LA ELECTRÓNICA EN EL AUTOMÓVIL

LA ELECTRÓNICA EN EL AUTOMÓVIL

LA ELECTRÓNICA EN EL AUTOMÓVIL

 

La electrónica es cada vez más importante en los vehículos modernos, por razones de coste, los sistemas electrónicos al principio solo formaban parte de los vehículos de alta gama, la electrónica del automóvil tiene su auge en los años 90,es en esta década cuando se implanta en los vehículos de gama media y baja.

La incorporación de transistores en la electrónica digital y poder minimizar el tamaño de los componentes, proporciona un gran avance en la electrónica aplicada al automóvil, al permitir integrar muchas más funciones en un mismo calculador o centralita, proporcionando a los sistemas electrónicos unas prestaciones que los hacen insustituibles.

Si tuviéramos que definir los principales valores de la electrónica, podríamos decir que son: rapidez, precisión, fiabilidad, autodiagnóstico y costes de fabricación, los beneficios que se obtienen por la mejora de las prestaciones de los sistemas del vehículo, ofrecen al conductor un mayor confort durante la conducción y mayor seguridad, tanto activa como pasiva.

Los cuatro grandes campos de aplicación electrónica en el automóvil, podríamos denominarlos como algunas máquinas de diagnosis denominan a las diferentes líneas de CAN.

Tracción: Gestión de motor, cambio, refrigeración de motor, sobrealimentación, motorización híbrida, etc.

Seguridad: Gestion ABS, suspension, direccion, iluminación, presión de los neumáticos, airbag y pretensores, etc.

Confort: Regulador de velocidad, climatización, acceso sin llave, cierre centralizado, iluminación, ayuda al aparcamiento, etc.

Comunicación: Audio, video, navegación, telefonía, pantalla, mandos vocales, visualización en el parabrisas, etc.

 

 

En las imágenes superiores mostramos algunas unidades electrónicas disponibles en los vehículos actuales, de izquierda a derecha, motor, cambio, habitáculo, frenos, dirección y navegación.

 

Cualquier UCE necesita elementos que le transmitan datos y  otros que ejecuten sus órdenes, así como alimentación eléctrica para poder cumplir su cometido, los elementos informantes se les llama sensores y a los ejecutores actuadores, por ejemplo una UCE de motor recibira informacion de temperatura de motor y aire, presión de aceite, revoluciones de motor, posición del acelerador, cantidad de aire aspirada, etc, para poder gestionar presión de combustible, tiempo de inyección, recirculación de gases de escape, etc, para poder cumplir las órdenes del conductor en cada momento.

 

          

En las imágenes superiores mostramos algunos sensores y en las inferiores algunos actuadores.

             

 

 

Los principales problemas que nos encontramos en los vehículos actuales relacionados con la electrónica, suelen ser de comunicación entre la UCE, los sensores y actuadores, provocados por cableado, ajustes, caidas de tension, etc, incluso por falta de alguna actualización de software.

Para el problema de comunicación entre sensores, actuadores y UCE, disponemos de varios osciloscopios y generador de señales para diagnosticar dónde está el problema, sensor-UCE-actuador-cableado y buscar la solución más rápida, efectiva y económica.

 

           

 

En las imágenes superiores mostramos un caso que nos ha surgido en el taller, vemos cómo generamos una señal y la centralita la recibe, midiendolo con osciloscopio a la entrada de la UCE y con diagnóstico en valores reales y comprobamos que en el momento de recibir la señal de RPM la UCE reacciona, con lo cual deducimos que el problema lo tenemos en el motor, concretamente estaba en la rueda fónica de revoluciones del motor.

En el caso de que el problema hubiera estado en el software, que se puede haber alterado o porque necesita una actualización, disponemos de cabezales pass-thru para poder conectarnos con los fabricantes y poder hacer la actualización.

También disponemos de equipos para leer las unidades sobre placa, sobre conector sin tener que abrirla o por OBD, para poderlas restaurar y así evitar cambiarlas, con el consiguiente ahorro que esto supone.

 

        

En estas imágenes mostramos algunos casos prácticos de lectura de UCES que nos han tocado en el taller.

 

 

 

 

 

EL COLECTOR DE ADMISIÓN VARIABLE

EL COLECTOR DE ADMISIÓN VARIABLE

COLECTOR DE ADMISIÓN VARIABLE

 

Para que un motor de explosión funcione correctamente necesita una cantidad de aire que circule hacia su interior, recordemos que es un motor de combustión y sin oxígeno no se produciría dicha combustión, esta es la principal función del colector de admisión, proporcionar y conducir el aire a cada uno de los cilindros del motor.

El motor no necesita siempre la misma cantidad de aire ya que a cada número de revoluciones varia el tiempo y la cantidad de llenado de los cilindros, para mejorar esto es donde entra en función el sistema variable de admisión.

 

                 

 

En estas imágenes superiores mostramos algunos tipos, pero recordemos que la función siempre es la misma, conseguir el mejor llenado del cilindro en cualquier régimen del motor.

La admisión variable mas empleada es la de variar la longitud del colector de admisión, con dos longitudes diferentes por cilindro, adecuando la entrada de aire para cada régimen de funcionamiento, otro sistema varía el volumen del colector, la mayoría de los colectores variables tienen dos modos de funcionamiento, aunque también los hay con más modalidades e incluso con ajuste continuo.

 

       

 

La admisión variable permite aumentar el par motor cuando el motor se encuentra funcionando a un régimen de revoluciones bajo, siendo también capaz de conseguir aumentar el rendimiento cuando el motor necesita mucha potencia y se encuentra en un régimen alto de revoluciones , a diferencia de la admisión convencional, la cual no es capaz de poder combinar ambas ventajas, y por lo tanto su eficacia es muy inferior.

Cuando el motor está trabajando a un bajo régimen de revoluciones, el colector de admisión debería de ser largo y estrecho, para poder aprovechar la fuerza de la inercia del aire que circula por el interior.

Cuando el motor trabaja a un régimen de revoluciones alto, tendríamos que contar con conductos más cortos y más anchos. Esta es la ventaja principal que proporciona un sistema de admisión variable, poder contar con dos colectores distintos en uno mismo.

 

 

 

 

 

 

 

 

LA SOBREALIMENTACIÓN EN LOS MOTORES

LA SOBREALIMENTACIÓN EN LOS MOTORES

La sobrealimentación en los motores

 

La sobrealimentación, también llamada inducción forzada, es un sistema que se utiliza para introducir aire en un motor de combustión a una presión superior a la atmosférica.

La misión de la sobrealimentación sería conseguir una mayor entrada de aire que la que se produce en un motor atmosférico para poder utilizar más carburante y generar más potencia, para conseguirlo se emplean distintos medios, los más utilizados podríamos decir que son por compresores mecánicos, eléctricos y turbocompresores.

 

            

En las imágenes superiores vemos unos compresores volumétricos accionados por correa.

 

A diferencia del turbo, el funcionamiento del compresor volumétrico se acciona a través de correas o cadenas conectadas al cigüeñal, por consiguiente, es el propio giro del motor el que hace que el compresor funcione, como existen diferentes tipos de compresores volumétricos, vamos a comentar el llamado tipo Roots, ya que es el más popular y el más utilizado, además de ser el primero que se instaló en los motores  de combustión.

Un compresor tipo Roots consta principalmente de dos rotores engranados entre sí pero giran en sentidos opuestos. Estos rotores están situados dentro de un bloque o carcasa, lo que implica que se generen bolsas de aire en los huecos formados por esta y los propios rotores. Las bolsas de aire se desplazan hacia la salida del compresor y salen a presión, como ocurre en el resto de sistemas de sobrealimentación, el aire comprimido se calienta, por lo que es normalmente, después del compresor es normal encontrarnos un intercooler para enfriar el aire y aumentar su densidad.

 

          

En las imágenes superiores mostramos algunos tipos de turbocompresores.

 

El sistema de turbocompresor es el más utilizado actualmente, sus principales ventajas pueden ser que ocupa muy poco espacio, da un gran par motor y por lo tanto una gran potencia, mas que otros sistemas y es relativamente económico.

Este sistema aprovecha parte de la energía que se pierde por el escape para impulsar aire que entra a través de la admisión, al interponer una turbina en la línea de escape conectada a través de un eje con otra interpuesta en la tubería de admisión de aire,esto se traduce en un aumento de potencia y en la eficiencia del motor, la mayoría de los motores diesel que montan los automóviles actuales cuentan con un turbocompresor, también los motores de gasolina tienden a montarlos, ya que con una cilindrada mucho menor, se pueden obtener grandes resultados en cuanto a potencia, eficiencia y un menor consumo de combustible.

 

                        

 

En las imágenes superiores mostramos algunos tipos de sobrealimentación de los que no hemos hablado, uno eléctrico, el esquema de uno combinado y un sistema combinado del grupo VAG, hemos comentado los más comunes pero hay muchos más sistemas y variantes de los que podemos imaginar, es posible que más adelante comentemos alguno de ellos.

 

SISTEMA DE AYUDA AL FRENADO, ABS

SISTEMA DE AYUDA AL FRENADO, ABS

Antilock Brake System o ABS

¿Que es el ABS y cómo funciona?. Es un sistema de seguridad activa de ayuda a la frenada en el automóvil diseñado principalmente para evitar accidentes, su principal misión es reducir la distancia de frenado evitando que las ruedas se bloqueen y patinen, consiguiendo que el vehículo reduzca la velocidad progresivamente, permaneciendo estable y permitiendo al conductor mantener el control de la dirección y por consiguiente la trayectoria elegida durante la frenada. Por la fuerza de la inercia corremos el riesgo de que el vehículo siga en movimiento cuando las ruedas están completamente bloqueadas, esto supone un peligro, ya que si las ruedas se bloquean, el vehículo puede resbalar o patinar sin que el conductor tenga control sobre la dirección y la trayectoria del vehículo.

 

   

En estas imágenes, mostramos algunos ejemplos de comportamiento del vehículo con y sin dispositivo ABS.

¿Cuales son los elementos principales que lo forman?. A continuación vamos a enumerar los principales elementos que componen generalmente este sistema.

Sensores de velocidad de las ruedas: miden la velocidad de cada rueda, enviando esta información a la ECU. El conjunto está compuesto normalmente por un captador y una rueda fónica (dentada) que gira con la rueda. El sensor se suele instalar en el buje de la rueda, frente a la corona dentada que suele ir en el eje de transmisión, dejando un entrehierro entre ambos, la distancia del entrehierro puede variar según el sistema, aproximadamente entre uno y tres milímetros, en las imágenes inferiores mostramos algunos captadores, existen de varios tipos de funcionamiento y modelos.

 

                

 

UCE, unidad de control electrónico: al poner el contacto, efectúa un auto diagnóstico, si detecta una condición anormal, desconecta el sistema, la uce se encarga de recibir y procesar las señales enviadas por los sensores de ruedas, aceleración lateral, ángulo de dirección, etc, cuando la UCE supone que hay peligro de bloqueo en alguna rueda, inicia el proceso de regulación de la frenada, enviando señales y órdenes a la unidad hidráulica, la UCE también dispone de una memoria interna que permite memorizar fallos, cualquier fallo detectado queda memorizado en la UCE incluso si no hay tensión de alimentación, en las imágenes inferiores mostramos algunos modelos.

         

Grupo hidráulico: el grupo hidráulico o unidad hidráulica es un conjunto formado principalmente por un motor-bomba, electroválvulas de admisión y de escape, un acumulador para el fluido hidráulico de baja presión, el conjunto motor-bomba está constituido principalmente por un motor eléctrico y una bomba hidráulica, las electroválvulas están formadas por un solenoide y un inducido flotante que hace las funciones de apertura y cierre, el acumulador de baja presión durante la actuación del sistema recibe el líquido de frenos que retorna por la electroválvula de escape, el nivel de presión necesario para el llenado del acumulador debe ser lo suficientemente bajo para no influir en la caída de presión necesaria en la fase de regulación, pero lo suficientemente alta para vencer el tarado de la válvula de entrada de la bomba, en las imágenes inferiores mostramos algunos grupos hidráulicos.

             

El interruptor de freno: su principal misión es informar a la UCE del ABS cuando el conductor pisa o suelta el pedal de freno, por eso si el ABS está funcionando y el conductor suelta el pedal, la señal que transmite permitirá desconectar el sistema de forma rápida, existen de varios tipos como vemos en las siguientes imágenes.

 

En este artículo hemos querido explicar a grandes rasgos la asistencia de frenado electronico ABS, pero no debemos olvidar que dentro de este sistema hay diferentes variantes así como sistemas derivados o complementarios, los cuales explicaremos en otros artículos, también recordaros que disponemos de los medios adecuados para diagnosticar y reparar unidades electrónicas de ABS.

 

 

 

 

REGENERACION DEL FILTRO DE PARTICULAS

REGENERACION DEL FILTRO DE PARTICULAS

La regeneración del FAP en el vehículo

¿Que es la regeneración del FAP?,  el filtro de partículas se encarga de almacenar hollín, carbonilla, etc, que se producen a causa de la combustión en los motores diesel, cuando el filtro está lleno o saturado, deja de cumplir su cometido y nos informa en el vehículo con algún aviso luminoso en el cuadro o mensaje en la pantalla de información, esto no quiere decir que tengamos una avería si no que probablemente necesitemos una regeneración, dicha regeneración puede ser automática, la cual la realiza el propio vehículo circulando o forzada, cuando el propio vehículo no es capaz de realizarla por si mismo.

 

             

 

Regeneración automática, cuando el coche circula normalmente por  carretera y autopista a altas temperaturas. la regeneración puede producirse de forma automática sin que el usuario se de cuenta, cuando el FAP comienza a saturarse el sistema electrónico de gestión comienza a realizar la regeneración, podemos apreciar una pequeña pérdida de potencia en algunos casos o escuchando que los ventiladores giran a la máxima velocidad.

La diferencia de tiempo o km entre regeneración, puede ser muy grande, un coche que circule normalmente por carretera puede regenerar cada 1000 o 1200 km, un coche que circule trayectos cortos puede  hacerlo cada 400 o 500 km, pues recordemos que en la regeneración influye tiempo,temperatura, etc y por eso puede llegar a producirse la saturación.

En las imágenes superiores mostramos algunos esquemas de sistemas de FAP y sus componentes.

 

     

 

Regeneración forzada, cuando se enciende el testigo de motor o aparece en el cuadro de instrumentos el aviso de filtro de partículas saturado debemos actuar de la siguiente forma, debemos circular con el vehículo a un régimen de entre 2000 y 4000 r.p.m durante un tiempo no inferior a 20 minutos aproximadamente, consiguiendo que la temperatura del filtro alcance un valor elevado, provocando que el hollín que se ha acumulado en el interior se incinere y la obstrucción o saturación desaparezca, si esta forma fracasa tendremos que realizarla en el taller o circulando, según el tipo de vehículo, pero con una maquina de diagnostico que realice esta función, las maquinas de diagnosis normalmente hacen que se produzcan pre-inyecciones y post-inyecciones de combustible en los cilindros para subir la temperatura del filtro y hacer que se incinere el hollín acumulado.

Si todo esto no da resultado, tendremos que ir pensando en sustituir el filtro, con el elevado coste que esto supone, se puede intentar el desmontaje y limpieza del filtro en máquina o la limpieza con oxi-hidrógeno (sin desmontar nada), de la cual disponemos y podemos dar fe de sus resultados, pero sobre todo hacer todas las pruebas posibles antes de cambiar el filtro, pues si nos dejamos el problema en el vehículo, el que montemos nuevo se envenenara y estropeara rápidamente.

 

 

SISTEMA CAN BUS EN EL AUTOMÓVIL

SISTEMA CAN BUS EN EL AUTOMÓVIL

SISTEMA CAN BUS EN EL AUTOMÓVIL

 

El CAN BUS es un protocolo de comunicación, CAN es el acrónimo de Controller Area Network, este sistema  fue desarrollado por bosch, podríamos definirlo como dos cables que recorren el vehículo llevando y trayendo datos que las distintas unidades introducen o extraen en el circuito, de esta forma no se emplea un cable para cada señal, con el ahorro de materiales, etc, que esto representa.

Con la enorme cantidad de unidades que montan los vehículos actuales y para garantizar la rapidez, seguridad, etc, en la comunicación, en algunos vehículos nos podemos encontrar diversas lineas de bus CAN, como tracción, informacion, etc.

Cualquier elemento electrónico conectado a la linea bus puede mandar mensajes y el resto escucharlos, cada tipo de mensaje lleva un identificador, los oyentes deciden qué mensajes les interesan y cuales no, para que la comunicación funcione correctamente, los dispositivos electrónicos se van turnando para mandar los mensajes de uno en uno.

 

       

En estas imágenes vemos unas señales de comunicación CAN al conectar un osciloscopio al circuito.

 

El bus CAN utiliza dos cables para la comunicación. Los cables se denominan CAN alto y CAN bajo. El controlador CAN está conectado a la red a través de estos dos cables, por lo tanto a todos los elementos que componen dicha red, esta red tiene  dos resistencias de unión o terminación, normalmente, de 120 ohm.

Todas las ECU en el bus están conectadas en paralelo y cada una tiene su propio identificador, por eso aunque vean todos los datos, solo responden cuando ven su propio identificador, se puede desconectar cualquiera de ellas sin perjudicar la comunicación entre las que sigan conectadas a la red.

Cuando el bus CAN está en reposo, ambas líneas tienen 2.5V. Cuando se transmiten datos, la línea alta pasa a 3.75V y la baja CAN baja a 1.25V, ocasionando un diferencial de 2.5V entre las líneas, las lineas del bus CAN toman la referencia una de la otra, no de la masa del vehículo, la comunicación se produce por un diferencial de voltaje entre las dos líneas del bus.

 

           

En estas imágenes mostramos dos circuitos de CAN, uno con dos lineas de CAN y los dos con conector OBD.

 

En este articulo hemos intentado simplemente dar unas ideas para entender un poco la comunicación entre unidades electrónicas en el automóvil, sobre el CAN BUS, habría mucho mas que comentar y estudiar, pero por lo menos cuando oigamos o leamos CAN BUS, nos suene y sepamos un poco del funcionamiento de este sistema.