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INYECCIÓN ELECTRÓNICA INDIRECTA GASOLINA 01 - Contenido educativo
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Hola alumnos de motores de primero de automoción, bienvenidos. En este vídeo desarrollado por la
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empresa ADPARTS se van a analizar los funcionamientos de los primeros sistemas de inyección indirecta.
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Algunos componentes ya están en desuso pero los sistemas de inyección indirecta siguen vigentes
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y su tecnología evolucionada se utiliza en los sistemas actuales. Por tanto nos ayudará a entender
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el funcionamiento de los sistemas de inyección indirecta de última generación.
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La empresa ADEPAR es un grupo de distribución de recambios multimarca líder en España,
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que desarrolló diferentes materiales de apoyo para formación en automoción a través del programa EINA,
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que dotó al colectivo académico de la familia profesional de mantenimiento de vehículos autopropulsados
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de nuevos recursos, con los que contribuir a la formación técnica de los nuevos profesionales del sector.
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Un abrazo y mucho power.
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La incorporación de los sistemas de inyección en el automóvil
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Supuso un cambio significativo debido fundamentalmente al alto grado de efectividad
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Que dichos equipos aportaban a los motores de combustión
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Dicha efectividad fue en aumento cuando la electrónica hizo su aparición
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Y se le encomendó la importante tarea de suministrar la gasolina estrictamente necesaria
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Para el correcto funcionamiento del motor
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La vertiginosa evolución de la electrónica está permitiendo a los fabricantes de automóviles
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desarrollar sistemas de alimentación de innovadora tecnología, aumentando considerablemente
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su eficacia y fiabilidad.
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Si el capítulo dedicado a los equipos de inyección lo iniciamos con los sistemas analógicos,
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en esta ocasión le toca el turno a la segunda generación, es decir, a los actuales y novedosos
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sistemas digitales.
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En los equipos analógicos la unidad de control únicamente actuaba sobre el sistema de alimentación
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Sin embargo en los digitales la unidad gestiona simultáneamente el funcionamiento tanto del sistema de alimentación como el de encendido
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La unidad de control recibe información de las condiciones de funcionamiento del motor
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y una de las mejores bazas de que dispone es la de poder utilizar conjuntamente todos los sensores
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ya que a través de ellos puede conocer los diferentes estados de funcionamiento del motor
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determinando para cada caso concreto el avance más favorable
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y aumentando por tanto las prestaciones del encendido.
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En el apartado de encendido el sistema corresponde a la última generación
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es decir, del tipo electrónico integral
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siendo el de distribución estática el más utilizado.
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En lo que respecta al apartado de alimentación
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su principio de funcionamiento está basado en los ya conocidos sistemas analógicos
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teniendo como principal diferencia la incorporación de nuevas informaciones
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y el mayor número de funciones a realizar por la unidad de control.
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Con estas modificaciones, tanto el consumo como la emisión de gases nocivos han sido notablemente reducidos.
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Como ya sabemos, la denominación de inyección multipunto es utilizada en aquellos equipos en que cada inyector alimenta a su cilindro.
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Dentro de este grupo distinguimos entre sistemas simultáneos, secuenciales y semisecuenciales, dependiendo del mando realizado sobre los inyectores.
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En los sistemas simultáneos, la conexión eléctrica de los inyectores se realiza en paralelo, suministrando todos a la vez en cada vuelta de cigüeñal la mitad del combustible necesario.
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En los sistemas secuenciales los inyectores van conectados independientemente a la unidad de control
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suministrando gasolina únicamente cuando en su cilindro se está realizando el tiempo de admisión
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Por último, en los sistemas semisecuenciales
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los inyectores generalmente van conectados en paralelo de dos en dos
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De esta forma la unidad de control los hace funcionar por pares
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es decir, el 1 con el 4 y el 2 con el 3
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suministrando en cada vuelta de cigüeñal la mitad de la gasolina necesaria para realizar la combustión.
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Además de sensores y actuadores, existen otros circuitos independientes que juntos completan el equipo de inyección.
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Son el circuito de alimentación de combustible y el circuito de aspiración de aire.
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En términos generales, podemos decir que el equipo de alimentación se encarga de proporcionar al circuito una cantidad constante de gasolina.
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La electrobomba de combustible aspira la gasolina del depósito y la envía a presión al circuito, pasando a través de un microfiltro hacia la rampa de combustible,
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donde un regulador ajustará la presión de la gasolina a un valor predeterminado, para alimentar de forma homogénea a todos los inyectores.
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regresando el exceso de combustible hacia el depósito a través del tubo de retorno.
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En algunos vehículos, dicho tubo de retorno no existe.
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En este caso, la unión entre el depósito y la rampa de combustible
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se realiza a través de una única tubería.
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Esto es debido a que el regulador, en lugar de ir montado en la rampa,
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se encuentra en la misma bomba, realizando su función desde este punto
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y permitiendo que la gasolina sobrante vuelva al depósito sin haber salido prácticamente de él.
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El regulador tiene como función principal la de regular o ajustar la presión de la gasolina
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dependiendo de la presión existente en el colector de admisión.
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Permite la circulación constante de gasolina para evitar que aumente su temperatura.
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Absorbe las pérdidas de presión producidas durante la apertura de los inyectores
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y mantiene la presión residual.
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exteriormente está formado por el cuerpo
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un racor de entrada conectado a la rampa
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el racor de salida conectado al tubo de retorno
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y la toma de vacío conectada al colector de admisión
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la válvula de cierre
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la membrana
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y el muelle de regulación
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completan el interior del regulador
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si se trata de un motor sobrealimentado
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el funcionamiento del regulador es prácticamente el mismo,
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pero teniendo en cuenta que cuando el turbocompresor aumenta la presión del aire en el colector,
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dicha presión también incide sobre la membrana, sumándose a la fuerza que el muelle ejerce sobre ella
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y aumentando, por tanto, la presión de la gasolina en el circuito.
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Una vez regulada la presión, la gasolina está lista para ser enviada a los cilindros.
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El suministro se realiza a través de los inyectores que, gobernados por la unidad de control,
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aportarán la cantidad más adecuada en cada momento.
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Dependiendo de la posición de montaje con respecto a la rampa
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nos podemos encontrar dos tipos de inyectores.
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Los de alimentación vertical
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y los de alimentación lateral.
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Los inyectores de alimentación vertical
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son aquellos en los que la gasolina entra por la parte superior
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y desciende por el inyector hasta el orificio de salida.
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Su constitución difiere muy poco de los montados en los anteriores sistemas
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a excepción de los materiales empleados en las partes móviles que son más ligeros
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para reducir el tiempo de respuesta en la apertura y el cierre
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Dentro de este tipo de inyectores existe una versión un tanto especial
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llamada inyectores con baño de aire
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diferenciándolos perfectamente del resto por la incorporación en el mismo cuerpo inyector
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de una pequeña conexión de tubería
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A través de este conducto circula una cierta cantidad de aire perfectamente controlado
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que será mezclado con la gasolina a la salida del inyector
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optimizando de esta manera la pulverización y la forma del chorro
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Los inyectores de alimentación vertical pueden tener el inconveniente
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que al parar el motor la temperatura que este desprende incida sobre ellos
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llegando a gasificar la gasolina y formando pequeñas burbujas
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que pueden provocar un arranque dificultoso y un ralentí inestable durante los primeros
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compases de funcionamiento. Este inconveniente desaparece en los inyectores de alimentación
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lateral debido a que van integrados en la misma rampa de inyección y la gasolina los
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cubre completamente. En la imagen podemos ver cómo el inyector se encuentra sumergido
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en la rampa asomando al exterior únicamente la conexión eléctrica. La gasolina que llega
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al inyector lo hace por el conducto de alimentación, pasando al interior a través de unos microfiltros
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situados en las ventanas laterales. La junta tórica de la parte inferior aísla el circuito
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de aire y el de combustible, mientras que la situada en la parte superior fija al inyector
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e impide la fuga de gasolina al exterior. Entre el inyector y la rampa existe una pequeña
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cavidad por donde circula permanentemente la gasolina. El circuito de aspiración es
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el encargado de suministrar al motor la cantidad de aire demandada por los pistones durante
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la admisión, siendo esta dosificada en función de la posición adoptada por la mariposa de
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gases. Este circuito, a través de sus sensores, proporciona las informaciones necesarias para
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la correcta dosificación de la gasolina, además de colaborar directamente con la gestión
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del ralentí. El aire aspirado pasa a través del filtro y llega al cuerpo principal, donde
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se encuentra la mariposa de gases. En el mismo cuerpo se haya ubicado un sensor que transmite
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a la unidad de control una señal eléctrica proporcional a la posición de la mariposa.
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Determinar con precisión la cantidad de aire que pasa a los cilindros es fundamental para
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poder dosificar el combustible, evolucionando el tradicional sistema de medición o desarrollando
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nuevos métodos que permitan una óptima formación de la mezcla. El caudalímetro utilizado en
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los sistemas digitales es una evolución de los montados y los sistemas analógicos, teniendo
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como principal diferencia la supresión del conducto bypass para la regulación de la
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mezcla. En su lugar se instaló un potenciómetro a través del cual se podía realizar dicha
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operación. Con la incorporación de la sonda lambda, también fue suprimido. Su principio
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de funcionamiento está basado en la fuerza que ejerce la corriente de aire sobre una
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aleta sonda, desplazándose ésta en función del caudal aspirado. En la parte superior
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se encuentra el potenciómetro, formado por un cursor y una pista de resistencias. El
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cursor se encuentra unido al eje de la aleta sonda y de esta forma cuando la corriente
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de aire desplaza a la aleta, el cursor también se desplaza sobre sus resistencias, suministrando
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a la unidad de control una señal eléctrica correspondiente al volumen de aire aspirado.
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El volumen de aire que pasa a través del caudalímetro debe convertirse en un valor
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de masa de aire. Esta masa varía con la presión y la temperatura. Por lo tanto, para compensar
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la variación, se instala en el mismo caudalímetro un sensor que registra la temperatura del
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aire de entrada y envía a la unidad de control la señal eléctrica correspondiente al valor
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de dicha temperatura. El caudalímetro está formado por elementos móviles que están
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sometidos a desgaste y desajustes con el paso del tiempo. Por lo tanto, para conseguir el
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máximo rendimiento será necesario disponer de un sistema capaz de medir la masa de aire
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que entra en los cilindros. Los dispositivos de medición más utilizados actualmente son
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el medidor de masa de aire y el sensor de presión absoluta. El medidor de masa de aire
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se encuentra ubicado en el conducto de aspiración y puede ser del tipo hilo caliente o de placa.
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Veamos la constitución de cada uno de ellos.
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El sistema de hilo caliente está formado por el tubo de canalización,
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con las rejillas protectoras,
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el módulo electrónico de mando,
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la resistencia de medición,
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el hilo de platino
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y el sensor de temperatura de aire.
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El principio de funcionamiento está basado en el enfriamiento que sufre el hilo
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al ser atravesado por la masa de aire aspirada por el motor.
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Este hilo se mantiene con una temperatura de 120 grados superior
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a la temperatura del aire de admisión.
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Siendo esta información suministrada por la sonda
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que se encuentra a la entrada del medidor.
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El módulo de mando regula la intensidad de corriente a lo largo del hilo
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con el fin de mantener constante la temperatura.
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La masa de aire aspirada atraviesa la sonda de temperatura
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y al llegar al hilo lo enfría.
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En ese instante, el módulo de mando aumenta la intensidad de corriente sobre el hilo
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para que vuelva a tener su temperatura.
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La intensidad de corriente fluye también por la resistencia de medición,
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provocando una caída de tensión que está relacionada con la cantidad de aire que atraviesa el medidor.
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El caudal de aire que atraviesa el hilo provoca su ensuciamiento,
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dando lugar a errores de medición.
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Para evitarlo, el medidor incorpora un dispositivo que al parar el motor pone al hilo de platino incandescente durante 1,5 segundos, descomponiendo los residuos sólidos que sobre él se han depositado.
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Este efecto de autolimpieza tiene lugar después de haber estado funcionando el motor
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Sin embargo, para evitar que se active cada vez que se conecta y desconecta el contacto
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es necesario que el motor haya funcionado a más de 1500 revoluciones
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y la temperatura del líquido refrigerante supere los 60 grados
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Una nueva versión de este elemento de medición es el llamado de bypass o de caudal en derivación
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consta de un conducto principal de paso de aire
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y un conducto paralelo en cuyo interior se encuentra el filamento de medición
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conectado directamente al módulo de mando.
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El aire de admisión fluye a través del conducto principal
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y una parte del flujo aspirado recorre el conducto de bypass
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uniéndose posteriormente al caudal principal.
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Como se puede apreciar, tan sólo una pequeña parte del aire
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que atraviesa el dispositivo es medida. Dicha cantidad será proporcional a la masa de aire
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que ha recorrido el medidor. Por lo tanto, la tensión de información es utilizada por
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la unidad de control para conocer la masa de aire aspirado basándose en unos parámetros
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de proporcionalidad. Debido a la pequeña cantidad de aire que atraviesa el hilo, éste
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apenas es afectado por las partículas. Por lo tanto, en la mayoría de los casos, la
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centralita no prevé la estrategia de autolimpieza que vimos anteriormente. El sistema de placa,
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conocido también por el nombre de película caliente, es uno de los sistemas más utilizados
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actualmente debido a la precisión de cálculo en sus mediciones. El aire en el colector
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de admisión fluctúa debido a la apertura y cierre de las válvulas. Este efecto provoca
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que el aire que se fuerza hacia atrás durante el cierre se incluya en el cálculo del tiempo
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de inyección. El módulo electrónico del sistema regula la temperatura de una resistencia
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calefactora a través de una tensión variable, manteniendo siempre a esta a una temperatura
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de 160 grados por encima del aire de admisión, captado por una resistencia de temperatura
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del aire. En caso de variaciones de temperatura originadas por un caudal de aire excesivamente
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grande o demasiado pequeño, el módulo electrónico regula interiormente la tensión en la resistencia
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de calefacción hasta que se ha obtenido la diferencia de temperatura. Esta caída de
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tensión regulada sirve a la unidad de control del sistema de inyección y encendido como
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magnitud de medición del caudal de aire aspirado. El otro sistema empleado para controlar la
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cantidad de aire es el que se realiza a través del sensor de presión absoluta y la sonda
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de temperatura del aire de admisión. La constitución y el funcionamiento del sensor de presión
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es básicamente igual a lo visto en anteriores ocasiones. Se encuentra unido con el colector
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de admisión a través de un tubo de vacío y la unidad de control le suministra una tensión
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de referencia de 5 voltios. El elemento de medición que es sensible a los cambios de
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presión del colector varía el valor de su resistencia y, consecuentemente, la tensión
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de salida hacia la unidad de control. En este punto hemos de prestar especial atención
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debido a que en algunos sistemas de inyección digital, en lugar de realizarse dicha variación,
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la tensión de referencia suministrada por la unidad de control se convierte proporcionalmente
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en frecuencia. El resto de sensores que la unidad de control utiliza para establecer
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la cantidad de gasolina y el avance de encendido más favorable son de sobra conocidos y por
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tanto no vamos a detenernos en su explicación. Sin embargo, sí lo haremos con aquellos que
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los diferencian de los sistemas analógicos y con las incorporaciones que el fabricante
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ha ido incluyendo en las nuevas generaciones. El sensor de posición de la mariposa es un
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potenciómetro giratorio que va unido al cuerpo de mariposa y es accionado directamente por
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el eje. Su función es la de detectar la posición de la mariposa y transmitir la señal en forma
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de tensión a la unidad de control. Otro de los elementos que podemos enumerar como nuevo
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es el sensor de velocidad. Generalmente se encuentra ubicado en la caja de cambios y
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su funcionamiento está basado en el conocido efecto Hall. Los impulsos emitidos durante
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la marcha se corresponden con el desplazamiento del vehículo. De esta forma, la unidad de
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control puede conocer la velocidad del coche basándose en la frecuencia de los impulsos.
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Si vamos a una cierta velocidad y dejamos el vehículo en punto muerto, la unidad de
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control gestiona la vuelta al ralentí de forma lenta, impidiendo que descienda de 1.100
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revoluciones para evitar que el motor pueda calarse. Si por el contrario el vehículo
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está parado, la vuelta al ralentí será más rápida y descenderá hasta su régimen
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nominal de 950 revoluciones. En algunos modelos, para que se pueda producir el corte de inyección
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en deceleración, es necesario que la unidad de control, además de la información del
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régimen de revoluciones y de mariposa cerrada, reciba información de la velocidad del vehículo.
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Continuando con las nuevas incorporaciones, le toca el turno a un elemento de gran importancia,
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es el sensor de fase motor. Como hemos indicado al principio de este tema, la unidad de control
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puede actuar sobre los inyectores de forma simultánea o secuencial dependiendo de cada
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modelo en concreto. Cuando se trata de un sistema simultáneo, la unidad de control
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tan sólo necesita la señal de revoluciones para establecer la apertura de los inyectores
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en cada vuelta de cigüeñal. Sin embargo, en un sistema secuencial, esta información
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no es suficiente debido a que la unidad de control no puede distinguir el punto muerto
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superior de cada cilindro según el orden de encendido. Es entonces cuando se hace necesaria,
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además de la información del régimen de revoluciones y de punto muerto superior, la
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colaboración del sensor de fase motor, también llamado reconocedor de cilindros. Generalmente
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suele estar ubicado en la culata, enfrentado al árbol de levas al cual se le ha mecanizado
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una pequeña muesca de referencia. Cada vez que la muesca se enfrenta al sensor, es decir,
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cada dos vueltas de cigüeñal, éste genera una señal que envía a la unidad de control.
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La posición de la muesca con respecto a la distribución hace que se corresponda con
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el punto muerto superior de un cilindro, generalmente el 1, pudiendo a partir de este momento controlar
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a cada uno de los inyectores de acuerdo con la secuencia de apertura de las válvulas
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de admisión.
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En la actualidad, la mayoría de vehículos incorporan el sistema de inyección del tipo
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secuencial debido a las innumerables ventajas que tiene frente al simultáneo. Como ejemplo,
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podemos resaltar que el momento de apertura de cada inyector se puede modificar dependiendo
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de la velocidad del motor, temperatura o carga. Así pues, durante la fase de arranque y con
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el motor frío, para evitar acumulaciones de gasolina en el colector, el inicio de inyección
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se obtiene con la válvula de admisión completamente abierta.
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Por el contrario, en otras condiciones de temperatura
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y de revoluciones de motor,
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se necesita que el tiempo de inyección se agote
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antes de que la válvula cierre.
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Así pues, la unidad de control avanzará el inicio de inyección
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proporcionalmente incluso 360 grados
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antes de que la válvula de admisión abra.
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Además, en algunos modelos,
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la unidad de control está preparada
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para poder detectar el fallo de encendido en un cilindro.
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Esta avería, como sabemos, puede provocar daños irreparables en el catalizador.
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Para evitarlo, tan pronto como la unidad de control detecta el fallo de encendido en un cilindro,
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desactiva instantáneamente el inyector correspondiente,
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evitando de esta forma que la gasolina alcance la cerámica del catalizador.
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Otro punto en donde se ha incidido y mejorado notablemente es la gestión y control del ralentí.
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Como recordaremos, en los sistemas simultáneos la velocidad del motor a ralentí únicamente se controlaba a través de la válvula de aire adicional, mediante el correspondiente tornillo de ajuste o en determinados modelos por medio de un actuador rotativo.
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En la actualidad, esta fase de regulación se realiza de forma automática y permanente,
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haciéndose cargo de ello la unidad de control y la válvula de control de la velocidad de
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ralentí.
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Con el fin de eliminar las tuberías y el consiguiente riesgo de tomas de aire, esta
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válvula suele ir montada directamente en el colector de admisión.
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Está formada por un vástago o núcleo que incorpora las válvulas de paso de aire, los
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muelles de regulación y el solenoide con su conexión de dos vías. Un conducto toma
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el aire antes de la mariposa y a través de las válvulas de paso lo conduce después
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de la misma. La corriente de control que circula por el solenoide crea un campo magnético
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cuya fuerza desplaza al núcleo contra el muelle de regulación hasta que se produce
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un equilibrio de fuerzas. La sección de apertura descubierta determina la cantidad de aire
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que pasa al motor. La alimentación tanto de la válvula como de la unidad de control
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y del resto de elementos actuadores corre a cargo de un telerruptor o relé doble. En
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algunos modelos la instalación se realiza igualmente pero a través de dos relés simples.
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En cualquier caso, la parte correspondiente a la alimentación de la bomba de gasolina
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siempre estará supervisada por la unidad de control, evitando su funcionamiento con
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el motor parado. Dentro del campo de las nuevas tecnologías existen dos factores fundamentales
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sobre los cuales se han hecho grandes desarrollos. La búsqueda de un máximo rendimiento motor
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y la seguridad en caso de colisiones han ocupado un lugar destacado. Este último caso ha llevado
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a los fabricantes a la utilización de sistemas de seguridad tales como el sensor de impacto.
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Este dispositivo está formado por una bola de acero
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que es retenida en su alojamiento por una fuerza magnética
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Cuando el vehículo se desplaza a una velocidad superior a 20 km por hora
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y sufre un impacto, la bola vence la fuerza magnética
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saliéndose de su alojamiento e interrumpiendo la alimentación
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Para restablecer la conexión es necesario presionar el interruptor de que dispone
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Su colocación en el vehículo está estratégicamente calculada.
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Cuando se realiza la fase de admisión de un cilindro, el aire en el colector genera unas ondas de elevada presión que se desplazan por todo el conducto, produciendo un sonido característico.
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Si la longitud del colector es la adecuada, la onda generada estará próxima a la válvula en el momento de la apertura, lo que permite obtener un máximo llenado del cilindro.
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Para obtener este rendimiento en todos los estados del motor
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la longitud del colector debe variar según los estados de carga
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lo que llevó a los fabricantes a la creación de los colectores de admisión variable
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Estos sistemas se caracterizan por disponer el colector
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de dos recorridos de diferente longitud
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comandados por una mariposa que es gobernada por la unidad de control
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Cuando el vehículo se desplaza con unos regímenes de revoluciones bajos
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la unidad de control actúa sobre la mariposa
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determinando el paso de aire a través de los conductos de mayor longitud
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Por el contrario, en altos regímenes de revoluciones
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la unidad varía la posición de la mariposa
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circulando el aire por los conductos de menor longitud
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debido al corto tiempo que existe entre la apertura y el cierre de la válvula
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A partir de este momento es cuando debemos poner en práctica nuestros conocimientos para poder efectuar una rápida y efectiva localización de la avería, como veremos en el apartado de comprobaciones.
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- Autor/es:
- ANTONIO SÁNCHEZ GARCÍA
- Subido por:
- Antonio S.
- Licencia:
- Reconocimiento - No comercial - Compartir igual
- Visualizaciones:
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- Fecha:
- 5 de marzo de 2021 - 11:40
- Visibilidad:
- Público
- Centro:
- IES LAZARO CARDENAS
- Duración:
- 33′ 30″
- Relación de aspecto:
- 1.78:1
- Resolución:
- 854x480 píxeles
- Tamaño:
- 285.39 MBytes