Curso sistema-electrico-automovil-tecnologia-automotriz

TECNOLOGÍA AUTOMOTRIZ II
UCSM CFB 1
CAPÍTULO I
SISTEMA ELÉCTRICO DEL AUTOMÓVIL
Objetivo: Estudiar los principios básicos de electricidad y electrónica aplicados al área
automotriz y los principales sistemas eléctricos del automóvil.
Cuando ponemos en contacto dos cuerpos que tienen cargas de distinto signo, como estas se
atraen, se produce un flujo de cargas de uno a otro cuerpo. A este flujo lo llamamos corriente
eléctrica.
No todos los cuerpos permiten que la corriente eléctrica circule por ellos con la misma facilidad.
Los metales son buenos conductores, mientras que la madera, el plástico o el vidrio no, y se
llaman por ello aislantes. Todo ello depende del número y movilidad de sus portadores de
carga libres (electrones en la última capa). Ello clasifica a los materiales en tres grupos:
Materiales conductores como la plata, cobre aluminio, etc, semiconductores como el silicio,
germanio arseniuro de galio y aislantes como el teflón, plástico, cristal de cuarzo, óxido de
aluminio.
Si tienes ocasión de ver un trozo o resto de cable de la luz pelado, observarás un hilo grueso
de cobre (que es el que conduce la corriente) forrado de una capa de plástico aislante (que
permite que podamos coger el cable sin que nos pase la corriente cuando está enchufado a la
red eléctrica).
Se llama resistencia a la mayor o menor dificultad que presenta un cuerpo al paso de la
corriente eléctrica. La medimos en una unidad llamada ohmio, cuyo símbolo es la letra griega
Ω.
Los metales, como el cobre, ofrecen muy poca resistencia al paso de la corriente, mientras que
la madera, por ejemplo, tiene una resistencia muy alta.
CIRCUITOS ELÉCTRICOS
Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos conectados entre sí, por los que circula la
corriente eléctrica. Para poder formar un circuito eléctrico son necesarios dos elementos:
Un generador de la corriente, que puede ser una pila, el generador de una gran central
eléctrica, el alternador de un automóvil, un panel fotovoltaico, una celda de combustible.
Un conductor, que suele ser un cable.
En un circuito podemos además conectar uno o varios aparatos que convierten la energía
de la corriente eléctrica en otra forma de energía: luminosa (en una bombilla), mecánica (en el
motor de un ventilador) o térmica (en la resistencia de un radiador o calefactor). Estos aparatos
funcionan cuando el circuito está cerrado, para lo cual activamos un interruptor; con el
interruptor se abre o se cierra el circuito, permitiendo o no el paso de la corriente
El automóvil, es una máquina que cuenta con una serie de mecanismos que le permiten
en forma coordinada funcionar y ponerlo en movimiento. Para lograr este objetivo se tiene que
tener en cuenta el poner en funcionamiento al motor de combustión interna, el permitirle
abastecer de corriente para que funcionen sus instalaciones y el tercero en el caso de
gasolina le permita además encender o iniciar la combustión en el motor, estos tres
importantes aspectos se estudiarán en los sistemas de Arranque, Carga y Encendido. Los
sistemas eléctrico y electrónico de los vehículos modernos requieren un estudio y

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conocimientos más avanzados, nosotros llegaremos solo a conocimientos y aplicación de
electricidad y electrónica básicos.
1.1 PRINCIPIOS BÁSICOS DE ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA
En un conductor eléctrico los átomos aparecen en forma de iones positivos, puesto que uno
de sus electrones respectivos se ha liberado del átomo individual y han pasado a moverse
libremente por todo el interior del conductor, bajo la acción de un campo eléctrico establecido
en el conductor. El flujo de los electrones libres, se conoce como corriente eléctrica, su
intensidad es igual a la carga que atraviesa una sección del conductor por unidad de tiempo.
De la ley de Ohm tenemos que I= V/R, donde I es la intensidad de corriente eléctrica y está en
amperios en el SI, V es la diferencia de potencial (ó voltaje) y está en voltios y R es la
resistencia eléctrica que está dada en Ohmios ( Ω ). La energía consumida durante un tiempo t
se denomina trabajo eléctrico W = V.I.t y la rapidez de trabajo es la potencia eléctrica P= V.I =
I2
R= V2
/R. Parte de la energía que circula por un conductor se transforma en calor por efecto
Joule.
La corriente puede ser continua (directa) ó alterna (varía con el tiempo). El alternador
produce corriente alterna pero la mayoría de consumidores en el automóvil es corriente directa,
por lo que a la salida del alternador se le rectifica usando diodos.
La corriente alterna, periódicamente cambia de magnitud y sentido (generalmente en
forma sinusoidal), tiene buenas propiedades para transporte de energía a distancia porque
usando transformadores se puede variar el voltaje. Las redes de la ciudad frecuentemente
tienen una frecuencia de 60 Hz, aunque en Europa, Asia, Australia es de 50 Hz.
En un circuito de corriente alterna se distinguen tres potencias: Potencia Efectiva (P=
V.I.cosφ), Potencia Reactiva (P= V.I.senφ) y Potencia Aparente (V.I)
Se denomina magnetismo a la propiedad de los imanes de atraer el hierro, una corriente
eléctrica o bien una carga eléctrica en movimiento producen un campo magnético. Un campo
magnético ejerce una fuerza sobre las cargas en movimiento, por lo tanto la corriente eléctrica
puede usarse para mover un motor eléctrico (motor de arranque), para generar electricidad en
alternador, calefacción al pasar por resistencias, sistema de luces, etc.
Como ejemplo sencillo: El Timbre Fig. 1.1
Al pulsar el interruptor en un timbre eléctrico,
pasa corriente por el electroimán, y entonces
atrae a la varilla, que golpea la campana. En
ese instante la varilla se separa del tornillo, y se
corta la corriente. El magnetismo desaparece y
la varilla retoma su posición inicial, con lo que
vuelve a pasar la corriente. Este proceso se
repite mientras esté pulsado el interruptor.
[Encarta 2006]
La batería como los circuitos se pueden
conectar en serie ó en paralelo
La electrónica es parte de la electricidad
que estudia la emisión de electrones, su movimiento y su interacción con los campos eléctricos.
Antes se usaban electrones en el vacío, actualmente operan con semiconductores, es decir con
portadores de carga en medios sólidos. El efecto térmico, el efecto fotoeléctrico, la emisión
secundaria y la emisión por campo intenso, son fenómenos que permiten arrancar los
electrones libres de un metal. Un semiconductor, es un material sólido que si bien no conduce
la corriente eléctrica con facilidad, aumenta su conductividad térmica con la temperatura. En un
semiconductor intrínseco la conducción se produce por agitación térmica, en uno extrínseco, la
conducción se favorece por la presencia de impurezas.
La sensibilidad de los semiconductores a la presión, temperatura y a la luz los hace
apropiados como sensores.

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La posibilidad de dopar (incorporación controlada de sustancias extrañas con influencia
eléctrica) define y regula localmente la conductibilidad de los semiconductores.
El silicio en estado sólido forma una red cristalina, en la cual cada átomo tiene cuatro
electrones exteriores separados una misma distancia. La unión con los átomos vecinos se
realiza compartiendo dos electrones, en este estado ideal el silicio no tiene ningún portador de
carga libre y por ello no es conductor, pero cambia fundamentalmente con adiciones
apropiadas y aportación de energía.
Dopado N: Es la incorporación de átomos extraños con 5 electrones exteriores (como
fósforo), lo que da electrones libres
Dopado P: Incorporación de átomos extraños con tres electrones exteriores(como el boro),
produce una carencia de electrones (Agujeros o vacante de electrones) son móviles en el
silicio. En los conductores N y P siempre existe un pequeño número de portadores de carga de
polaridad contraria
En la unión P N , se produce una zona pobre en portadores de cargas móviles, mala
conductora de la electricidad.
Algunos semiconductores discretos son: Diodos semiconductores, diodo rectificador, diodo
conmutador, diodo Z, fotodiodo, fotoelemento, tiristores, transistores de efecto de campo (FET).
El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones
de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término "transistor" es la contracción
en inglés de transfer resistor ("resistencia de transferencia"). Actualmente se encuentran
prácticamente en todos los aparatos domésticos de uso diario: radios, televisores, grabadoras,
reproductores de audio y video, hornos de microondas, lavadoras, automóviles, equipos de
refrigeración, alarmas, relojes de cuarzo, ordenadores, calculadoras, impresoras, lámparas
fluorescentes, equipos de rayos X, tomógrafos, ecógrafos, reproductores mp3, teléfonos
móviles, etc.
Emisor E, base B y colector C
El transistor consta de un sustrato (usualmente silicio) y tres
partes dopadas artificialmente (contaminadas con materiales
específicos en cantidades específicas) que forman dos uniones
bipolares, el emisor que emite portadores, el colector que los
recibe o recolecta y la tercera, que está intercalada entre las dos
primeras, modula el paso de dichos portadores (base)
Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de la
corriente eléctrica a través de él en un sentido. Este término generalmente se usa para referirse
al diodo semiconductor, el más común en la actualidad; consta de una pieza de cristal
semiconductor conectada a dos terminales eléctricos. Símbolo electrónico
Tiene un Ánodo y Cátodo.
El diodo Zener es un diodo de silicio que se ha construido para que funcione en
las zonas de rupturas, es la parte esencial de los reguladores de tensión casi
constantes con independencia de que se presenten grandes variaciones de la
tensión de red, de la resistencia de carga y temperatura
Una aplicación sencilla es la fuente de poder, son necesarias en lugares donde es posible la
alimentación a partir de 220 V o de 110 V de tensión alterna la cual transformamos (reducimos
de valor), luego la rectificamos, la filtramos y la estabilizamos.

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TRANSFORMADOR
220 AC
36
AC
R
C
FILTRADORECTIFICADOR
Z
ESTABILIZADOR
24 V DC
Fig. 1.2 Fuente de poder
Una fuente de poder se especifica por el valor de tensión de entrada y el valor de tensión de
salida ( La entrada es alterna y la salida es continua) y la corriente máxima de salida. En el
automóvil el alternador entrega tensión alterna que es necesario rectificar, veremos luego.
Los fundamentos de la electrónica se combinan a fin de conseguir circuitos cada vez más
sólidos, pequeños, económicos y precisos, con funciones cada vez más diversas, como son los
circuitos integrados. Los chips o integrados se pueden combinar para obtener lo que se desea,
la unión está siempre a través de circuitos eléctricos que alimentan los distintos circuitos
integrados y facilitan la comunicación entre aparato su fuente de alimentación y usuario.
Actualmente hay una gran transición tecnológica en el funcionamiento de cualquier
máquina donde el control electrónico da pasos agigantados, por ello es muy importante la
Mecatrónica. Ahora se puede decir que la parte mecánica ó eléctrica sin la electrónica y
computación es cosa del pasado. En automóviles los componentes de estado sólido se
empezaron a usar en la década de los 60, empezando con sencillos dispositivos de encendido
Transistorizado, antes aún cambiando los dínamos por alternadores, los cuales usaron diodos
para rectificar la onda. Desde entonces hasta ahora los cambios son muy grandes. Desde las
señales analógicas hasta las digitales, desde los circuitos de actuación mecánica, hasta los
circuitos integrados programables. La Autotrónica, estudia los componentes mecánicos,
electrónicos y de control.
La mayoría de los sistemas de control electrónico en un automóvil, son sistemas que realizan
sus funciones sin dar indicaciones visibles de sus resultados. En los vehículos actuales, en el
Panel de Instrumentos, pueden verse claramente los efectos de un sistema electrónico. El Panel
de Instrumentos Electrónico consta de un módulo basado en un computador que procesa la
información que proviene de sensores y que controla la información presentada en los displays.
En estos displays de presentación de información para el conductor pueden estar incluidos el
Velocímetro, el Cuentarevoluciones, el Nivel y Presión de Aceite, la Temperatura de Motor, el
Nivel de Combustible, la Condición de la Batería e incluir también un Centro de Mensajes.
CI de arquitectura Fija no programables
CI de arquitectura Fija pero
programables
Fig. 1.3 Componentes electrónicos
de circuito
El uso de computadoras, la Internet,
Ethernet, Procesos Enlazados mediante
un Sistema de Comunicación (Protocolos
como Profibus - Process Fieldbus; CAN
Bus – Controller Area Network; Interbus-S; FIP - Factory Instrumentation Protocol; LON -
Local Operating Network; P-NET - Process Network etc.), ha permitido comunicación entre

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sensores microcontroladores y actuadotes, así como con las computadoras (PC, IPC), usando
redes alámbricas, buses y hasta redes inalámbricas, la Internet, etc.
Fig. 1.4 Sistema de control Electrónico
1.2 SISTEMA DE ARRANQUE
Los motores de combustión interna tienen que ser puestos en marcha con energía
exterior. En el arranque hay que vencer la inercia de las masas y las resistencias de rozamiento
y de compresión del motor.
Las resistencias debidas al rozamiento son extraordinariamente grandes en el caso de un
motor frío. El arranque tiene que ser realizado con un número mínimo de revoluciones.
Únicamente alcanzado ese número mínimo de revoluciones puede reunirse en el cilindro
del motor Otto una mezcla capaz de inflamarse y en el motor Diesel conseguirse el calor por

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compresión necesario para el autoencendido. Aunque se puede suministrar aire y combustible
a un motor de combustión interna, el motor en sí no puede comenzar a funcionar por cuenta
propia. Es por esta razón que se utiliza la energía de una batería para hacer girar primero un
motor de arranque que hace girar el cigüeñal succionando una mezcla de aire con
combustible, para la compresión y la combustión inicial. Este objetivo lo realiza el motor de
arranque y su equipo relacionado como se muestra
Fig. 1.5 Sistema de arranque
La velocidad de giro mínima
requerida en RPM (revoluciones por
minuto) para el arranque, es lo que
conocemos como velocidad para
hacer girar el motor y estas RPM
mínimas requeridas aumentan en
proporción a la baja de la temperatura
y estado del motor. A continuación
veremos una tabla de referencia:
VELOCIDAD
DE GIRO DEL MOTOR
MOTOR DE 1 – 2 Cilindros ( 500 cc ) 120 r.p.m.
GASOLINA 4 – 6 Cilindros ( 1000 – 2000 cc ) 40 – 60 r.p.m.
MOTOR 4 Cilindros 80 r.p.m.
DIESEL 6 Cilindros 100 r.p.m.
Los factores que influyen en la velocidad de giro del motor son:
- El tipo de motor : Número de cilindros, tipo, volumen de escape, forma de la cámara
de combustión y características del carburador.
- Condiciones del motor : La temperatura del motor, presión del aire, la mezcla aire –
combustible y la chispa de encendido.
1.2.1 PRINCIPIO DEL MOTOR DE ARRANQUE
Cuando un conductor recibe el flujo de corriente, se crea una fuerza magnética
concéntrica alrededor de éste. La dirección de las líneas magnéticas de fuerza será como la de
un tornillo que gira y avanza en la dirección del flujo de corriente con la dirección de giro del
tornillo haciendo las veces de la dirección del campo magnético. Esto recibe el nombre de la ―
Regla del Tornillo de Rosca derecha‖ .
Las líneas magnéticas de fuerza se desarrollan desde el polo Norte hasta el polo Sur de
un imán. Si se coloca un conductor entre estos polos y se le aplica corriente eléctrica, se
formarán líneas magnéticas de fuerza alrededor del conductor en la dirección de las agujas del
reloj. Como el imán también está intentando crear líneas magnéticas de fuerza entre los polos
N y S, las líneas opuestas se cancelan entre sí y aquellas que van en la misma dirección se
combinan, resultando en un flujo magnético devanado. Esta relación se da en la llamada
―Regla de la mano Izquierda de Fleming‖.

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Tal como se muestra en la figura, si el conductor es una bobina en vez de un solo
alambre, y la corriente de la batería se envía a éste por las escobillas, se crearán líneas
compuestas magnéticas de fuerza y el conductor del lado del polo norte recibirá una fuerza
electromagnética hacia abajo y el conductor del lado del polo Sur recibirá una fuerza hacia
arriba, lo que creará una torsión de rotación. Si, por otra parte, la corriente recibida por el
conductor siempre va en la misma dirección, la rotación se limitará a 90º a partir de la posición
que se muestra en la figura. Si el conmutador y las escobillas regresan el flujo de corriente a
cada media vuelta, y si la dirección en que la corriente del conductor se acerca a los polos
magnéticos es constante, es posible que la rotación sea continua. La cantidad de torsión
rotacional que ocurre es proporcional a la fuerza del campo magnético y a lo largo del
conductor. En el motor en sí, se usan varios juegos de bobinas para eliminar las irregularidades
de la rotación y mantener la fuerza de rotación constante, pero en principio la función es igual.
1.2.2 CONSTRUCCIÓN DEL MOTOR DE ARRANQUE
Desde el punto de vista de la operación, el motor de arranque está compuesto por el
segmento que produce la fuerza de rotación, el mecanismo que transmite esta fuerza al motor,
y el interruptor magnético que avanza el mecanismo de embrague del motor de arranque para
que se acople con el motor.
El motor de arranque está formado en su ―estator‖ por bobinas conductoras recorridas por
una corriente eléctrica, arrolladas sobre un hierro dulce, llamado núcleo, con características
magnéticas favorables; de esta forma se consigue crear un campo magnético igual al generado
de forma natural por un imán, con sus correspondientes polos norte y sur.
Si enfrentamos al estator otro elemento que también tenga polo norte y polo sur, este
último se moverá cuando su polo coincida con el del estator, ahora bien, su movimiento debe
ser de rotación, ya que ha de mover la corona del volante motor para que ésta gire. Ésta es la
única forma de hacer que el motor del coche se pueda mover y arrancar, por lo que toma el
nombre de ―rotor‖. Las bobinas del inducido del rotor son recorridas por una corriente, que
pasa primero a través de la escobilla positiva
y la delga que en ese instante esté pisando,
cerrándose por la escobilla negativa a masa,
en ese momento será alimentada solamente
una bobina, que generará un campo
magnético y por tanto un polo norte y un polo
sur que se enfrentarán a su opuesto del
estator, produciéndose un pequeño giro, para
alimentar a otra delga que alimentará a otra
bobina, produciéndose de nuevo el mismo
efecto con otro pequeño giro, para alimentar
a otra delga y a otra bobina.
Fig. 1.6 Motor de arranque (1. estator, 2. interruptor magnético, 3. acoplador)
De esta forma se mantendrá el giro del rotor mientras exista alimentación de corriente
eléctrica. Ahora el movimiento del rotor debe ser
transmitido al volante de inercia del motor, esto se
consigue por medio un piñón de engrane y
desengrane dispuesto en el extremo del eje del rotor.
El eje lleva labrado un estriado en forma de rosca de
gran paso sobre el que se dispone el piñón, de forma
que cuando comienza el giro del eje, el piñón es
arrastrado por inercia hasta engranar con la corona
del volante del motor, haciéndola girar.
Fig. 1.7 El rotor ó eje inducido
Una vez puesto en marcha el motor, el piñón
de engrane será arrastrado por la corona del volante que ahora gira más rápido que él. Al girar

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el piñón más rápido que el eje del rotor, se produce el desengrane, desplazándose el piñón por
efecto de la rosca de gran paso y volviendo a su posición de reposo.
El eje inducido es un conjunto de bobinas y núcleos. El espacio que queda entre los
núcleos y el tambor se llama entre hierro. El paso de la corriente por las bobinas del estator
crea el campo magnético necesario para producir el giro del rotor.
Veamos la fig. 1.7 más detalladamente el motor de arranque. El inducido está soportado
en sus dos extremos por cojinetes de fricción. Las escobillas se mantienen aplicadas sobre el
colector por la acción de unos muelles. En un extremo del eje del inducido se encuentra el
mecanismo de acoplamiento que engrana el inducido con el volante del motor. Un solenoide
situado sobre el motor da lugar a que los dientes de arrastre engranen con los de la corona del
volante en el momento oportuno, para iniciar el giro del motor. Esta acción se describe más
adelante.
Fig.1.8 Partes del arrancador
1. Tapa posterior.
2. Casco
3. Armadura
4. Tapa delantera
5. Interruptor de arranque
6. Carbones
El motor de arranque está compuesto por los siguientes elementos importantes:
1.- INTERRUPTOR MAGNETICO.-
El interruptor magnético consiste de una bobina
de retención, de una bobina de cierre, un resorte de
retorno, un émbolo y otros componentes. El interruptor
magnético es activado por las fuerzas magnéticas
generadas en las bobinas y llevan a cabo las
siguientes funciones:
Fig. 1.9 Interruptor magnético
Empuja el engranaje de piñón para que éste se engrane con la corona. Sirve como
interruptor principal o relé, dejando pasar mucha corriente necesaria desde la batería al motor
de arranque, lo que es comandado desde el interruptor de arranque
2.- BOBINAS DE CAMPO.- La corriente eléctrica del interruptor magnético circula por las
bobinas de campo donde genera el campo magnético requerido para que gire el inducido.
3.- ESCOBILLAS.- Las escobillas presionadas contra las delgas del conmutador del inducido
mediante los resortes de la escobilla, dejan pasar la corriente desde las bobinas de campo al
inducido.
4.- INDUCIDO.- El inducido es el componente rotativo del motor, consta del núcleo del
inducido, de las bobinas del inducido, el conmutador, etc. Gira como resultado de la interacción
entre los campos magnéticos generados por las bobinas de inducido y bobinas de campo.

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Fig. 1.10: Eje rotor, inducido, delgas, inductor, escobillas, etc de un motor de arranque
5.- EMBRAGUE DEL ARRANCADOR.- El motor de arranque debe de hacer girar el motor
hasta que este produzca el encendido y empiece a funcionar por si mismo. Sin embargo una
vez que ha arrancado el motor, se forzará al motor
de arranque a girar a velocidades más altas que
para las que está diseñado, lo que dañaría el motor
de arranque. El embrague del arrancador es un
embrague de una vía que protege el motor de
arranque en estos casos.
Los motores de arranque puede ser de tres tipos:
a.- Tipo Convencional
b.- Tipo Reducción
c.- Tipo Planetario
1.2.3 METODOS PARA ARRANCAR MOTORES
Existen distintos métodos para arrancar los motores. Los principales son los motores
eléctricos que vimos, motores de arranque hidráulicos y sistema de arranque por aire
comprimido. Todos estos sistemas funcionan al engranar un piñón con la volante del motor.
1.- ARRANQUE ELECTRICO
Los motores de arranque eléctrico se utilizan ampliamente en los motores pequeños
diesel y gasolina y casi exclusivamente en el campo de la automoción. Son motores de
corriente continua o de arrollamiento ―compound‖ y funcionan a 12 o 24 voltios. En los motores
mayores los motores de arranque poseen un sistema de reducción por engranajes para
proporcionarles un mayor par motor.
2.- ARRANQUE
HIDRÁULICO
Existen distintos
tipos de motores de
arranque hidráulicos. En
muchas instalaciones el
sistema consiste en un
motor de arranque
hidráulico, un acumulador
de pistón, una bomba
hidráulica de
funcionamiento manual y
un depósito de reserva de

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fluido hidráulico. Después de accionar la palanca de arranque, la válvula de control permite que
el fluido hidráulico que esta bajo presión en el acumulador, pase a través del motor de arranque
hidráulico, con lo que se arranca el motor principal, observe la fig. 1.11. Sistema de arranque
hidráulico
3.- ARRANQUE POR AIRE COMPRIMIDO
Los motores diesel de gran tamaño a menudo van provistos de sistemas de arranque por
aire comprimido. Uno de los métodos consiste en dirigir aire comprimido hacia los cilindros a
una presión capaz de hacer arrancar el motor; el proceso continúa hasta que los pistones
logran una presión suficiente para iniciar la combustión.
La presión empleada en la mayoría de sistemas de arranque varia entre 250 y 600 psi.
En este sistema de arranque se tiene diversas formas de utilizar el aire comprimido.
Existen otros sistemas de arranque, como el manual.
Fig. 1.12 Arranque por aire comprimido
1.3 SISTEMA DE CARGA: EL ALTERNADOR y LA BATERÍA
El alternador es un elemento que nos permite
proporcionar la energía eléctrica necesaria para abastecer
la demanda generada por el vehículo automotor. Es la
planta motriz encargada de suministrar la energía
eléctrica al vehículo.
Fig. 1.13 El alternador

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Fig. 1.14 Conexión de: Alternador, batería, regulador, fusibles y chapa de contacto
El alternador tiene una estructura robusta que resiste vibraciones, cambios de temperatura,
suciedad, humedad, lubricantes y combustible. Las tareas principales que realiza el alternador
en un vehículo son las siguientes: Suministra corriente continua a todos los dispositivos
consumidores de corriente (bomba eléctrica del combustible, ventilador eléctrico, radiocasete,
etc.). Carga rápidamente la batería, incluso cuando todos los dispositivos eléctricos y
electrónicos del vehículo están en funcionamiento con el vehículo en ralentí. Estabiliza su
propia tensión a través del regulador en toda la gama de velocidades de rotación del motor del
vehículo.
La batería desempeña el papel de un acumulador de energía, pues cuando recibe
corriente continua (proceso de carga) transforma la energía eléctrica en energía química.
Cuando se toma carga de la batería (proceso de descarga), la energía química acumulada se
transforma en energía eléctrica. Por ello la batería es una fuente de energía independiente del
MCI, el que suministra de energía a los consumidores cuando el MCI está parado, mientras que
durante la marcha e incluso en ralentí el alternador es la auténtica central eléctrica del vehículo.
En la fig. 1.15, se
pueden ver las principales
partes de una batería, la
que tiene electrodos
positivos y negativos en
forma de placas, que son
rejillas de plomo duro, en
las que está contenida la
masa activa, encargada de
la transformación química
durante la carga ó
descarga; Esta masa activa
(electrolito) es pasta de
polvo de óxido de plomo,
Fig. 1.15 Corte de una batería

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polvo de plomo, aditivos, fibras sintéticas, aglutinantes, ácido sulfúrico y agua. La batería tiene
placas positivas, negativas, separadores, y las partes necesarias para el montaje y conexión,
resistentes a los ácidos.
Una batería está cargada si el electrolito tiene mayor densidad (se puede comprobar con
el densímetro, aproximadamente 1,28 g/cm3) y descargada si la densidad es de 1,12 g/cm3,
referidos a una temperatura de 27°C. La capacidad de una batería se mide por su capacidad de
descarga eléctrica que puede tomarse en amperios-hora.
La batería de iones de litio, también denominada batería Li-Ion, es un dispositivo diseñado
para almacenamiento de energía eléctrica que emplea como electrolito, una sal de litio que
procura los iones necesarios para la reacción electroquímica reversible que tiene lugar entre
el cátodo y el ánodo.
Las propiedades de las baterías de Li-ion, como la ligereza de sus componentes, su elevada
capacidad energética y resistencia a la descarga, la ausencia de efecto memoria o su
capacidad para operar con un elevado número de ciclos de regeneración, han permitido el
diseño de acumuladores livianos, de pequeño tamaño y variadas formas.
1.3.1 EL ALTERNADOR: PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Partimos de la base de que si un conductor eléctrico corta las líneas de fuerza de un
campo magnético, se origina en dicho conductor una corriente eléctrica. La generación de
corriente trifásica tiene lugar en los alternadores, en relación con un movimiento giratorio.
Según este principio, existen tres arrollamientos iguales
independientes entre sí, dispuestos de modo que se encuentran
desplazados entre sí 120°. Según el principio de la inducción, al dar
vueltas el motor (imanes polares con devanado de excitación en la
parte giratoria) se generan en los arrollamientos tensiones alternas
sinusoidales y respectivamente corrientes alternas, desfasadas
también 120° entre sí, por lo cual quedan desfasadas igualmente en
cuanto a tiempo. De esa forma tiene lugar un ciclo que se repite
constantemente, produciendo la corriente alterna trifásica. El
alternador está en paralelo con la batería del vehículo por dos
razones fundamentales, la primera es que la batería provoca la
corriente de preexcitación en el alternador cuando se arranca el vehículo y la segunda es que
una vez que el alternador ha alcanzado su régimen normal de trabajo
transmite energía para la carga de la batería.
La corriente alterna no puede ser almacenada en una batería, ni
tampoco puede emplearse para alimentar componentes electrónicos, por
ello se recurre a la rectificación.
Fig 1.16 Ventilador del alternador
El elemento fundamental de la rectificación es el diodo, que posee
la propiedad de que al aplicarle una tensión permite el paso de corriente únicamente en un
sentido, y bloquea el paso de la corriente en sentido inverso.
El ventilador se usa para refrigerar el alternador. El rotor de los alternadores trifásicos
puede girar en ambos sentidos, el sentido de giro se determina seleccionando simplemente la
correspondiente forma de ventilación para giro a la izquierda o a la derecha. El rotor está
compuesto por los núcleos polares (polos magnéticos), la bobina de campo los anillos de
retención y el eje del rotor. La bobina de campo está enrollada con una bobina en la misma
dirección de la rotación, y en cada extremo de la bobina está conectado a un anillo de
retención. Los dos núcleos polares están instalados a cada extremo de la bobina de forma que
rodeen a la bobina de campo. Al fluir la corriente a través de la bobina, se produce flujo
magnético y un polo se convierte en el polo norte y el otro en el polo sur. Los anillos de

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retención son de acero inoxidable y la superficie de contacto con las escobillas tienen un
acabado de alta precisión. Están aislados del eje del
rotor.
Fig. 1.17 Estator y su devanado
El estator fijo, está compuesto por 3
arrollamientos iguales e independientes entre sí. Aquí
es donde se genera la corriente alterna trifásica. El
estator está formado por chapas aisladas entre sí y
provistas de ranuras, estas chapas están comprimidas
formando un núcleo firme. En las ranuras van alojadas las
espiras onduladas. El núcleo del estator hace de pasaje
para el flujo de las líneas magnéticas de fuerza del núcleo
del polo hasta la bobina del estator.
Fig. 1.18 ESCOBILLAS O CARBONES
Las escobillas están fabricadas de carbón prensado y
calentado a una temperatura generalmente de 1200°C.
Se apoyan rozando contra el colector gracias a la acción de unos resortes, que se
incluyen para hacer que la escobilla esté rozando continuamente contra el colector. El material
con que están fabricadas las escobillas producen un roce suave equivalente a una lubricación.
Los porta carbones son elementos que sujetan y canalizan el movimiento de los
carbones. Los que se deslizan libremente en su caja siendo obligadas a apoyarse sobre el
colector por medio de un resorte que carga al carbón con una tensión determinada.
Los diodos pueden ser positivos o negativos. En cada portadiodos hay tres de cada tipo.
La corriente generada por el alternador es suministrada desde el portadiodos del lado positivo
para que este y el bastidor del extremo queden aislados.
Durante la rectificación, los diodos se ponen tan calientes que los portadiodos actúan
irradiando este calor y evitan que los diodos se sobrecalienten.
Fig. 1.19 El alternador
Trifásico: partes
principales

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Fig. 1.20 Alternador compacto, se muestra el
ventilador
Un alternador compacto con un regulador de circuito
integrado (IC) incorporado es un 17% más pequeño y un 26%
más ligero que un alternador de tamaño estándar. El alternador
compacto con regulador IC incorporado está compuesto de la
misma manera que un alternador de tamaño estándar pero el
funcionamiento del regulador de carga IC es por supuesto, diferente al de un regulador de tipo
convencional o contactos ordinarios.
1.4 SISTEMA DE ENCENDIDO
1.4.1 SISTEMA DE ENCENDIDO TRADICIONAL
Tradicionalmente, el encendido de la mezcla aire-combustible en la cámara de
combustión de un motor encendido por chispa (MECH), se efectúa mediante una chispa
eléctrica que se produce entre los electrodos de la bujía, con la cual se inicia el proceso de
combustión; el voltaje entre los electrodos debe ser como mínimo de 10.000 voltios para ionizar
la mezcla presurizada e iniciar la combustión. Pero normalmente se emplea voltajes por encima
de los 15.000 voltios para garantizar un buen encendido, en un amplio margen de operación del
motor. La tendencia actual es de usar tensiones más altas, que a su vez permiten aumentar la
longitud del arco eléctrico, el cuál está determinado por la distancia entre los electrodos de la
bujía. Se ha comprobado que en mezclas pobres hay un mejor encendido con tensiones más
altas; debido a ello los fabricantes han incidido en dotar a sus sistemas de un mayor voltaje,
logrando crear equipos de alta energía; otro factor importante es la energía de encendido,
denominado sistema de alto voltaje y alta energía.
Los nuevos sistemas de alimentación de los motores como el de inyección de gasolina ya
incorporan el sistema de encendido y el combustible en un solo sistema, conocido como Motor
Management ―Gerencia y Gestión del Motor‖. Generalmente utilizan una sola unidad de
comando para controlar todo el sistema de alimentación y encendido.
Como la chispa se puede producir por medio de los fenómenos de inducción electromagnética
y magnética los sistemas se clasifican en:
1.- Por Inducción Electromagnética
Sistema de encendido convencional ó por bobina
Sistema de encendido Transistorizado
Sistema de encendido Electrónico.
Fig. 1.21
Sistema de
encendido
convencion
al

UCSM CFB 15
2.- Por Inducción magnética
Sistema de encendido por volante
Sistema de encendido por magneto
Antes de conocer las diferencias entre los sistemas de encendido y bobinas, lo importante
es saber como se genera la alta tensión, necesaria para la producción de la chispa.
El sistema de encendido tradicional está conformado por los siguientes componentes:
batería
Interruptor de encendido
Bobina, Distribuidor, platinos
Cables de encendido
Bujías de encendido
Como sabemos, la tensión de 12V suministrada por la batería no es suficiente para
producir la chispa en la bujía de encendido, por lo tanto esa tensión debe ser aumentada hasta
que alcance un valor suficiente para el salto de la chispa entre los electrodos.
BOBINA DE ENCENDIDO: Ese aumento de la tensión se consigue a través de la bobina de
encendido, que solo es un transformador que recibe de la batería una baja tensión, y la
transforma en alta tensión, necesaria para la producción de la chispa por medio de los
fenómenos de la inducción.
La bobina construida en charcaza metálica, posee en su interior un núcleo de hierro laminado
y dos arrollamientos, que son conocidos por bobinados primario y secundario. La bobina tiene
las siguientes partes:
Fig. 1.22 Bobinas de encendido a) esquema b) corte de bobina
a.- Bobina Primaria b.- Bobina Secundaria c.- Núcleo d.- Cubierta
e.- Cuerpo f.- Tapa g.- Terminal Primario y Secundario h.- Aislador
La Bobina Primaria.- Sirve para desarrollar un campo electromagnético. Consta de 250 – 350
espiras de cable grueso y está conectado a los terminales Positivo y Negativo.
La Bobina Secundaria.- Sirve para obtener una alta tensión de inducción. Consta de 20,000
a 30,000 espiras y de alambre muy fino

UCSM CFB 16
Núcleo .- Es laminado para dar una mayor permeabilidad al campo. Por eso
junto con la bobina primaria forman un potente electroimán.
Cubierta .- Es de hierro para fortalecer el campo
electromagnético.
CONJUNTO DISTRIBUIDOR
El conjunto del distribuidor es un componente que en su
interior contiene varios componentes que son necesarios
para realizar las labores de conmutación, control de
corriente y salto de chispa en el momento adecuado, pues
es accionado mecánicamente en relación al funcionamiento
del motor. El distribuidor está integrado por las siguientes
partes:
1.- Tapa del distribuidor
2.- Contactos de cables de Alta tensión
3.- Carbón
4.- Electrodos de contacto
5.- Rotor
6.- Sección de platinos
7.- Condensador
8.- Portaplatinos Fig. 1.23 El Distribuidor
9.- Eje del distribuidor
10.- Sección del distribuidor
11.- Sección del avanzador Contrapesos
12.- Avance de Vacío
Fig. 1.24 Corte de la tapa del distribuidor
SECCION DE PLATINOS
Los platinos están concebidos para soportar una elevada temperatura y resistencia al
desgaste por lo que son hechos de platino (Pt) , Wolframio (W) por su elevado punto de fusión
. La función principal de los platinos o contactos de ruptura es:
Cerrar el circuito para asegurar la formación de un fuerte campo
electromagnético en la bobina.
Abrir el circuito para sincronizar el salto de la chispa respecto a la posición del pistón.
Los platinos están formados por un contacto unido a masa, llamado contacto fijo y por otro
aislado llamado móvil, cuyo punto de giro está unido a un resorte, el que le sirve también de
conductor. Es accionado por una leva a través de un bloque aislante fijado a él . Los puntos de
contacto deben ser muy lisos y con una buena tensión de cierre, para evitar la resistencia por
contacto.
ANGULO DWELL
El ángulo Dwell es el tiempo en que los platinos permanecen cerrados, el ángulo de cierre
de la leva se refiere al ángulo de rotación del eje del distribuidor entre el momento en que lo
platinos están cerrados, puesto que no se puede medir en el momento en que los platinos se
encuentran abiertos por que la corriente circula en ese momento. Por lo que el ángulo dwell

UCSM CFB 17
está muy relacionado con la holgura de las puntas de
los platinos y es importante para regular el motor para
que funcione en óptimas condiciones
Fig.1.25 Representación del ángulo Dwell
MECANISMO DE AVANCE
Después de que una chispa ha encendido la
mezcla de aire y combustible, se requiere cierto tiempo
para que la llama se propague por la cámara de
combustión. Por esta razón, se produce un poco de
retardo entre el momento del primer encendido y el logro
de la máxima presión de combustión. Esto significa que, dado que la salida del motor se
maximiza cuando la presión de la cámara de combustión está en su punto máximo a unos 10º
después del PMS, debe de tenerse en cuenta el período de propagación de la llama en el
momento de determinar la distribución correcta del encendido.
Para tener una potencia de salida más eficiente del motor, la presión máxima de
combustión debe tener lugar aproximadamente en 10º después del punto muerto superior. Sin
embargo, debido al retardo requerido para la propagación de la llama después del encendido,
la mezcla debe encenderse de hecho antes del PMS. Esta distribución se denomina
distribución de encendido. Es necesario tener algún medio para cambiar: avanzar o retardar la
distribución de encendido para que se adapte lo mejor posible a la carga, velocidad del motor,
etc. Para ello, se incorporan un avanzado de vació y uno centrífugo.
AVANCE CENTRÍFUGO
El avance centrífugo ajusta la distribución del encendido basada en la velocidad del
motor. Al funcionar a bajas revoluciones el mecanismo gira como si se tratara de una sola
pieza, sujetos por los resortes. Al acelerar el motor los contrapesos son accionados hacia fuera
por la fuerza centrífuga venciendo la tensión de los resortes impulsando simultáneamente a la
base la que gira sobre su eje y en el mismo sentido, adelantando la apertura de los contactos.
Fig. 1.26 Esquema de los reguladores centrífugos
AVANCE POR VACIO El avanzador de encendido por vacío ajusta la distribución de encendido
basado en la variación del vacío en el múltiple de admisión bajo diferentes cargas del motor.
Cuando la carga del motor es ligera, la abertura de la válvula de obturación es también
pequeña, por lo que aumenta el vacío en el múltiple.
Un vacío fuerte en el múltiple de admisión reduce la eficiencia de admisión de la mezcla aire-
combustible, causando que poca mezcla sea succionada por los cilindros.

UCSM CFB 18
Por lo tanto, el avanzador de encendido por vacío avanza la distribución del encendido
cuando la carga es ligera para asegurar que la presión de compresión máxima se produzca
siempre a 10º después del PMS.
Fig. 1.27
Esquema
del avance
por vacío
BUJÍA
Esta es una de las principales partes y final de nuestros sistemas de encendido. Tiene
como función importante, producir el encendido de la mezcla comprimida de aire-combustible a
diferentes condiciones de temperaturas, presiones, revoluciones y humedad debiendo aun
tener una larga vida. Consta de 3 partes principales:
1.- Cuerpo metálico
2.- Aislador de porcelana
3.- Electrodo central
En la bujía se tiene tres clasificaciones
de la misma que son: Frías, normales y
calientes.
Fig. 1.28 La bujía
Las funciones básicas de la bujía son: Iniciar la combustión aire/combustible y disipar el calor
de dentro de la cámara de combustión hacia el sistema de enfriamiento del motor. Al momento
de la explosión la bujía soporta alrededor de 1 000ºC.
Desventajas del sistema tradicional de encendido por ruptor:
1. Limitada producción de voltaje y potencia, los contactos no pueden manejar más de 4,5 A
sin dañarse, por lo que la potencia de la bobina queda limitada a este rango.
2. Se alteran los reglajes al gastarse las levas del eje del distribuidor, originando que no sea
uniforme la luz entre platinos. También se altera el ángulo de contacto al gastarse los
contactos del platino y el seguidor de fibra del ruptor.
3. El sistema mecánico de interrupción de la corriente mediante contactos, accionado por
una leva, necesita mantenimiento periódico, debido al desgaste en los contactos y en la
fibra del seguidor alterando las condiciones de operación.
4. La precisión del disparo de la chispa se altera con el tiempo a consecuencia de los
desgastes.

UCSM CFB 19
5. Para obtener una adecuada chispa en los arranques, la corriente del primario está
limitada al voltaje de la fuente disponible de tensión, ya que el tiempo de contacto
depende del reglaje fijo del ruptor, entonces en el arranque, el voltaje de la batería baja
hasta 10 Voltios, la bobina no dispone de suficiente corriente de carga para producir una
chispa potente.
6. Imposibilidad de controlar sus parámetros con más flexibilidad; por ejemplo, el punto de
encendido.
1.4.2 SISTEMA DE ENCENDIDO TRANSISTORIZADO
Los platinos de un sistema de encendido ordinario requieren mantenimiento periódico
porque se oxidan con el tiempo debido a las chispas.
El sistema de encendido transistorizado ha sido desarrollado para eliminar este
mantenimiento, reduciendo así los costos por mantenimiento. En el sistema de encendido
transistorizado se ha instalado un generador de señales en el distribuidor en lugar de la leva y
los platinos. Genera un voltaje activando los transistores del encendedor, para interrumpir la
corriente primaria de la bobina de encendido.
Fig. 1.29 El sistema de encendido transistorizado
Puesto que los transistores usados para la interrupción de la corriente primaria no
involucran un contacto mecánico de metal a metal, no hay desgaste ni caída en el voltaje
secundario.
GENERADOR DE IMPULSOS
Uno de los sistemas totalmente electrónicos, es el generador de impulsos, donde el
ruptor ha sido sustituido por un sistema capaz de engendrar golpes de corriente y entregarlos al
formador de impulsos, donde son amplificados y transmitidos al circuito de mando de un
transistor que realiza la conmutación.
Los impulsos suelen ser engendrados mediante generadores de inducción o
generadores fotoeléctricos.
GENERADOR DE INDUCCIÓN
El generador de inducción dispone de una rueda de aspas llamada rotor de acero
magnético, que produce durante su rotación una variación de flujo magnético del estator sobre
el que se arrolla la bobina de inducción. En ella se induce de esta forma una tensión, que se
hace llegar al formador de impulsos. El rotor tiene tantas aspas como cilindros el motor y a

UCSM CFB 20
medida que se acerca cada una de ellas a la bobina de inducción, la tensión va subiendo cada
vez con más rapidez, hasta alcanzar su valor máximo cuando el aspa y la bobina están frente a
frente. Al alejarse el aspa siguiendo el giro, la tensión cambia
muy rápidamente de sentido y asciende a su valor negativo
máximo. Este cambio tiene lugar en el punto de encendido y el
impulso así originado se hace llegar al formador de impulsos,
quien producirá el bloqueo del transistor de conmutación,
interrumpiéndose la corriente en el primario de la bobina.
Cuando en el generador de impulsos no se presenta ninguna
de las aspas frente a la bobina, el formador de impulsos
permite la conducción del transistor, estableciéndose su circuito
emisor- base, con lo cual, conduce su circuito emisor- colector,
estableciéndose la corriente en el primario de la bobina.
Fig. 1.30 Generador de impulsos
GENERADOR FOTOELÉCTRICO
El generador fotoeléctrico utiliza un fototransistor que se ilumina desde una lámpara de
rayos infrarrojos, a través de unas ranuras practicadas en un disco interpuesto entre ambos. El
fototransistor es sensible a las radiaciones infrarrojas y conduce cuando está sometido a ellas.
Los impulsos de conducción se hacen llegar a un sistema amplificador, que a su vez gobierna
al transistor de conmutación. De esta manera, cada vez que se presenta un orificio del disco,
incide el rayo de luz sobre el fototransistor, originando un impulso que a su vez determina el
instante de la conmutación y el salto de la chispa en la bujía que corresponda. El disco
presenta tantos orificios o ranuras como cilindros el motor.
Se llama fototransistor a un transistor sensible a la luz, normalmente a
los infrarrojos. La luz incide sobre la región de base, generando portadores en ella.
Esta carga de base lleva el transistor al estado de conducción. El fototransistor es
más sensible que el fotodiodo por el efecto de ganancia propio del transistor.
GENERADOR DE EFECTO HALL
El efecto HALL es la capacidad de generar un pequeño voltaje mediante el paso en una
dirección, de la corriente a través de un material semiconductor y la aplicación de un campo
magnético en ángulo recto a la superficie de dicho semiconductor. Cuando la corriente pasa a
través de un chip semiconductor y el flujo magnético cruza al chip en ángulo recto se desarrolla
un voltaje a través del chip, en ángulo recto a la corriente de entrada. Si mantenemos estable
la corriente de entrada y variamos el campo magnético, el voltaje de salida cambiará en
proporción con la intensidad del campo magnético.
Un típico interruptor de efecto HALL en un distribuidor, tiene un elemento HALL, un imán
permanente y un anillo de hojas metálicas, u obturadores, semejantes a una rueda de disparo.
Las hojas pueden colgar hacia abajo del rotor, como en los distribuidores Bosch y Chrysler. O
bien, pueden estar en un anillo separado sobre el eje como los distribuidores Ford y los GM
Cuando una hoja del acelerador entra al espacio de aire entre el imán y el elemento
HALL, crea una derivación magnética que cambia la intensidad del campo que a través del
elemento HALL. Esto hace que cambie el voltaje de salida del elemento HALL, lo cual cambia
la desviación del transistor de impulsión de ignición, exactamente como lo hace la señal de un
generador de pulsos magnéticos Si una corriente eléctrica fluye por una lámina conductora
rectangular de espesor d y si dicho conductor se sitúa en el seno de un campo magnético B
aplicado fuera del plano de la lámina, la fuerza de Lorentz actúa sobre los portadores de carga
del conductor, donde v es la velocidad que deriva de los portadores de carga y q el valor de su
carga.
Esta fuerza hace que los portadores de carga se acumulen en la región superior o
inferior del conductor (de acuerdo con el sentido de la corriente y del campo aplicado), de tal

UCSM CFB 21
forma que aparece un voltaje (el llamado voltaje Hall, UH) entre dos puntos situados a un lado y
a otro de la lámina:
RH es el coeficiente Hall.
Fig. 1.31 Esquema del efecto Hall
El tipo de portador de carga
dominante se puede deducir del signo
del coeficiente Hall: un signo negativo
implica portadores con carga negativa
(―efecto Hall normal‖), y un signo positivo, portadores con carga positiva (―efecto Hall
anómalo‖). En metales pueden existir ambos tipos de portadores, negativos en forma de
electrones y portadores positivos en forma de huecos. El factor decisivo para que se detecte un
voltaje Hall es la diferencia en movilidad de los portadores de carga: un voltaje Hall puede
aparecer sólo si los portadores de carga positivos y negativos tienen movilidades diferentes.
En este sistema de encendido, el generador de impulsos basa su funcionamiento en el
llamado efecto Hall, mediante el cual, cuando los electrones se desplazan a través de un
conductor, que a su vez es atravesado por las líneas de fuerza de un campo magnético, estos
electrones son desviados perpendicularmente a la dirección de la corriente eléctrica y
perpendicularmente también en la dirección del campo magnético. De esta manera, siendo Iv
la dirección de la corriente y B la del flujo, en A1 se origina un exceso de electrones y en A2
una falta de los mismos, es decir, entre A1 y A2 aparece una diferencia de potencial eléctrico,
llamada tensión Hall. Este efecto adquiere una dimensión especial cuando el material
interpuesto en el campo magnético es un semiconductor.
Al exponer la capa a la acción del campo magnético
B, perpendicular a la línea de unión de las placas de
contacto situadas en los extremos A1 y A2, se origina la
tensión Uh entre estas superficies de contacto o tensión
Hall. Manteniéndose constante la intensidad de la
corriente Iv, la tensión Uh depende solamente del campo
magnético B, cuyas variaciones periódicas en el ritmo de
encendido pueden lograse con facilidad, consiguiendo con
ello una variación de la tensión Hal en el ritmo de
encendido, que será empleada en el gobierno del
transistor de conmutación, con el que se logran los cortes
de la corriente primaria en la bobina de encendido.
Fig. 1.32 Esquema de la utilización del efecto hall para generar una señal
Tanto las superficies conductoras situadas en los extremos A1 y A2, como la capa de
semiconductor permanecen fijas, sin someterse a movimiento alguno. El campo magnético es
creado por unos imanes permanentes, situados lateralmente sobre la capa del semiconductor.
Puede cortarse este campo magnético mediante una pantalla apropiada, de manera que en
algunos momentos, la capa de semiconductor no esté sometida a él.
GENERADOR DE SEÑALES
El generador de señales conecta los transistores del encendedor para interrumpir la
corriente primaria de la bobina de encendido a la distribución de encendido correcta. Es una
clase de generador de corriente alterna.
El generador de señales consta de imanes permanentes que magnetizan la bobina
captadora, la bobina captadora para generación de CA e y el rotor de señales que induce una
A
V
d
U
H
B

UCSM CFB 22
tensión de CA en la bobina captadora de acuerdo con la distribución de encendido. El rotor de
señales tiene tantos dientes como cilindros tiene el motor.
ENCENDEDOR
El encendedor consta de un detector, que detecta la FEM generada por el generador de
señales, un amplificador de señales de FEM y un transistor de potencia para la interrupción
precisa de corriente primaria de la bobina de encendido de acuerdo con la señal del
amplificador.
En el encendedor se instala también el control del ángulo DWELL para corregir la señal
primaria de acuerdo con los aumentos de la velocidad del motor.
Algunos tipos de encendedores tienen también un circuito limitador de corriente para el
control de la corriente primaria máxima.
SISTEMA DE ENCENDIDO SIN DISTRIBUIDOR DIS (Distributorless Ignition System) ó
(Direct Ignition System)
Un buen sistema de encendido tiene que asegurar:
Un óptimo rendimiento del motor.
Un menor consumo de combustible.
Una menor emisión de gases contaminantes.
Para conseguir estos requisitos se han ido perfeccionando los
sistemas empleados, adquiriendo la
electrónica cada vez mayor protagonismo.
Un nuevo paso de la electrónica sobre los
sistemas mecánicos empleados en el
encendido es la sustitución del distribuidor
por los sistemas denominados estáticos o
DIS.
Fig. 1.33 Sistema de encendido sin
distribuidor
Estos sistemas de encendido no
necesitan un distribuidor para que la
chispa se canalice hacia la bujía
adecuada. Cada bujía se alimenta a través
de una bobina independiente aunque
normalmente dos bujías comparten la
misma bobina. Antes se usaban cables,
luego se integró bobina-bujía.
La alimentación de las bobinas sigue
estando confiada a la central electrónica
de gestión del motor. A las habituales
funciones de regulación del avance de
encendido y tiempo de cebado se une la
de selección de la bobina adecuada para
que el salto de la chispa se produzca en el
cilindro que está en compresión.
Fig. 1.34 Vista del sistema de encendido sin distribuidor

UCSM CFB 23
Componentes
El sistema de encendido DIS para un motor de cuatro cilindros está formado por dos
bobinas dobles que suelen estar agrupadas en una misma carcasa y son alimentadas por una
etapa de potencia doble (una para cada bobina).
En los motores de seis cilindros se utilizan tres bobinas dobles. En motores con número
impar de cilindros se emplean bobinas independientes (una por bujía).
Funcionamiento
La disposición de los pistones en un motor de cuatro cilindros se realiza por parejas. De
esta forma los pistones 1 y 4 se desplazan a la par y con un desfase de 180º con los pistones 2
y 3. Cada bobina doble se conecta a dos bujías. Una bobina doble corresponde con los
cilindros uno y cuatro. La otra bobina doble corresponde a los cilindros dos y tres.
Cuando una bobina origina la alta tensión, la chispa salta en las dos bujías a la vez. Una
chispa se utiliza para inflamar la mezcla en el cilindro que se encuentra en compresión,
mientras que la otra chispa salta en el otro cilindro al finalizar la carrera de escape y empezar la
de admisión.
Este funcionamiento origina una chispa principal y otra secundaria. La chispa principal
tiene un alto valor de tensión al tener que producirse el arco eléctrico cuando la presión en la
cámara de combustión es alta. La chispa secundaria tiene un valor de tensión menor porque
necesita menos energía acumulada para que salte la chispa en una cámara de combustión con
poca presión. La chispa secundaria no produce combustión porque la mezcla que ha entrado al
cilindro es reducida y su temperatura baja al no haberse realizado la compresión.
Esta situación se produce a la inversa cuando el cigüeñal gire 360º. Entonces el cilindro
que está en compresión pasará a estar en escape, y el cilindro que está en escape pasará a
estar en compresión. La chispa principal y la secundaria se intercambiarán de cilindro.
En la otra pareja de cilindros la situación se repite. A los 360º de giro de cigüeñal se
produce una chispa en cada bobina. Produciéndose un salto de chispa cada 180º, al estar
desfasadas las dos bobinas media vuelta de giro del cigüeñal.
Salto de la chispa
Las conexiones internas de una bobina DIS cambian con respecto a las bobinas
convencionales. El primario se sigue conectando entre el positivo directo de contacto y el
negativo controlado a través de la centralita electrónica de gestión del motor. Los extremos del
secundario se conectan a los electrodos positivos de cada bujía.
En los extremos de la bobina se genera una alta tensión con un polo positivo y otro
negativo. La corriente eléctrica sale del polo positivo y llega hasta el electrodo de la primera
bujía, pero no salta la chispa porque el circuito no está cerrado. En el otro extremo de la
bobina, la tensión tiene un alto valor negativo que llega hasta el electrodo positivo de la otra
bujía. Es entonces cuando la alta tensión positiva de la primera bujía hace saltar un arco
eléctrico entre el electrodo positivo y el negativo. La corriente eléctrica discurre a través de la
culata y llega hasta el electrodo negativo de la otra bujía. Entonces se produce un arco eléctrico
entre el electrodo negativo al positivo y así se cierra el circuito con el otro extremo de la bobina.
En una bujía el salto de la chispa siempre se produce del electrodo positivo al negativo,
pero en la otra bujía el arco eléctrico se produce del electrodo negativo al positivo. Esto sucede
en las dos parejas de bujías.

UCSM CFB 24
1.4.3 SISTEMA DE ENCENDIDO ELECTRÓNICO
CONJUNTO DE ENCENDIDO INTEGRADO (IIA)
IIA significa ―Conjunto de encendido integrado”.
En el IIA están incorporados el encendedor y la bobina de encendido, los cuales se
encuentran separados en otros distribuidores.
El IIA tiene las siguientes características:
Es pequeño y liviano.
No hay problemas con la rotura de conexiones, es de alta fiabilidad.
Es altamente resistente al agua.
No es afectado fácilmente por las condiciones ambientales.
ESA
Esa significa avance de la chispa electrónica. En este sistema los valores de la
distribución de encendido óptimos son almacenados en la computadora de control para cada
condición del motor. Este sistema capta las condiciones del motor: velocidad, temperatura, etc;
está basado en señales provenientes de cada uno de los sensores del motor, para luego
seleccionar la distribución de encendido óptimo para las condiciones comunes, enviando
señales de corte de corriente primaria al encendedor para controlar la distribución de
encendido.
Con este sistema, se realiza un control más preciso basado en las condiciones del motor,
el cual no se podrá obtener con ningún sistema ESA, el cual solo se podría controlar con la
velocidad del motor y vacío del múltiple en forma lineal usando un avanzador de vacío o
avanzador del regulador construido en el distribuidor.
Debido al uso del sistema de avance de chispa electrónico, la bobina captadora ha sido
incorporada en el distribuidor, el cual genera señales de velocidad del motor y un ángulo de
giro referente a la señal de posición. El controlador de vacío y el mecanismo del regulador han
sido eliminados.
Fig. 1.35 Esquema de funcionamiento de ESA

UCSM CFB 25
Fig. 1.36 Esquema de funcionamiento de un sistema electrónico de encendido
Cuestionario de complementación:
1.- Averigüe el principio de funcionamiento de los principales elementos electrónicos usados
2.- Cómo se prueba el estado de una batería, y qué tipos de batería hay actualmente?
3.- Cómo era la regulación de carga del alternador (relé), y cómo es actualmente?
4.- Forma grupo con tus compañeros y averigüen los últimos avances en sistemas eléctricos y
encendido de MCI a gasolina.
5.- ¿Qué es una pila, celda o célula de combustible?, compare con una batería.
Velocidad del motor
Carga del motor
Motor, temperatura, etc
Computadora
Distribución
de Encendido
Óptima

UCSM CFB 26
CAPITULO II
SISTEMAS DE INYECCIÓN ELECTRÓNICA DE COMBUSTIBLE PARA MOTORES A
GASOLINA
INTRODUCCIÓN:
Actualmente los motores de inyección de combustible se clasifican según los siguientes
indicios:
- Según la zona de suministro de combustible:
* Inyección Central o Monopunto
* Inyección de puertos múltiples o multipunto
- Según el método de suministro de combustible:
* Inyección Continúa
* Inyección Intermitente
* Por tiempo
- Según el método de control de suministro de combustible:
* Inyección Mecánica
* Inyección Hidráulica
* Inyección Electrónica
- Según el método de regulación del caudal del aire:
* Másico
* Volumétrico
- Según el método de introducción del combustible:
* Inyección Directa
* Inyección Indirecta
En el caso de la Inyección Multipunto la composición de combustible según los cilindros
difiere en 4 - 6 % , mientras que en el caso de los carburadores esa diferencia es del orden del
12 a 17 %. A parte de eso la magnitud más elevada del coeficiente de llenado nos está
permitiendo obtener la mayor potencia referida a 1 litro de cilindrada.
El mejor barrido y mayor regularidad de la composición de la mezcla según los cilindros,
conduce a la reducción de la temperatura de las paredes del cilindro, del fondo del pistón y de
las válvulas de escape, lo que en su lugar disminuye el número de octanos requerido en la
gasolina en 2 a 3 unidades. Los motores con sistemas de inyección de gasolina se fabrican en
Alemania, Japón, Francia, Italia.
Los sistemas más conocidos en el mercado son los sistemas de inyección de las
compañías: Bosch , Siemens , General Motor y de las compañías Japonesas, Mitsubishi ,
Nissan , Honda , Toyota y Mazda.
2.1 CARACTERÍSTICAS DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA
Los motores de combustión interna sufren un proceso de transformación de una
mezcla de aire y combustible energía química en energía mecánica la cual es
aprovechada de acuerdo a determinadas características que tiene el motor y condiciones que

UCSM CFB 27
vamos a detallar y comparar mas adelante en nuestro estudio sobre motores de combustión
interna.
PREPARACIÓN DE LA MEZCLA:
Para el funcionamiento de un motor de gasolina se requiere la aportación de una mezcla
de aire-combustible en una proporción determinada. La proporción aire-combustible necesaria
teóricamente es de 14.7 a 1. Esta proporción deberá corregirse en función del estado de
servicios del motor.
El consumo específico de combustible de un motor de gasolina depende esencialmente
de la composición de la mezcla aire-combustible. Para una combustión completa que redujese
al mínimo el consumo de combustible, sería necesario un valor de exceso de aire que no es
posible alcanzar por razones de inflamabilidad y de tiempo. En los motores actuales, el
consumo es mínimo para una relación aire-combustible de aproximadamente 15 kg. de aire por
1 kg. de combustible. Dicho de un modo más sencillo: para la combustión de 1 litro de gasolina
se necesitan aproximadamente 10,000 litros de aire. El valor químico mínimo para la
combustión completa, también denominado relación estequiométrica, es de 14.7 : 1. Como los
motores del automóvil funcionan la mayor parte del tiempo a carga parcial, están construidos
para que consuman poco precisamente dentro de ese margen. Para los otros estados de
servicio, como ralentí y plena carga, es más favorable una mezcla más rica en combustible. El
sistema de preparación de la mezcla debe ser capaz de satisfacer estas exigencias variables.
2.1.1.COEFICIENTE DE EXCESO DE AIRE
Para caracterizar en qué medida difiere la mezcla real aire-combustible del valor
teórico necesario (14.7:1), se ha elegido el coeficiente de exceso aire (Lambda) :
Volumen de aire aspirado
= ------------------------------
Volumen de aire teóricamente necesario
Si = 1, el volumen de aire aspirado corresponde al valor teóricamente necesario.
Si < 1 hay déficit de aire o mezcla rica , aumento de la potencia a:
Para = 0,85 ... 0,95 característico de los motores a gasolina
Si > 1 hay exceso de aire o mezcla pobre, en el margen = 1,05 ... 1,2; menor
consumo de combustible y menor potencia (Regulación económica)
Si > 1,3 la mezcla ya no es inflamable, se ha sobrepasado el límite de funcionamiento.
Los motores de gasolina alcanzan su máxima potencia con un déficit de aire
comprendido entre el 5 y el 15% ( = 0,95 ...0,85), el consumo de combustible con un exceso
de aire de hasta el 20% aproximadamente ( = 1,1 ... 1,2), el ralentí perfecto a
aproximadamente ( = 1 y buena capacidad de respuesta *) con un déficit de aire de 15 ...
25% ( = 0,85 ... 0,75).

UCSM CFB 28
Figura 2.1.- Curva de (a) Torque (b) Potencia y consumo de combustible
La figura 2.1 muestran la correlación entre la potencia y el consumo específico de
combustible así como la emisión de elementos contaminantes en función del coeficiente
de aire. Asimismo permiten apreciar que no existe un coeficiente de aire ideal, con el
que todos los factores presentan el valor más favorable. En la práctica, coeficientes de
aire de = 0.9 ... 1.1 han demostrado ser los más adecuados. Sin embargo, si se desea
mantener el coeficiente de aire dentro de unos márgenes estrechos, es preciso determinar
con exactitud el caudal de aire aspirado y dosificar el combustible en cantidades
exactamente definidas
Figura 2.2.- Curva de gases CO, CH, y NOx vs ideal
2 1.2.SISTEMAS DE PREPARACIÓN DE LA MEZCLA:
Los sistemas de preparación de la mezcla, tanto con carburadores como con equipos
de inyección, tienen por misión producir la mezcla de aire y combustible mas adecuada para
cada estado de servicio del motor.
En los motores de gasolina, la mezcla se prepara utilizando un carburador o un equipo
de inyección. Hasta ahora, el carburador era el medio más usual de preparación de mezcla.
Desde hace algunos años, sin embargo, aumenta la tendencia a preparar la mezcla por
inyección en el colector de admisión. Esta tendencia se explica por las ventajas que supone la
inyección de combustible en relación con las exigencias de mayor economía de consumo,
potencia y comportamiento de marcha, así como la limitación de elementos
contaminantes en los gases de escape. Las razones de estas ventajas residen en el
hecho de que la inyección en el colector de admisión permite una dosificación muy
precisa del combustible en función de los estados de marcha y de carga del motor, teniendo
asimismo en cuenta las influencias sobre el medio ambiente. La composición de la

UCSM CFB 29
mezcla se controla pues de tal forma que el contenido de elementos contaminantes en los
gases de escape sea mínimo. Además, asignando una válvula de inyección a cada
cilindro, se consigue una mejor distribución de la mezcla. La supresión del carburador
permite dar a los conductos de admisión una forma que permita la formación de corrientes
más favorables. Así se consigue un mejor llenado de los cilindros, lo que a su vez favorece el
par motor.
A. Sistema de inyección mecánico:
Entre los sistemas de inyección mecánicos, el K-Jetronic es hoy en día el más
extendido. Este sistema trabaja sin accionamiento e inyecta el combustible de forma
continúa.
B. Sistema de inyección electrónicos:
Los sistemas conocidos de inyección por mando electrónico son el L-Jetronic
Las válvulas de inyección electromagnéticas inyectan el combustible intermitentemente,
bajo control electrónico, en los tubos de admisión.
2.1.3. VENTAJAS DE LA INYECCIÓN:
Consumo reducido.
Con los carburadores, en los tubos de admisión se originan procesos que producen
mezclas desiguales de aire-combustible para los diferentes cilindros. La necesidad de formar
una mezcla que alimente suficientemente incluso al cilindro mas desfavorecido, obliga, en
general, a dosificar una cantidad de combustible demasiado elevada. Además, el modificarse
el estado de carga, el combustible se precipita sobre las paredes del colector de admisión
formando una película, que luego se degrada de nuevo. Las consecuencias son un consumo
excesivo y una carga desigual de los cilindros. En los sistemas K- y L-Jetronic, cada
cilindro tiene asignada una válvula de inyección. Estas válvulas son mandadas desde una
unidad central, con lo que se asegura que cada cilindro reciba, en el momento oportuno y
en cualquier estado de carga la misma cantidad de combustible, exactamente dosificada, ni
más ni menos de lo necesario.
Mayor potencia.
La utilización de los sistemas Jetronic permite optimizar la forma de los conductos de
admisión, y el aumento del par motor debido al mejor llenado de los cilindros. El
resultado se traduce en una mayor potencia específica y una evolución favorable del par
motor ( fig. 2.3).
Figura 2.3.- Curvas de Potencia y Par motor
Aceleraciones sin Retardo.
Los sistemas Jetronic se adaptan a las condiciones variables de carga casi sin
ninguna demora, ya que las válvulas de inyección inyectan la cantidad necesaria de
combustible directamente delante de las válvulas de admisión.

UCSM CFB 30
Gases de Escape Menos contaminantes.
La concentración de los elementos contaminantes en los gases de escape depende
directamente de la proporción aire-combustible.
Para reducir la emisión de elementos contaminantes es necesario preparar una
mezcla capaz de mantener una determinada proporción de aire-combustible. Los sistemas
K- y L-Jetronic funcionan con tal precisión que permiten observar estrictamente la exactitud
necesaria para la formación de la mezcla y así cumplir las disposiciones legales en
materia de gases de escape ( fig. 2.4).
Figura 2.4.- Comparación de consumo de combustible de un vehículo
carburado y uno inyectado
Arranque en frío y fase de calentamiento mejorados
Mediante la exacta dosificación del combustible en función de la temperatura del
motor y del régimen de arranque, se consiguen tiempos de arranque más breves y una
aceleración más rápida y segura desde el ralentí. En la fase de calentamiento se realizan
los ajustes necesarios para una marcha redonda del motor y una buena admisión de gas sin
tirones, ambas con un consumo mínimo de combustible, lo que se consigue mediante la
adaptación exacta del caudal de éste.
Los sistemas de inyección de gasolina aseguran la preparación óptima de la
mezcla aire-combustible. No obstante, esto es sólo la preparación para el proceso de
combustión. Para mejorar el proceso completo es necesario, también adaptar óptimamente el
momento de encendido a las condiciones de servicio. Como el control de la inyección de
gasolina exige registrar una serie de datos de servicio para que los procese la unidad de
control, resulta evidente la conveniencia de incorporar el encendido dentro del sistema de
control

UCSM CFB 31
Figura 2.5.- Diferentes consumos a regímenes variados
MOMENTO DE ENCENDIDO Y COMBUSTIÓN DE LA MEZCLA.
El momento de encendido influye sobre la potencia del motor y el consumo de
combustible. A medida que aumenta el régimen del motor, es necesario adelantar ese
momento (avance).
Desde el instante de la inflamación de la mezcla aire-combustible hasta su combustión
completa transcurren por término medio 2 milisegundos aproximadamente. La chispa de
encendido debe saltar pues con la suficiente antelación para que la presión de combustión
alcance su valor máximo poco después del punto muerto superior (PMS) del cigüeñal. Si la
chispa salta demasiado pronto, el cilindro es frenado bruscamente en su subida. Si por el
contrario la chispa salta demasiado tarde, la combustión empieza cuando el pistón ya ha
empezado a descender. En ambos casos, la potencia del motor en relación a la cantidad de
combustible consumida es pequeña y el riesgo de sobrecalentamiento de los componentes
del motor en la cámara de combustión es demasiado grande. El momento del encendido
está calculado de forma que permita conseguir la máxima potencia y el servicio más
rentable que sean posibles.
En general, el momento de encendido se expresa relacionándolo con el punto
muerto superior (PMS) y se indica como el valor en grados del ángulo del cigüeñal antes del
PMS. Este ángulo recibe el nombre de ángulo de encendido. Si se desplaza el momento del
encendido en dirección al PMS, se habla de retardo y si el desplazamiento es en
dirección contraria, de avance.
A igualdad de composición de la mezcla, el intervalo entre inflamación y combustión
apenas varía. Si el momento de encendido se ajustara a un ángulo determinado antes del
PMS, el momento de combustión se desplazaría cada vez más en el sentido del ciclo de
trabajo a medida que aumentase el régimen, debido a que el cigüeñal gira cada vez con más
rapidez entre encendido y combustión. Si se desea que la presión de combustión alcance
siempre su máximo valor en idéntica posición del pistón, es decir algunos grados después
del PMS, el momento de encendido debe estar coordinado de tal forma que al aumentar el
régimen se vaya desplazando cada vez más en dirección del avance. Pero no es sólo el
régimen lo que determina el momento de inflamación más favorable, sino que también

UCSM CFB 32
juegan un papel muy importante el tipo de construcción del motor, la carga de este y el
combustible. También influyen sobre el momento del encendido la forma y el tamaño de la
cámara de combustión, la compresión y circulación de la mezcla. Por ejemplo, si el motor no
funciona a plena carga sino a carga parcial, la mezcla que llega a la cámara de combustión es
menos inflamable y la combustión se realiza con mayor lentitud, por lo que debe inflamarse
antes.
MOMENTO DE ENCENDIDO Y TENDENCIA A LAS DETONACIONES
La elevada compresión de la mezcla que se alcanza hoy en día en los motores de
gasolina, supone un riesgo de detonación considerablemente mayor que con los valores
utilizados anteriormente. Se distinguen dos tipos de detonaciones, las que se producen
al acelerar a bajo régimen y con carga elevada ( acústicamente perceptibles como "picado"),
así como las detonaciones a regímenes altos y a plena carga ( imperceptibles ). Las
detonaciones a regímenes altos son muy críticas para el motor.
Las detonaciones del motor se originan por la brusca combustión de partes de mezcla
que todavía no ha sido alcanzada por el frente de llamas que emana de la chispa de
encendido. En este caso, el momento de encendido se encuentra demasiado desplazado
hacia el avance. El funcionamiento detonante origina, en la cámara de combustión, un
aumento de temperatura capaz de producir autoencendido, y además provoca un enorme
aumento de la presión.
Esta combustión brusca engendra ondas de presión que se superponen a la evolución
normal de la presión.
Los ruidos del motor no permiten oír
las detonaciones cuando este gira a alto
régimen. Por ello , las detonaciones
audibles no facilitan una imagen completa
del comportamiento detonante. Este puede,
sin embargo, medirse exactamente por
medios electrónicos. Las detonaciones
continuadas causan graves daños al motor (
destrucción de la junta de culata, daños en
los cojinetes, agujeros en los pistones) así
como a las bujías ( fig. 2.6).
Figura 2.6.- Diagrama abierto P-φ de
Presiones en la cámara de Combustión
La tendencia de detonar depende, entre
otras cosas, del tipo de construcción del
motor (p.j. de la forma de la cámara de
combustión, del grado de uniformidad de la
mezcla aire-combustible, de que los canales de admisión favorezcan o no una buena
circulación) y del combustible. La gasolina es una mezcla de hidrocarburos de estructura
química variada.
El margen de ebullición se encuentra entre aproximadamente 30º y 215ºC. Para mejorar sus
propiedades se le añaden alquilos de plomo y otros aditivos. Últimamente es muy frecuente
añadir compuestos oxigenados como alcoholes y éteres en pequeños porcentajes. En la
República Federal de Alemania los alquilos de plomo están permitidos hasta un máximo de
0.15 g. de plomo por litro. La resistencia de las gasolinas a la detonación viene
caracterizada por el índice de octano. Cuanto mayor es este índice, mayor es el poder
antidetonante de la gasolina. En la República Federal de Alemania, la gasolina normal tiene
un índice de octano de por lo menos 91, y la gasolina super de 97.4 como mínimo. Los
fabricantes de vehículos prescriben para cada tipo de motor el índice de octano mínimo que

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debe tener la gasolina para que no se produzcan detonaciones.
MOMENTO DE ENCENDIDO Y COMPOSICIÓN DE LOS GASES DE ESCAPE.
El momento de encendido ofrece asimismo la posibilidad de influir en la composición de
los gases de escape.
La figura 2.7 ilustra con un ejemplo la relación existente entre la emisión de
elementos contaminantes, el coeficiente de aire y el momento de encendido.
Figura 2.7.- Diagramas de emisiones de gases
El consumo específico de combustible disminuye al principio a medida que aumenta
el coeficiente de aire, volviendo a subir de = 1,1 ... 1,2 . El ángulo de avance óptimo,
es decir, el ángulo con el que el consumo específico de combustible es mínimo, aumenta a
medida que lo hace el coeficiente de aire. La relación entre el consumo específico y el
coeficiente de aire se explica, en el momento de encendido óptimo respectivo, por el
hecho de que la combustión es incompleta en el margen "rico", al ir aproximándose al
límite de funcionamiento aparecen combustiones arrastradas y fallos de combustión, lo que
provoca un mayor consumo específico. El aumento del ángulo de encendido óptimo al
aumentar el coeficiente de aire se explica porque el retraso de inflamación aumenta
cuando lo hace el coeficiente de aire, lo cual debe compensarse mediante un encendido cada
vez más avanzado.
De forma análoga se comporta la emisión de HC, cuyo valor mínimo se alcanza
asimismo a = 1,1. La subida en el margen "pobre" se produce al principio por el
enfriamiento de la pared de la cámara de combustión. A causa de este enfriamiento de la
pared se apaga la llama. En el margen extremadamente pobre se producen combustiones
arrastradas y fallos de encendido, los cuales van haciéndose más frecuentes a medida
que la proporción se va acercando al límite de funcionamiento. Un momento de encendido
ajustado hacia el avance provoca, por debajo = 1,2, un aumento de las emisiones de HC,
sin embargo desplaza más el límite de funcionamiento hacia el margen pobre. A causa de
ello, en el margen pobre y por encima de = 1,25 con momento de encendido avanzado, la
emisión de HC es inferior.

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La emisión de óxidos de nitrógeno (NOx), se comporta de forma totalmente distinta,
aumenta con la concentración de oxigeno (O2) y con la máxima temperatura de combustión,
de ahí la forma acampanada de la emisión de NOx: aumentó hasta = 1,05 en razón del
aumento de la concentración O2 y de la temperatura máxima, luego caída rápida en el
margen pobre debido al veloz descenso de la temperatura máxima que se produce al diluirse la
mezcla. Esto justifica asimismo la gran influencia que ejerce el momento del encendido. La
emisión de NOx, aumenta a medida que aumenta el avance del encendido.
Si se intenta satisfacer las prescripciones sobre gases de escape haciendo funcionar el
motor en el margen de coeficientes de aire 1,2 hasta 1,4, entonces el sistema de avance
de encendido se ve sometido a exigencias considerablemente mayores. Aparte del
régimen y de la carga del motor, el momento de encendido debería ajustarse también en
función de la temperatura del aire aspirado, de la temperatura del refrigerante, de la
temperatura de los gases de escape y de la posición de la mariposa, para así optimizar
completamente la inflamación de la mezcla aire-combustible en todos los estados de servicio
del motor.
DISPOSITIVO DE AVANCE DEL ENCENDIDO.
Durante mucho tiempo el variador de avance mecánico constituyó la única posibilidad
de crear una curva de avance de encendido en función del régimen. Esta curva generada
mecánicamente, sólo podía tener, sin embargo una forma muy sencilla.
Los sistemas electrónicos de encendido permiten obtener curvas características muy
diversas pero, a pesar de las múltiples posibilidades de adaptación que ello implica, el
complejo procesamiento de los datos de servicio, incluida la variación del avance en función
de la carga, no ha sido posible sino hasta la aparición del control mediante campo
característico (mapa tridimensional). Es precisamente lo que se ha conseguido con el
Motronic ( fig. 2.8) .
Fig 2.8.- Mapa tridimensional del Motronic
2.2. INYECCIÓN ELECTRÓNICA DE COMBUSTIBLE
Los automóviles usan uno de los dos mecanismos para suministrar la mezcla aire-
combustible en relación correcta a los cilindros bajo todo rango de r.p.m.; un carburador o un
sistema E.F.I. (inyección electrónica de combustible).
¿Qué es el sistema Electonic Fuel Injection de los automóviles ?
Es un sistema que se encarga de llevar el combustible ( Fuel significa combustible) desde
el tanque del automóvil hasta los cilindros, donde la inyecta (injection significa inyectar).
Este sistema realiza la misma función que el sistema de combustible convencional,
compuesto por la bomba de gasolina y el carburador.

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Ambos mecanismos miden el volumen de aire de admisión el cual varía dependiendo
del ángulo de abertura de las válvulas obturadoras y las r.p.m. del motor, y ambos
cilindros de acuerdo con el volumen de aire de admisión.
Sin embargo en respuesta a las recientes demandas de emisiones de escape más
limpias, consumo de combustible mas económico, conducción mejorada, etc., el carburador
está equipado ahora con varios mecanismos de compensación, haciéndolo un sistema
más complejo . En lugar del carburador , por lo tanto , el sistema EFI asegura la relación
aire-combustible adecuada a el motor detectando electrónicamente las diversas condiciones
de manejo mediante sus componentes sensoriales mostrados en el diagrama siguiente ( fig.
2.9).
Figura 2.9.- Esquema de un sistema EFI
2.2.1. FUNCIONAMIENTO Y ESQUEMAS PRINCIPALES DEL SISTEMA EFI
¿Cómo funciona este sistema de inyección de combustible?
Este sistema es operado por una computadora, llamada Módulo de Control de
Potencia , la cual se encarga de calcular cuanto combustible necesita que se le inyecte al
motor, para que el motor responda como se le exige. El carburador dosifica la gasolina
de acuerdo a la corriente de aire que pasa por él, lo cual depende de la posición del
pedal del acelerador; en el sistema de inyección, ocurre lo siguiente: De acuerdo a
distintas señales que el Módulo de control recibe de varios sensores como : la posición del
acelerador, velocidad del vehículo, vacío en el múltiple de admisión y otras. El módulo,
calcula cual es la cantidad exacta de gasolina que el motor requiere para responder y
mediante los inyectores, inyecta exactamente la cantidad requerida ó torrente de aire que
entra al motor.

UCSM CFB 36
¿Por qué se usa el sistema de Inyección de combustible?
Por que es el único sistema de combustible que logra cumplir las normas de
prevención de la contaminación ambiental (americanas, euro,etc). Ya que el suministro de
gasolina es controlado y solo se utiliza el combustible necesario, este es un sistema que
produce menos contaminación que el sistema de carburador, además que cuando está
operando adecuadamente consume menos gasolina que el sistema convencional de
carburador. Este sistema es tan ventajoso que en U.S.A. muchas personas sustituyen el
sistema de carburador por el sistema de inyectores, debido al ahorro de combustible que se
puede lograr.
Mantenimiento preventivo del Sistema de Inyección de Combustible
Este sistema posee una serie de filtros, destinados a proteger a los inyectores, estos
filtros deben ser cambiados de acuerdo a la recomendación de su centro de servicio
especializado, en base a experiencias tenemos que: El filtro externo, debe ser cambiado de
10000 a 15000 Km. de acuerdo a la limpieza de la gasolina que se usa y al tamaño del
filtro del carro , El filtro interno del tanque de gasolina, debe ser cambiado cuando el
diagnostico así lo requiera, se ha observado que frecuentemente después de 100.000 Km.
Las mediciones indican que se requiere la limpieza y/o cambio de este filtro El micro filtro
de los inyectores, se debe reemplazar cuando se tape y cause que el inyector falle
Un sistema de filtrado en mal estado puede ocasionar problemas que van desde,
aumento en el consumo de gasolina hasta dañar la bomba de gasolina entre otros.
El sistema de control electrónico no requiere de mantenimiento preventivo y posee
un sistema de auto diagnostico que le permite reconocer fallas de sus componentes y
reportarlas, logrando un diagnostico confiable si se tienen las herramientas electrónicas
adecuadas , como lo son los scanners, los multímetros y los osciloscopios.
Los inyectores requieren de una limpieza periódica para desprender las gomas o
compuestos químicos, presentes en la gasolina que se comercializa en nuestro país,
también es válido el uso de aditivos, siempre que estos no sean tan abrasivos que dañen
al inyector o, el uso regular de gasolina autolimpiante (solo en estaciones PDV). Debido al
diseño algunos inyectores son menos sensibles al sucio que se les forma por lo que los
períodos de limpieza recomendados oscilan entre los 25.000 y 60.000 Km.
2.2.2 DESCRIPCIÓN BÁSICA DE LOS SISTEMAS DE INYECCIÓN
SISTEMA MOTRONIC
El Motronic reúne los sistemas de inyección y encendido para el gobierno del motor.
Así, se consigue optimizar conjuntamente la dosificación de combustible y el encendido.
También, es posible incluir en forma óptima otras funciones electrónicas. Gracias al
procesamiento digital de datos y la aplicación de microprocesadores es posible transformar un
gran número de datos de servicio en datos de inyección y encendido controlados por campo de
características El monotronic tiene los siguintes elementos: (ver fig. 2.10)
1 • Electrobomba de combustible
2 • Filtro de combustible
3 • Regulador de presión de combustible
4 • Válvula de inyección
5 • Medidor de caudal de aire
6 • Sonda térmica del motor
7 • Actuador de giro de ralentí
8 • Interruptor de mariposa
9 • Transmisor de número de revoluciones y marca de referencia
10 • Sonda Lambda
11 • Unidad de mando
12 • Distribuidor de alta tensión

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(a)
(b)
©
Fig. 2.10 SISTEMA MOTRONIC: a) esquema, b y c) fotos
SISTEMA K-JETRONIC
El K-Jetronic es un sistema de funcionamiento mecánico, en el cual se dosifica en forma
continua el combustible según el caudal de aire aspirado por el motor. El K-Jetronic se ha
aplicado desde 1973 hasta 1995 en el equipamiento original de vehículos de serie.
Desde entonces, el K-Jetronic se ha tenido en cuenta para el mantenimiento y la reparación.

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Fig. 2.11 Esquema del K-Jetronic
1 • Electrobomba de combustible 6 • Electroválvula de arranque
2 • Acumulador de combustible 7 • Distribuidor dosificador de combustible
3 • Filtro de combustible 8 • Medidor de caudal de aire
4 • Regulador de calentamiento 9 • Interruptor térmico de tiempo
5 • Válvula de inyección 10 • Válvula de aire adicional
Fig. 2.12 El K-Jetronic: Principio de funcionamiento
EL SISTEMA KE-JETRONIC
El KE-Jetronic es un sistema de inyección mecánico-electrónico que se basa en el K-Jetronic.
Un sistema electrónico adicional registra un sinnúmero de magnitudes de medición en el motor
y posibilita así la optimización del consumo de combustible a la calidad de los gases de escape,
los elementos principales se ven en la fig. 2.13 cuyos elementos principales son:

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Fig. 2.13 Fig. KE-Jetronic : Principio de funcionamiento
1 • Electrobomba de combustible
2 • Acumulador de combustible
3 • Filtro de combustible
4 • Regulador de presión de sistema
5 • Válvula de inyección
6 • Válvula de arranque en frío
7 • Distribuidor dosificador de combustible
8 • Medidor de caudal de aire
9 • Interruptor térmico de tiempo
10 • Válvula de aire adicional
11 • Sonda térmica del motor
12 • Interruptor de mariposa
13 • Sonda Lambda

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(a) (b)
(c)
Fig. 2.14 Fotos del KE-Jetronic
SISTEMA L-JETRONIC
EFI – L (Luft) y EFI – D (Druck)
Hay básicamente dos tipos de EFI que se diferencian de acuerdo al método usado para
detectar el volumen del aire de admisión al motor. Uno es EFI – L y el otro es EFI – D.
EFI – L
Usa un medidor de flujo de aire para detectar el volumen de aire directamente.
El L-Jetronic es un sistema de inyección controlado electrónicamente con medición de caudal
de aire según el principio de aleta sonda e inyección de combustible controlada electro-
magnéticamente en el tubo de aspiración. A través de un sinnúmero de sensores se registran
todas las modificaciones originadas por el motor y se procesan en la unidad de mando.

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Fig. 2.15 Esquema del sistema L-Jetronic
1 • Electrobomba de combustible 6 • Interruptor térmico de tiempo
2 • Filtro de combustible 7 • Válvula de aire adicional
3 • Regulador de presión de combustible 8 • Interruptor de mariposa
4 • Válvula de inyección 9 • Sonda Lambda
5 • Medidor de caudal de aire 10 • Unidad de mando
Fig. 2.17 Fig. 2.16 Fotos y esquema del sistema L-Jetronic

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SISTEMA LH-JETRONIC
El LH-Jetronic es muy similar al L-Jetronic. La diferencia radica en el registro del caudal de aire
aspirado por el motor, el cual tiene lugar en este caso por medio del medidor de masa de aire
de hilo caliente. Este mide la masa de aire aspirada por el motor.
Como consecuencia, el resultado de medición es independiente de la temperatura y la presión.
Fig. 2.17 El sistema El LH-Jetronic
1 • Electrobomba de combustible 2 • Filtro de combustible
3 • Regulador de presión de combustible 4 • Válvula de inyección
5 • Medidor de masa de aire de hilo caliente 6 • Sonda térmica del motor
7 • Actuador de giro de ralentí 8 • Interruptor de mariposa
9 • Sonda Lambda
Fig. 2.18 Foto con principales elementos
2.2.3 RESUMEN DE ESQUEMAS PRINCIPALES DE EFI:
El sistema EFI puede ser dividido en tres tipos principales, de acuerdo al método usado
en percibir el volumen de aire de admisión, veamos los esquemas de Toyota:
1. D-EFI : CONTROL DE VELOCIDAD POR DENSIDAD.
Este sistema mide el vacío del colector de admisión y percibe el volumen de aire por
medio de su densidad. El sistema D-EFI es conocido normalmente como D-Jetronic, lo cual es
una marca comercial de Bosch. Es una palabra combinada del alemán DRUCK ( presión ) y
Jetronic palabra adoptada por Bosch significando inyección ( Fig.2.19 ). Para Toyota

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(TECCS), significa: Sistema de control computarizado de Toyota
Figura 2.19.- Sistema D – EFI
2. L-EFI : CONTROL POR FLUJO DE AIRE.
Este sistema percibe directamente la cantidad de aire fluyendo en el colector de
admisión por medio de un medidor de flujo de aire. Este método es mejor que el D-EFI y, como
resultado, hay más precisión en el control de la mezcla aire-combustible. L-EFI es
normalmente conocido como L-Jetronic, la "L" viene del alemán LUFT (aire) fig.2.20.

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Figura 2.20.- Sistema L – EFI
3. K-EFI : CONTROL POR FLUJO DE MASA.
Este sistema es una forma de control por flujo de masa, pero a diferencia del L-EFI, el
control de la mezcla aire-combustible es hecho mecánicamente y hay una inyección de
combustible continúa ( fig. 2.21 ).

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Figura 2.21.- Sistema de Inyección K - EFI
Los componentes del sistema EFI incluyendo los mecanismos auxiliares, son divididos
de acuerdo a su función como sigue:
a. SISTEMA DE COMBUSTIBLE:
Este sistema está constituído por el tanque de combustible, bomba de combustible,
filtro, tuberías de reparto, regulador de presión, damper de pulsaciones, válvulas de
inyección, inyector de arranque en frío, y estos son utilizados para transmitir el combustible a
los diferentes elementos del sistema fig. 2.22.

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Figura 2.22.- Esquema del sistema de alimentación de Combustible
b. SISTEMA DE INDUCCION DE AIRE:
Este sistema está constituído por el filtro de aire, medidor de flujo de aire, obturador,
válvula de aire, EGR, PVC, estos componentes suministran una cantidad adecuada de aire
necesaria para la combustión.
Figura 2.23.- Esquema del sistema de Inducción de Aire
c. SISTEMA DE CONTROL ELECTRÓNICO:
Está comprendido por varios sensores tales como el medidor de flujo de aire, sensor de
temperatura de agua, sensor de posición del obturador y sensor de la temperatura de aire de
admisión, a través de ellos la computadora determina la duración de operación de las
válvulas de inyección.
Adicionalmente hay un relé principal el cual suministra energía a la computadora , un
interruptor de tiempo del inyector de arranque el cual controla la operación del inyector de
arranque en frío durante el arranque del motor, un relé de apertura del circuito el cual
controla la operación de la bomba de combustible y un resistor el cual estabiliza la operación
como se aprecia en la fig. 2.24.

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Figura 2.24.- Esquema de trabajo del sistema de control electrónico.
El sistema EFI puede ser identificado como mecanismo básico de inyección de
combustible y de corrección, como el mostrado en la fig. 2.24. en donde podemos apreciar el
esquema combinado de los tres subsistemas mencionados con sus respectivos componentes
y flujos de trabajo que nos permiten visualizar mas claramente el funcionamiento de estos
sistemas de inyección de Combustible controlados electrónicamente EFI .
En el mismo podemos apreciar la interrelación entre los subsistemas para tener como
meta final la combustión uniforme de la mezcla aire combustible en el interior del cilindro, que
es la meta que se persigue con este método de control de las funciones del motor para obtener
del mismo un mejor rendimiento, menos gases contaminantes y un operación bastante versátil
ante cualquier estado de carga que se requiriese del mismo.
MECANISMO BASICO DE INYECCIÓN.
El mecanismo básico de inyección mantiene una proporción óptima ( relación teórica )
de aire y de combustible en el cilindro. Para realizarlo , si hay un incremento en el volumen
de aire admitido, el volumen de inyección de combustible es aumentado
proporcionalmente o si hay una disminución en el volumen de aire, el volumen de inyección de
combustible es disminuido fig 2.25.

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Figura 2.25.- Esquema del Sistema EFI
Figura 2.26.- Esquema de Inyección básica

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A. FLUJO DE COMBUSTIBLE:
El combustible es traído desde el tanque de combustible por la bomba de combustible y
enviada bajo presión, a través del filtro y de esté a las válvulas de inyección y al inyector de
arranque en frío.
El regulador de presión controla la presión de la línea de combustible (alta presión). El
combustible excesivo retorna al tanque de combustible a través de la tubería de retorno.
El damper de pulsaciones actúa para absorber las ligeras fluctuaciones del combustible
debido a la inyección del combustible.
El inyector ejecuta la inyección del combustible en el colector de admisión de aire de
acuerdo con la señal de inyección calculada por la computadora.
El inyector de arranque en frío es provisto para mejorar el arranque en condiciones
desfavorables de temperaturas bajas o extremas mediante la inyección de combustible en la
cámara de admisión de aire cuando la temperatura del refrigerante es baja.
La disposición de los elementos del sistema EFI en lo referente al subsistema de
alimentación de combustible, se aprecia en el espacio del motor del coche y se ve en la fig.
2.27.
Figura 2.27.- Disposición de elementos del sistema de combustible dentro del vehículo
2.3. DESCRIPCIÓN DE ELEMENTOS BASICOS DEL SISTEMA EFI
A continuación veremos en detalle los elementos componentes del sistema EFI de
acuerdo a los subsistemas arriba mencionados: sistema de alimentación de combustible,
sistema de inducción de aire y sistema de control electrónico.
2.3.1. BOMBA DE COMBUSTIBLE:
La bomba de combustible succiona el combustible desde el tanque y lo envía a presión a
las válvulas de inyección y al inyector de arranque en frío. Cuando la armadura, la cual está
directamente conectada al rotor , gira , los rodillos se mueven por la fuerza centrifuga a lo
largo de la pared interior del espaciador de la bomba, causando un cambio en el área incluida
por estas tres partes y el combustible es succionado.
El combustible circula alrededor de la armadura dentro de la carcaza del motor y es
forzado dentro del tubo de descarga. En el tubo de descarga, el combustible obliga a abrir la
válvula de retención de presión residual, pasando por el silenciador y entonces es descargado
dentro de la línea de presión de combustible.
La bomba suministra más combustible de lo necesario para mantener la presión

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constante en el sistema de inyección en todos los regímenes de funcionamiento. La bomba de
combustible no presenta ningún riesgo de explosión, porque internamente no ocurre mezcla en
condiciones de combustión y por que se tiene exceso de combustible lo cual garantiza una no
combustión en su interior. Lo excedente retorna al tanque Fig. 2.28.
Figura 2.28.- Bomba de combustible del tipo rotor
A. SILENCIADOR:
Actúa para suprimir las pulsaciones y el ruido de la bomba por medio del movimiento del
diafragma.
B. VÁLVULA DE ALIVIO:
Cuando la presión alcanza 3,5 a 5 kg/cm2 (de 0,35 a 0,50 MPa) en el lado de
descarga, la válvula de alivio es forzada a abrir para conducir el combustible presurizado
hacia el lado de succión ( admisión ). El combustible recircula dentro del motor y la
bomba, así cualquier elemento o elevación en la presión es prevenida.
C. VÁLVULA DE RETENCION DE PRESION RESIDUAL:
Cuando el interruptor de ignición es desconectada y la bomba no opera, la válvula de
retención de presión residual se cierra por efecto de la contrapresión de la gasolina generando
así que la presión residual en la línea puede ser retenida para hacer más fácil el arranque del
motor.
D. FILTRO DE COMBUSTIBLE:
Es el que limpia todo el polvo y otras partículas extrañas del combustible y está
instalado en el lado de alta presión y es de carcaza metálica.
E. DAMPER DE PULSACIONES DE COMBUSTIBLE:

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