema cuando se trata de combustibles líquidos; o la for ma de suministrarlos, almacenados 1'dosificarlos, principaimente cuando se trata de combustibles gaseosos.

* Motor de encendido por chispa

T0IrtA l{0TA Éñ incremento se encuentran

oe,^ i.,, sistemas hibridos

^

#tm;i:l=¡* Il con éxito en

""ri.an in¿ustnatiza¿os-;^

áii-s!s I,.".1-,

l,\'i"J'l"" ü1'¿]

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disPonibles'

Gasolina

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Capíiulo 1. Los cornbust bles y ia cornbustron

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Conbustihles pur{r nu)lores de encentlido por tontpresiótt Lc¡s motores dc encendido por compresión requieren '..n cl ,i:b!.!lbl. más liscoso clue la gasolina; funcionan con Diesel, quc es un aceire dc mrr brj.r r-i:cosidad l cluc posec un bajo índice dc infl¿mabilidad; por eso es idcal parr surri:ri¡rr.r¡se dentro de las cámar¿s dc combustión de estos motores, quc rcqurercn ouc ¡l cr;lbusriblc no se inflame antcs del tiempo rcquerido por cl motor; sirlo esí, se pler iencn contrapresiones dentro de la máquina que pueden llegar a bloquearla. Pero :r,. ¡ i. - '-r- ii: ,..- i- .r¡:1{)s rtllitttl'.:r i'!lrari{rrr ir;lrrti¡t¡¡¡¡ ¡.r(}1t i:¡i'l.t i-: ¡ r ¡ I : I i -r , ] l i , .. '-',:'¡,,,, I r.1,, r,, .'t ,.:;,:.t,; !.fi'. li l¡tis ii i.r,.." i:I .-'ir!¡)1r j 1' ¡,.1 l¡irit r,¡j.: , ;, r

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Lo n la que circula este fluido; r- con ello, .- :- -:''e la presión en dicho ttamo clel tubo. De acuerdo con esto, - r -', er-rturi tiene clos secciones cónicas; r- hace que aumente ia , --,,: del iluido, para obLigarlo a atra\.esar un tubo estrecho en ' :: : i- cono; así, ei i:;';¡;-;i;d¡¡¡ ;¡¡.;-.ii.l i:;;:::;.r-;lliil¿:r itGr,-:ic