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escuela politécnica del ejército espe

1. Figura 1 6 Funci n de transferencia del sensor de temperatura NTC La Figura 1 7 representa la funci n de transferencia temperatura vs voltaje de ingreso a la ECU del sensor de temperatura del refrigerante Figura 1 7 Funci n de transferencia del sensor de temperatura 1 8 1 2 Sensor de la cremallera El sensor de la cremallera es el encargado de generar informaci n sobre la carga del motor para la ECU se trata de un transductor inductivo de reluctancia variable que nos entrega una se al acondicionada de voltaje continuo proporcional a la posici n de la cremallera accionado por el controlador de velocidad La figura 1 8 nos muestra la forma f sica del sensor de la cremallera que va adosado en la parte posterior de la bomba de inyecci n Figura 1 8 Sensor de la cremallera La Figura 1 9 representa la funci n de transferencia posici n de la cremallera vs voltaje de ingreso a la ECU del sensor de la cremallera E ki VR 0 0 1 N 1250r p m A S P gt P o D Lu Pa 3 e D p E R1 2 35 Posici n de la cremallera mm Figura 1 9 Funci n de transferencia del sensor de la cremallera datos tomados del manual proporcionado por el Centro de Entrenamiento0 amp CET de la GM Ecuador Tabla 1 4 Valor del VR dependiendo del n mero de la unidad de control dado por el fabricante datos tomados del manual proporcionad
2. Una resistencia sin embargo no puede generar su propio voltaje Solamente puede modificar el voltaje aplicado a ella En consecuencia los sensores de los autom viles deben operar con un voltaje de referencia de la computadora Este es un voltaje fijo que la computadora aplica al sensor La mayor a de los sistemas de control de motores trabajan con un voltaje de referencia de cinco voltios La computadora env a un voltaje de referencia al sensor A medida que la resistencia del sensor var a tambi n lo hace el voltaje de retorno El sistema de inyecci n diesel propuesto consta de los siguientes sensores e Sensor de temperatura de refrigerante e Sensor de posici n de la cremallera de aceleraci n e Sensor de la pre carrera e Sensor de la revoluciones del motor 1 8 1 1 Sensor de temperatura del motor El sensor de temperatura de este sistema tiene una funci n de transferencia no lineal con coeficiente negativo es decir una termistancia con coeficiente negativo NTC La Figura 1 5 muestra al sensor de temperatura doble del refrigerante que consta de la termistancia para el sistema de inyecci n electr nica diesel y para el panel de instrumentos en forma independiente encapsulado en un solo elemento Figura 1 5 Sensor de temperatura del sistema EDC doble La Figura 1 6 representa la funci n de transferencia temperatura vs resistencia del sensor de temperatura del refrigerante
3. 2500 135 70 2511 3000 158 32 3008 3500 190 10 3512 4000 217 14 4014 Tabla 3 4 Pruebas de funcionamiento del Veloc metro VELOC METRO Panel de Frecuencia Instrumento instrumentos Hz Virtual Km h Km h 20 27 77 20 08 40 55 55 40 17 60 83 33 60 13 80 111 11 80 19 100 142 85 100 22 120 166 66 120 56 140 200 00 140 22 Tabla 3 5 Pruebas de funcionamiento del sensor del P S SENSOR DEL P S Desplazamiento Voltaje Instrumento angular generado Virtual grados Vcd grados 0 0 76 0 04 10 1 17 10 09 20 1 58 20 13 30 1 99 30 17 40 2 40 40 22 50 2 81 49 85 60 3 22 60 30 Los valores obtenidos con el instrumento virtual tiene una margen de error aproximado del 0 5 de que es un valor aceptable para el proceso y que no genera mayor inconveniente en el diagn stico del mismo Tabla 3 5 Pruebas de funcionamiento del actuador del P S PS ACTUADOR Nivel de Instrumento voltaje virtual Vcd vcd 5 5 10 10 06 15 15 12 20 20 18 25 25 28 Los valores obtenidos con el instrumento virtual tiene una margen de error aproximado del 0 8 de que es un valor aceptable para el proceso y que no genera mayor inconveniente en el diagn stico del mismo Tabla 3 4 Pruebas de funcionamiento de la alimentaci n del P S PS POWER Nivel de Instrumento voltaje
4. ESCUELA POLIT CNICA DEL EJ RCITO ESPE LATACUNGA CARRERA DE INGENIER A ELECTR NICA E INSTRUMENTACI N PROYECTO DE GRADO PARA LA OBTENCI N DEL T TULO EN INGENIER A ELECTR NICA E INSTRUMENTACION Dise o e implementaci n de instrumentaci n virtual para el diagn stico de sistemas de inyecci n electr nica diesel aplicado a camiones ISUZU Santiago Barona D az Latacunga Ecuador 2006 CERTIFICACI N Certificamos que el presente proyecto de tesis de grado fue desarrollado por el Se or Santiago Barona D az bajo nuestra direcci n Ing Armando lvarez Salazar DIRECTOR DEL PROYECTO Ing Germ n Erazo CODIRECTOR DEL PROYECTO AGRADECIMIENTO Mi m s profundo agradecimiento a Dios y una gratitud al cuerpo docente de la prestigiosa Escuela Polit cnica del Ej rcito Sede Latacunga por haber aportado con sus sabios conocimientos para llegar a una etapa m s en mi vida Un agradecimiento especial a los Se ores Ingenieros Armando lvarez y Germ n Erazo por su valiosa direcci n en el desarrollo del presente proyecto Santiago Barona D az DEDICATORIA El presente proyecto de tesis previo la obtenci n del t tulo de Ingeniero en Electr nica e Instrumentaci n lo dedico de todo coraz n a mi esposa Johana a mi hijita Michelle quienes han sido y ser n la raz n de mi existencia Adem s un agradecimiento especial a mis amados padres Jorge y Rosario que han sido y ser n el pilar fundame
5. Relaci n de compresi n a1 Presi n de compresi n a 200 r p m Kpa kg cm psi Peso del motor N kg lb Orden de inyecci n de combustible Tiempo de inyecci n de combustible BTDC grados Especificaci n tipo de combustible enfriamiento por agua Inyecci n directa Camisa seca Accionamiento de pi ones 6 110x125 4 33x4 92 Anillos de compresi n 3 Anillos de aceite 1 7 127 434 9 16 9 3 236 33 469 6 090 621 1 369 1 5 3 6 2 4 1 Especificaci n S 4 Especificaci n C N Combustible diesel SAE No 2 Velocidad de m nima r p m 630 Holgura de v lvulas Admisi n mm pulg 0 40 0 013 Escape mm pulg 0 40 0 016 V lvulas de admisi n Abren a BTDC grados 15 Cierran a BTDC grados 35 V lvulas de escape Abren a BTDC grados 49 Cierran a BTDC grados Sistema de combustible Bomba de inyecci n tipo Gobernador tipo Boquillas de inyecci n tipo Presi n de apertura boquillas de inyecci n Kpa kg cm psi Filtro principal de combustible Sistema de Lubricaci n M todo de lubricaci n Especificaci n aceite del motor grado API Presi n de aceite en la galer a de aceite Kpa kg cm psi r p m Bomba de aceite tipo Filtro de aceite principal tipo Filtro de aceite principal tipo Capacidad de aceite Litros gal americano gal imp Enfriamiento de aceite Filtro de aire Bater a tipo Voltios por No de unidades 16 Bosch MD en l nea TIC
6. Sensor de temperatura del refrigerante Wd Il q W Borrado Ti e P de memoria e a Sw arranque EN ilike ilike Actuadof de la pre carrera _ Sensor de la posici n pre carrera Se al P P DES Tierra Y_N Se al Tierra Sensor de la Cremallera Title Diagrama de cicuito de la ECU Author Santiago Barona ESPE File Document C Mis documentostisuzu dsn 1 1 0 16 11 2005 1 of1 Figura 1 27 Diagrama de instalaci n de los sensores y actuadores del sistema EDC 1 11 CONECTOR DE DIAGN STICO El conector de diagn stico se encuentra localizado en la parte inferior izquierda del panel de instrumentos por el cu l se puede realizar la lectura de los c digos de error de la posible o posibles fallas 24 Vcd Diag Lamp E GND Sw Diag Figura 1 28 Conector de diagn stico 1 12 SUBSISTEMA DE ALIMENTACI N El sistema de alimentaci n puede dividirse en dos partes fundamentales a Circuito de alta presi n cuya misi n es la de enviar el combustible a una determinada presi n suficiente para ser introducido en la c mara de combusti n b Circuito de baja presi n que tiene la misi n de enviar el combustible desde el dep sito en que se encuentra almacenado a la bomba de inyecci n v lvula de romo bomba de inyeccion inyector torn
7. el bit de START ALE para parar la conversi n y en 1 el bit de Byte Selec obteni ndose el arreglo de bits correspondiente de salida para el puerto paralelo 888d 378h OODDODOO Qe 10 4 PPODOODOOOODOL DOUCOMMPODODODODODOOOMODMOOD el lel LAAJAA 4 Figura 2 27 Parar conversi n y selecci n de los 4 bits m s significativos msb 2 2 2 3 Lectura de la parte alta msb de la conversi n Para la lectura de los 4 bits m s significativos msb se debe seleccionar la funci n In Port con direcci n 889d 379h Como los bits de informaci n se encuentran desde el bit 3 al bit 6 se debe realizar un desplazamiento a la izquierda de 1 bit luego lo filtramos con el dato FOh 240d y este dato se mantiene presente OOODOODOO Qe 210 4 gt PPODODODOOUDL 00 Figura 2 28 Lectura de la parte alta msb de la conversi n 2 2 2 4 Selecci n de los 4 bits menos significativos Isb En este paso se fija en 0 el bit de START ALE para parar la conversi n y en 0 el bit de Byte Selec obteni ndose el arreglo de bits correspondiente de salida para el puerto paralelo 888d 378h Figura 2 29 Selecci n de los 4 bits menos significativos Isb 2 2 2 5 Lectura de la parte baja Isb de la conversi n Para la lectura de los 4 bits menos significativos lsb se debe seleccionar la funci n In Port con direcci n 889d 379h Como los bits de informaci n se encuentran desde el bit 3 al bit 6
8. Abierto o en corto Velocidad de motor lt 1200 rpm sensor de voltaje lt 3 Menos de 40 rpm fijo a alto nivel INT arranque en ON entonces 15 Sensor Ne 29 Servo de pre carrera rep de ea 20 seg Ninguno E N ver A 291 Sensor de pre carrera Abierto o en corto a del Ninguno Modo de Modo de 0 7 V 292 Error de aprendizaje de pre carrera Ocurre un mal ajuste durante el aprendizaje de pre carrera Voltaje del sensor de m s de 1 51V o menos de 0 86V Abierto o en corto voltaje del sensor m s de 4 8 o menos de 0 1V 23 Sensor temperatura 71 Sensor de presi n atmosf rica presi n atmosf rica cae por debajo de 48 Kpa 360 mmHg Voltaje del sensor por debajo 1 89V Modo regular La posici n de la cremallera es cal culada con las rpm del motor Datos pres WES Modo de Modo de apoyo Modo Modo regular regular Modo regular Modo regular Modo de Modo de apoyo Modo de Modo de apoyo Modo de Modo apoyo regular Modo de Modo apoyo regular Modo Modo regular regular Modo regular 413 V lvula magn tica para Abierto o terminal negativo en Modo de Modo de el IVES corto apoyo apoyo 423 Fusible de alimentaci n de pre carrera da ado Fusible de alimentaci n de pre carrera da ado voltaje de alimentaci n menor que 0 8V Fusible principal de control da ado no Modo de Modo apoyo regular Modo de Modo de apoyo apoyo Modo Modo re
9. computadoras Si se requiere del reemplazo de la computadora la PROM se retira de la computadora usada y se instala en la computadora nueva Los datos almacenados en la PROM permanecen durante el reemplazo de la computadora o Memoria de conservaci n KAM Una cantidad de ubicaciones energizadas por la bater a en la computadora le permite almacenar fallas de entrada durante la operaci n normal Estas se pueden acceder en el modo de autodiagn stico por el t cnico para el diagnostico La KAM es tambi n el sistema que adapta datos de calibraci n para compensar los cambios en el sistema del veh culo debido al desgaste y deterioro normal o Potencia de conservaci n KAPWR La bater a suministra a la computadora potencia de conservaci n Esto permite que la computadora retenga informaci n de servicio en la memoria aun despu s que se apague la llave del encendido e Transistores de potencia arreglo de elementos semiconductores de salida de la computadora para controlar los actuadores Figura 1 16 Transistores de potencia utilizado para controlar los actuadores del sistema EDC propuesto e Circuito impreso tablilla de fibra con circuiter a el ctrica impresa que conecta los diversos componentes que conforman el controlador Figura 1 17 Circuito impreso del controlador Compartimiento caja que contiene y protege los componentes de la computadora contra da os e interferencia el ctrica externas que generalment
10. ltiples presentes Aunque los DTC pueden borrarse se debe diagnosticar el rea relacionada con el sistema Por que el DTC indica que hay o hubo alguna falla y la falla puede volver a aparecer 1 14 2 C mo leer los DTC Tres diferentes d gitos destellando indican que el n mero del c digo se compone de tres d gitos dos diferentes d gitos indican que el n mero del c digo se compone de dos d gitos en orden Se tiene que identificar el DTC con el n mero destellando Cuando existen m ltiples DTC S el mismo DTC se repite tres veces y luego cambia al pr ximo DTC Ejemplo Caso del c digo 42 2 4 12 08 12 08 12 08 12 0 8 0 30 80 3 24 12 08 12 1al OOII IOI gt ASADO Figura 1 38 Lectura de c digos de 2 d gitos Ejemplo Caso de un c digo de tres d gitos DTC 242 2 4 0 30 80 3 0 8 12 08 12 08 12 08 1 2 0 8 0 30 80 3 24 0 3 0 8 0 3 E O gt Figura 1 39 Lectura de c digos de 3 d gitos 1 14 3 Procedimiento de Inspecci n de fallas sin DTC modo de usuario Cuando el SW de diagn stico est apagado OFF la l mpara de alarma W L se enciende indicando una falla en el sistema Hay tres maneras diferentes de indicaci n de la l mpara de alarma W L 1 Ninguna luz de advertencia encendida _ refi rase a la lista DTC El DTC se almacena pero no se enciend
11. n apropiada del elemento actuador Bomba de inyecci n rotativa de mbolos radiales Esta bomba se caracteriza por utilizar mbolos radiales para generar presi n Pueden ser dos o cuatro mbolos radiales que son accionados por un anillo de levas Una electrov lvula de alta presi n dosifica el caudal de inyecci n El comienzo de la inyecci n se regula mediante el giro del anillo de levas con el variador de avance Igual que en la bomba de mbolo axial controlada por electrov lvula todas las se ales de control y regulaci n se procesan en dos unidades de control electr nicas ECU unidad de control de bomba y unidad de control de motor Mediante la activaci n apropiada del elemento actuador se regula el n mero de revoluciones EDC para bombas de inyecci n individuales Bombas de inyecci n individuales PF Estas bombas aplicadas en motores peque os locomotoras diesel motores navales y maquinaria de construcci n no tienen rbol de levas propio pero corresponden sin embargo en su funcionamiento a la bomba de inyecci n en l nea PE En motores grandes el regulador mec nico hidr ulico o electr nico esta adosado directamente al cuerpo del motor La regulaci n del caudal determinada por el se transmite mediante un varillaje integrado en el motor Las levas de accionamiento para las diversas bombas de inyecci n PF se encuentran sobre el rbol de levas correspondiente al control de v lvulas del motor Por e
12. se debe realizar un desplazamiento a la derecha de 3 bits luego se filtra con el dato 0Fh 15d y este dato se mantiene presente Figura 2 30 Lectura de la parte baja Isb de la conversi n 2 2 2 6 Obtenci n y manipulaci n de los datos Con los datos de los bytes m s y menos significativos obtenidos se realiza la combinaci n de los mismo por medio de la funci n Bolean or con este arreglo de bits podemos ya manipularlos como requiera la aplicaci n gt Posici n de la cremallera w sz HIFT SETI ARE 5 E sici n de la precarreral ES HAA Sw DIAG Figura 2 31 Obtenci n y manipulaci n de los datos CAPITULO Ill CALIBRACI N Y PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO 3 INTRODUCCION Para el correcto funcionamiento del sistema de instrumentaci n dise ado se deben realizar la respectiva calibraci n y pruebas de funcionamiento basado en los par metros proporcionados por el fabricante y de igual manera de los datos obtenidos con el equipo En este capitulo se detalla cada uno de los procedimientos de calibraci n y pruebas de funcionamiento para el sistema de instrumentaci n 3 1 CALIBRACION Para la calibraci n se inicia conectando el sistema de instrumentaci n virtual dise ado realizando las respectivas conexiones entre las distin
13. EJER Patita E S activa Descripci n Salida 0 Ses L neas de datos 2 9 ae e bit O patita 2 bit 7 patita 9 L nea acknowledge 10 Entrada NES activa cuando el sistema remoto toma datos L nea busy 11 Entrada NES si est activa el sistema remoto no acepta datos L nea Falta de papel 12 Entrada ooa E si est activa falta papel en la impresora L nea Select 13 Entrada A si est activa la impresora se ha seleccionado L nea Autofeed Salida si est activa la impresora inserta una nueva l nea por cada retorno de carro L nea Error 15 Entrada si est activa hay un error en la impresora L nea INIT l Si se mantiene activa por al menos 50 1G jaama g micro segundos sta se al autoinicializa la impresora L nea Select input 17 Salida 0 Cuando est inactiva obliga a la impresora a salir de l nea 18 mE 05 Tierra el ctrica 2 1 2 Dise o de la tarjeta de adquisici n de datos Para el dise o de la tarjeta de adquisici n de datos se tiene como base al conversor A D ADC 0808N de la casa fabricante National Semiconduction que consta de 8 l neas de entrada anal gicas con una resoluci n de 8 bits Como se puede observar en la figura 2 3 se tiene 8 canales multiplexados seleccionados por medio de 3 bits de direccionamiento adem s de los respectivos voltajes de referencia para la conversi n en datos correspondientes a un valor de 8 bits las especificaciones de este conversor son l
14. constitutivos del sistema de adquisici n de datos dise ado se enumeran a continuaci n 1 Computadora que contiene la aplicaci n a ejecutarse es decir el software de control del sistema 2 Cable de impresora modificado para la conexi n entre la PC y la tarjeta de adquisici n de datos 3 Tarjeta de adquisici n de datos DAQ encargada de convertir la se al anal gica de entrada en formato digital 4 Cable de impresora modificado para la conexi n entre la tarjeta de adquisici n de datos y la tarjeta de acondicionamiento de se ales 5 Tarjeta de acondicionamiento de se ales 6 Sondas para la conexi n entre la tarjeta de acondicionamiento de se ales y los terminales del ECM del EDC ENTRADAS SALIDAS DIGITALES Control F Figura 4 1 Componentes del Sistema de instrumentaci n virtual para el diagn stico del sistema EDC propuesto 4 2 CONEXIONADO DE LOS ELEMENTOS DEL SISTEMA Se debe tener en cuenta que para realizar el conexionado de las sondas que van desde la tarjeta de acondicionamiento de se ales hacia los terminales del ECM el veh culo se debe encontrar con el SW en off y que no se deben ocasionar posibles cortos circuitos para evitar da os del ECM por transitorios El procedimiento de operaci n del sistema dise ado es el siguiente 1 Conectar cada uno de los elementos del sistema como son la tarjeta de adquisici n de datos tarjeta de acondicionamiento de se ales y el PC con l
15. conversi n Selecci n de los cuatro bits menos significativos Isb Lectura de la parte baja Isb de la conversi n 54 54 56 57 61 64 65 68 70 71 72 72 73 73 74 77 77 78 78 79 80 80 Obtenci n y manipulaci n de los datos CAPITULO Ill CALIBRACI N Y PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO 3 INTRODUCCION 81 CALIBRACI N 81 Temperatura del motor 82 Sensor de la cremallera 82 Tac metro 83 Veloc metro 83 Sensor P S 84 P S Actuador 84 L mpara de Diagn stico 85 P S PWR 85 3 2 PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO 86 CAPITULO IV MANUAL DEL USUARIO 4 INTRODUCCI N 91 DESCRIPCI N DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA 91 CONEXIONADO DE LOS ELEMENTOS DEL 93 SISTEMA 93 INICIALIZACI N DE LA APLICACI N 96 CARACTER STICAS DE LA VENTANA 97 MONITOREO 98 Utilizaci n de la ventana Tac metro 100 Utilizaci n de la ventana Diag L mp 4 5 PLAN DE MANTENIMIENTO Y OPERATIVIDAD CAPITULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 100 5 1 CONCLUSIONES 101 5 2 RECOMENDACIONES INTRODUCCI N El uso de componentes electr nicos y microprocesadores ha abierto las puertas para m todos m s exactos para controlar la dosificaci n de combustible al motor conoci ndose generalmente como Control electr nico diesel EDC transformando en verdaderas obras de alta tecnolog a a los motores que utilizan este sistema El sistema de control de combustible ha incrementado la potencia de los motores rendimiento de combustible y di
16. de corredera de regulador en VE Este sensor indica la posici n en el que se encuentra el regulador del caudal el mismo que puede ser de dos tipos Tipo potenciom trico consta de un elemento de resistencia con contacto m vil Con una excitaci n de voltaje fijo el voltaje de salida es una funci n espec fica de la posici n del contacto deslizante Tipo inductivo emplea el movimiento para modificar la reluctancia de una trayectoria de flujo magn tico lo que a su vez produce un cambio en la autoinductancia o inductancia mutua que es posible traducir en un cambio en la salida el ctrica 1 4 3 Posici n varilla de regulaci n En l nea Este sensor indica la posici n en el que se encuentra el regulador del caudal para lo cual igual que en el caso anterior tenemos tipo potenciom trico e inductivo pero para bombas lineales 1 4 4 Posici n del acelerador potenciom trico Este tipo de sensor esta basado en un potenci metro como se explic anteriormente el mismo que puede estar constituido por 3 o 4 terminales con una alimentaci n del voltaje de referencia generalmente de 5Vcd ste sensor se encuentra localizado en el pedal del acelerador accionado por el conductor elimin ndose de esta manera el accionamiento mec nico 1 4 5 De temperatura La medici n del nivel de temperatura es importante ya que para la operaci n optima de los motores el sistema de inyecci n electr nica diesel EDC debe monito
17. evoluci n de los sistemas EDC llegando a los detalles espec ficos del sistema de control electr nico diesel propuesto que conlleva todo lo relacionado como son los censores y actuadores del mismo En el Cap tulo ll se presenta todo lo relacionado con el dise o y construcci n detallada tanto de la tarjeta de adquisici n de datos como de la tarjeta de acondicionamiento de se ales seguidamente se muestra el desarrollo y estructura de nuestra aplicaci n bajo el entorno de LabVIEW En el Cap tulo lll se realizan las respectivas pruebas de calibraci n y funcionamiento correspondientes para el sistema de instrumentaci n virtual dise ado En el Cap tulo IV se a elaborado un manual del usuario en el que se explica en forma detallada los pasos a seguir para la puesta en marcha del sistema propuesto y de esta manera aprovechar al m ximo su capacidad y ventajas Finalmente en el Cap tulo V se exponen las Conclusiones y Recomendaciones luego de haber desarrollado el proyecto propuesto CAPITULO CONTROL ELECTR NICO DE MOTORES DIESEL 1 INTRODUCCI N Los motores diesel de alta eficiencia con los que contamos en la actualidad se han obtenido gracias al desarrollo tecnol gico en el campo de la automoci n basados en la electr nica las varias t cnicas de control se han ido desarrollando en funci n de la versatilidad de los controladores electr nicos en base al desarrollo tecnol gico de la circuiter a electr ni
18. los sistemas de inyecci n electr nica diesel EDC clasificados se tienen determinados sensores que intervienen en estos procesos como los indicados seguidamente 1 4 1 Delas RPM El sensor de las revoluciones del motor cumple un papel muy importante en el proceso de control del sistema de inyecci n electr nica diesel ya que la eficiencia del motor est en funci n directa de las revoluciones y tanto en la dosificaci n del combustible como en el tiempo de inyecci n para lo cual se tienen los siguientes tipos de sensores que cumplen con esta funci n e Inductivo este sensor aplica el fen meno f sico de la inducci n magn tica al variar la reluctancia por la ausencia y presencia de las ranuras existentes en el volante de inercia del motor se genera una se al alterna proporcional al giro del motor est constituido por dos terminales Hall ste sensor consta de un material semiconductor que responde a la variaci n del flujo magn tico al que se lo expone entregando una se al digital al ser expuesto a un campo magn tico variable obtenemos una se al de onda cuadrada proporcional a la ausencia y presencia del magnetismo este sensor se lo debe alimentar con una fuente externa generalmente de 5 voltios para obtener una se al TTL que es utilizada por la mayor a de sistemas EDC est constituido por tres terminales como son la alimentaci n del sensor 5Vcd negativo y la se al generada 1 4 2 Posicionador
19. que la l mpara virtual se apaga y al desconectar la fuente la l mpara virtual se activa en color amarillo De esta manera se calibra y comprueba el correcto funcionamiento de la funci n diagn stico 3 1 8 P S PWR La se al de alimentaci n para el actuador y del sistema de control es generada por las bater as del veh culo y por el alternador teniendo un nivel m ximo de 25Vcd aproximadamente para calibrar la tarjeta de acondicionamiento de se ales se debe ingresar una se al de 5Vcd en primer lugar con un mult metro se debe medir en el cursor del potenci metro RV4 un valor de 0 833Vcd seguidamente se incrementa la se al de entrada a 30Vcd y se debe observar en el cursor del RV4 una lectura de 5Vcd y se realiza el respectivo ajuste dentro del programa de control del instrumento virtual Al variar el voltaje de entrada se observa la variaci n en el instrumento virtual comprob ndose de esta manera su correcto funcionamiento 3 2 PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO Una vez realizada la calibraci n se procede a realizar las pruebas de funcionamiento para lo cual se debe realizar las respectivas conexiones entre los distintos elementos que conforman el sistema de instrumentaci n virtual Con los datos proporcionados por el fabricante se procede a realizar las respectivas pruebas de funcionamiento de cada uno de los instrumentos virtuales creados para lo cual se lo realiza en el veh culo a probar y adicionalmente para la prueba d
20. virtual Vcd vcd 5 5 06 10 10 15 14 82 20 19 76 25 24 96 Los valores obtenidos con el instrumento virtual tiene una margen de error aproximado del 1 5 de que es un valor aceptable para el proceso y que no genera mayor inconveniente en el diagn stico del mismo En la funci n de diagnostico se debe generar una falla que podr a ocurrir en el veh culo como desconectar el sensor de la cremallera realizar el procedimiento para leer los c digos de error realizar la lectura del c digo y consultar su significado en el cuadro de di logo correspondiente y realizar su correcci n que debe concordar con la falla generada Diagn stico Falla C digo Descripci n generada Sensor de 23 Sensor temperatura temperatura desconectado refrigerante Con estas pruebas se inicia la utilizaci n del sistema de instrumentaci n virtual dise ado para veh culos diesel con sistemas EDC propuesto CAPITULO IV MANUAL DEL USUARIO 4 INTRODUCCION El presente proyecto esta dise ado para que pueda ser utilizado directamente sobre el proceso seleccionado como son los camiones ISUZU que cuentan con sistemas EDC En este cap tulo se realiza una explicaci n del manejo y operaci n del equipo dise ado para un correcto funcionamiento y de esta manera evitar da os en el sistema EDC del veh culo y del equipo dise ado 4 1 DESCRIPCI N DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA Los componentes
21. Direcciones COMMON RAIL Riel Com n DAQ Tarjeta de Adquisici n de Datos DIAG Diagn stico DTC C digo de Diagn stico de Falla EDC Control Electr nico Diesel ECU Unidad de Control Electr nico E S Entrada Salida NTC Coeficiente de Temperatura Negativo PS Pre Carrera PWR Potencia RPM Revoluciones por Minuto START Inicio SW Conmutador TICS Sistema de Control del Tiempo de Inyecci n W L L mpara de Alarma BIBLIOGRAF A e Charles Belove Enciclopedia de la Electr nica Ingenier a y T cnica Edici n 1990 Grupo Editorial Oc ano Barcelona Espa a 1990 e General Motor del Ecuador Manual de Servicio Chevrolet ISUZU e Mano Morris Arquitectura de Computadores Primera Edici n Editorial Prentice Hall M xico 1985 e National Instruments Corporation LabVIEW DAQ Course Manual e Cooper William Helfrick Albbert Instrumentaci n Electr nica Moderna y T cnicas de Medici n Primera Edici n Editorial Prentice Hall M xico 1991 e Kosow Irvin M quinas El ctricas y Transformadores Primera Edici n Editorial Revert S A Espa a 1982 e http nts com e www national com Latacunga Noviembre del 2006 Elaborado por Santiago Barona D az LA DIRECTORA DE LA CARRERA DE INGENIERIA ELECTR NICA ESPECIALIDAD EN INSTRUMENTACI N Ing Nancy Guerr n Paredes EL SECRETARIO DE LA ESPE LATACUNGA Ab Eduardo V squez Alc zar
22. Figura 1 12 Diagrama de un sistema de control electr nico diesel 1 8 2 1 Principios de funcionamiento de la Unidad de Control En este tipo de sistemas se encuentran una cantidad de componentes encargados de monitorear diferentes par metros de funcionamiento del motor los cuales informan a una unidad electr nica de control ECU o computadora para que en funci n de esta informaci n se definan par metros de control al ser procesada en sus circuitos internos Esta unidad de control ECU dar las rdenes del caso para controlar el volumen de inyecci n el avance de la inyecci n duraci n de la inyecci n el control del ralent y los dispositivos de control de emisiones Estos dispositivos encargados de cumplir los lineamientos calculados en la unidad de control se denominan actuadores y a la orden que los activa se al de salida Una computadora automotriz solamente corre programas recibe la informaci n de varios sensores realiza c lculos b sicos y controla actuadores basado en instrucciones preprogramadas Un computador procesa una sola informaci n a la vez sin embargo puede procesar arriba de 8 millones de instrucciones en un segundo con esta velocidad de proceso la ECU puede mantener las mejores condiciones de trabajo del motor Esta computadora es capaz de efectuar operaciones de diagnostico del sistema reconocer los problemas y report ndolos dando aviso inmediatamente para su conocimiento al conductor de
23. S RLD Tipo orificio Cinco orificios 22 100 225 3 199 Elemento de papel Presi n de circulaci n flujo completo CD Aproximado 98 1 0 14 525 Aproximado 221 2 25 32 1 500 Pi ones Accionados por el cig e al Elemento reemplazable Cartucho o elemento reemplazable Roscado 14 3 7 3 1 Con filtro de aceite parcial combinado Tipo platos Enfriado por agua en la carcaza Tipo cicl n con elemento de papel 65D23R 12x2 Tabla 1 2 Datos t cnicos del sistema de enfriamiento del motor 6H1TC utilizado en el cami n ISUZU de la presente aplicaci n datos tomados del manual proporcionado por el Centro de Entrenamiento amp CET de la GM Ecuador ENFRIAMIENTO DEL MOTOR ART CULO MODELO MOTOR 6H1TC Radiador tipo Capacidad refrigerante ltr gal American gal imp Bomba de agua tipo Aletas onduladas con dep sito de reserva 23 6 1 5 1 Impeler centr fugo Termostato tipo Bola de cera Temperatura inicial apertura de la v lvula C F 82 0 179 6 Temperatura apertura plena de la v lvula C F 95 0 203 0 Apertura total de la v lvula 8 0 31 mm pulg Tabla 1 3 Datos t cnicos del sistema de combustible del motor 6H1TC utilizado en el cami n ISUZU de la presente aplicaci n datos tomados del manual proporcionado por el Centro de Entrenamiento0 amp CET de la GM Ecuador SISTEMA DE COMBUSTIBLE MODELO MOTOR 6H1TC ART CULO Bomba de inyecci n t
24. a de esta herramienta es la de fijar un nivel de alarma al sobrepasar este punto se activa la alarma virtual en este caso la l mpara virtual en color rojo 3 1 4 Veloc metro La se al que genera el controlador es un tren de pulsos al incrementarse la velocidad del veh culo se incrementa la frecuencia para realizar la calibraci n se procede a generar una se al de 27 Hz a 200 Hz con la ayuda de un generador de frecuencias ingresar esta se al a la tarjeta de acondicionamiento de se ales se debe realizar la calibraci n del potenci metro RV5 y RV7 hasta obtener en el cursor del RV5 un nivel de 5 voltios como nivel m ximo de conversi n y con el respectivo ajuste dentro del programa de control par que se represente lo m s aproximado al valor real 3 1 5 Sensor P S La se al que genera el sensor de la precarrera es acondicionada dentro del controlador obteni ndose un valor de 3 22 Vcd proporcionalmente como deflexi n m xima tomado en el punto del controlador del motor del veh culo el valor m nimo es de 0 76 Vcd para lo cual no se debe realizar ninguna calibraci n en la tarjeta de adquisici n de datos nicamente se debe realizar el ajuste en el programa de control Cuando se tiene la deflexi n m xima se tiene un desplazamiento del servomotor de 60 grados y en posici n inicial O grados Para comprobar se ingresa un voltaje variable de 0 76 Vcd a 3 22 Vcd al estar corriendo el programa de control se observa la var
25. ara dicho control el papel que desempe a el proyecto es la de monitorear dichas se ales sin que afecten su normal desempe o para lo cual se dise o una tarjeta de acondicionamiento de se ales consider ndose las caracter sticas de las se ales generadas para cada una de las variables f sicas que intervienen en dicho proceso Las se ales de informaci n que se necesita monitoreas son las siguientes o Temperatura del motor o Posici n de la cremallera o Revoluciones del motor tac metro o Velocidad del veh culo veloc metro o Posici n de la pre carrera PS o Actuador de la pre carrera PS ACT o L mpara de diagn stico Diag Lamp o Voltaje de alimentaci n PS PWR Como en la tarjeta de adquisici n el voltaje de referencia positivo es de 5 voltios y el voltaje de referencia negativo de 0 voltios la se al a ingresar para la conversi n de cada canal debe variar de 0 a 5 voltios como m ximo La se al de temperatura que ingresa al ECM por el PIN 45 var a de 5 voltios como temperatura m nima hasta O voltios como temperatura m xima para lo cu l no se bebe hacer ning n acondicionamiento de se al nicamente un acoplador para ingresar la se al de informaci n a la tarjeta de adquisici n de datos El sensor de la cremallera genera una se al de voltaje que ingresa por PIN 9 del ECM que es proporcional a la posici n de la misma con una variaci n de 0 a 5 voltios para lo cu l se un acoplador para la ta
26. as siguientes o Resoluci n 8 bits o Ajuste total del error 2 LSB y 1 LSB o Alimentaci n nica 5Ved o Baja potencia 15mW o Tiempo de conversi n 100us START CLOCK o END OF CONVERSION INTERRUPT i BIT OUTPUTS 8 CHANNELS MULTIPLEXING ANALOG SWITCHES E ANALOG INPUTS BUFFER fo FBIT ADORESS 4 O ADDRESS LATCH ADDRE o LATCH ENABLE DECODER Vec GNO REFI REF ouTPuT ENABLE 00567201 See Ordering Information Figura 2 3 Diagrama de bloque del conversor ADC0808 El diagrama de bloque del conversor A D se tomo del Datasheet de la pagina www national com La figura 2 4 a y b muestra los pines para cada uno de los encapsulados que la casa fabricante ofrece del ADCO808 Dual In Line Package a Encapsulado tipo DIP Molded Chip Carrier Package ks a 2 m o 4 22 21 20 19 gt z Equ a Z ow to CLOCK OUTPUT ENABLE b Encapsulado tipo PLCC Figura 2 4 Diagrama de conexiones de los encapsulados de ADC0808 que ofrece el fabricante Por las caracter sticas del puerto paralelo se pueden ingresar nicamente 5 bits en forma simultanea el arreglo de 8 bits que entrega el conversor ADC se tiene que ingresar al computador en dos fases de 4 bits cada una utiliz ndose 4 l neas del puerto paralelo E3 E4 E5 E6 Para el direccionamiento del ADC se utilizan 3 l neas de salida del puerto paralelo D1 D2 D3 para el inici
27. ca a disposici n como tambi n en las variables que influyen en este proceso En el presente capitulo de este trabajo de investigaci n realizo una clasificaci n de los diferentes tipos de controladores electr nicos as como su componentes es decir sus sensores y actuadores respectivamente A s mismo he incluido los datos t cnicos y funcionamiento del sistema EDC propuesto para la aplicaci n de la instrumentaci n virtual para el diagn stico de sistemas de inyecci n electr nica diesel aplicados a camiones ISUZU 1 1 MOTOR ISUZU ESPECIFICACIONES DE OPERACI N En la tabla 1 1 he colocado los valores de operaci n que especifica el fabricante del motor 6H1TC utilizado en el cami n ISUZU que he tomado como referencia para la aplicaci n de la instrumentaci n virtual estos datos puede utilizar como referencia para conocer el tipo de motor con el cual se est trabajando Tabla 1 1 Especificaciones de operaci n del motor 6H1TC utilizado en el cami n ISUZU de la presente aplicaci n datos tomados del manual proporcionado por el Centro de Entrenamiento amp CET de la GM Ecuador ESPECIFICACIONES MODELO MOTOR 6H1TC ITEM Motor Tipo Cuatro tiempos rbol de levas en la culata C mara de combusti n tipo Camisa interior de cilindro tipo Sistema de accionamiento de tiempo No De cilindros Di metro interior por carrera mm pulg No De anillos de pist n Desplazamiento total del pist n cm pulg c bicas
28. ca su correcto funcionamiento 3 1 2 Sensor de la cremallera El sensor de la cremallera indica la carga del motor con una se al lineal proporcional esta se al var a de 0 a 5 Vcd a plena carga para lo cual no se debe realizar ninguna calibraci n nicamente el valor que se debe dividir el valor m ximo ingresado a la PC como es el 255 para 51y el respectivo ajuste dentro de la programaci n del instrumento virtual para que concuerde con los valores de operaci n Para verificar se debe ingresar un voltaje variable de O a 5 Vcd en la entrada de la se al de la cremallera de la tarjeta de acondicionamiento de se ales y con el programa corriendo se verifica su correcto funcionamiento 3 1 3 Tac metro La se al que genera el controlador es un tren de pulsos al incrementarse la velocidad del motor se incrementa la frecuencia para realizar la calibraci n se procede a generar una se al de 27 a 200 Hz con la ayuda de un generador de frecuencias ingresar esta se al a la tarjeta de acondicionamiento de se ales se debe realizar la calibraci n del potenci metro RV1 y RV6 hasta obtener en el cursor del RV6 un nivel de 5 voltios como nivel m ximo de conversi n y con el respectivo ajuste dentro del programa de control par que se represente lo m s aproximado al valor real La utilizaci n del Shift Set es de suma importancia debido a que ayuda a prevenir una sobre revoluci n del motor del veh culo y generar da os en el mismo la prueb
29. cha aplicaci n o La aplicaci n a desarrollarse puede ser utilizada por cualquier usuario sin ning n tipo de restricci n Bajo estas necesidades se han implementado cuatro ventanas en el programa LabVIEW 7 Express las mismas que son las siguientes o Panel principal o Diagrama Circuital o Localizaci n de partes o Monitoreo 2 2 1 1 Ventana Panel Principal En esta ventana se indica los datos informativos sobre el proyecto propuesto Panel principal Diagrama Circuital Localizaci n de partes Monitore ESCUELA POLITECNICA DEL EJERCITO SEDE LATACUNGA Dise o e implementaci n de instrumentaci n virtual para el diagn stico de sistemas de inyecci n electr nica diesel aplicado a camiones isuzu Figura 2 15 Ventana Panel Principal 2 2 1 2 Ventana Diagrama Circuital En esta ventana tenemos a disposici n el diagrama del sistema EDC respectivos sensores y actuadores propuesto que consta las conexiones el ctricas del ECM con sus SW DIAG pw e a Diag Figura 2 16 Ventana Diagrama Circuital parte de la ventana 2 2 1 3 Ventana Localizaci n de Partes En la ventana localizaci n de partes se observa la localizaci n de los elementos que conforman el sistema EDC Figura 2 16 Ventana Localizaci n de Partes en la que se muestra la localizaci n de los sensores y actuadores del sistema EDC 2 2 1 4 Ventana Monitoreo En esta ventana se encuentran
30. ci n del motor para diversas pruebas que se lleven a cabo sobre el mismo Figura 4 8 Selector de advertencia l mite de RPM 4 4 2 Utilizaci n de la ventana Diag Lamp En esta ventana tenemos el bot n SW DIAG que nos permite inicializar la funci n de leer los posibles c digos de error en el sistema EDC para lo cual se debe proceder de la siguiente manera o En primer lugar se debe colocar el SW del veh culo en ON y observar que la luz de diagn stico check de la ventana se encuentre activa si no la esta puede deberse a una mala conexi n de la sonda de diagn stico o que no esta funcionando el ECM Figura 4 9 Monitor para lecturas de c digos de error existentes o Seguidamente se debe activar el bot n SW DIAG de la ventana esperar que comiencen a desplegar los posible c digos de error Figura 4 10 Switch para activar la lectura de los c digos de error existentes o Obtenidos los c digos de error consultar la descripci n en el Multicolumn Listbox correspondientes y sus posibles soluciones Figura 4 11 Lista de los c digos de error o Para solucionar los problemas del sistema EDC se debe parar el corrido de la aplicaci n y realizar las respectivas correcciones Panel Principal Yi File Edit Ops Toole Br Abort Execution Panel principal Diag Figura 4 12 Bot n de parada de la aplicaci n o Luego de realizar las correcciones del sistema EDC se debe proceder a i
31. condicionamiento de se ales DISPOSITIVO REFERENCIA Circuito integrado LM324 U1 Regulador de Voltaje 7805 BR1 Resistencia 200 1 4W R9 Resistencia 1500 1 4W R14 R29 Resistencia 2200 1 4W R17 Resistencia 1k0 1 4W R6 R10 R13 R22 R32 Resistencia 4k70 1 4W R2 R4 R8 R19 R21 R23 Resistencia 10kQ 1 4W R1 R5 R7 R11 R12 R18 R24 R28 Resistencia 82K0 1 4W R15 R16 R30 R31 Condensador cer mico 47pf C1 C12 Condensador cer mico 1nf C2 C7 C13 C18 Condensador electrol tico 47uf 25v c8 Condensador electrol tico 220uf 25v c9 Condensador tantalio 1uf 25v C10 C11 Potenci metro 20kQ RV1 RV7 Potenci metro 10kQ RV2 RV6 Diodo rectificador 1N4005 D1 D4 Transistor 2N3415 Q1 Q11 Conector DB 25 Macho J1 Conector H2 J2 J11 Placa de circuito impreso de 110x100 2 1 7 Caracter sticas del cable a utilizarse para la tarjeta de acondicionamiento de se ales Para conectar la tarjeta de acondicionamiento de se ales a la tarjeta de adquisici n de datos se utiliza un cable de impresora modificado colocando un conector DB 25 hembra en el extremo que conecta a la impresora con cada PIN correspondientes seg n los diagramas esquem ticos de cada una de las tarjetas COMO INDICA LA FIGURA 2 14 LD gt Figura 2 14 Cable a utilizarse para la tarjeta de acondicionamiento de se ales 1 16 SOFTWARE Para el presente proyecto se utiliz el programa computacional LabVIEW para generar el software de control del sistema de instrumentaci n vir
32. ctancia en el n cleo magn tico del sensor del tipo inductivo colocado en forma fija en la parte posterior del motor El paso constante de la corona frente al sensor originar una tensi n que se ver interrumpida cuando se encuentre en la zona sin los dientes esto genera una se al que la UC utiliza para contar las RPM como lo indica la Figura 1 11 1 Im n permanente 2 Carcasa 3 Base sobre el motor 4 N cleo 5 Enrollado 6 Rueda dentada Figura 1 11 Sensor de las revoluciones del motor 1 8 2 Computadora En la unidad de mando electr nica se analizan las se ales suministradas por los sensores e interruptores y a partir de ellas se generan los impulsos de mandos correspondientes para los diferentes actuadores La industria automotriz se ha preocupado en desarrollar motores que tengan un mayor rendimiento y que emitan menos contaminantes vehiculares en la actualidad se realiza mediante Sistemas de control electr nico diesel EDC Actuadores Cantidad de Posicionador del inyecci n manguito o cremallera o Inyector Sensores Revoluciones Posici n del cig e al Presi n del Turbo A Presi n V lvula EGR Atmosf rica Recirculaci n de Temperatura del gases V lvula de paro refrigerante Aire Y Combustible 5 Paro Control de Velocidad precalentamiento Movimiento de la aguja del inyector Contacto del Embrague Freno Inicio de inyecci n Diagn stico Posici n del acelerador
33. da basado en un im n giratorio el ctrico que sustituye en esta funci n al regulador mec nico Tambi n la electr nica permite la realizaci n de otras funciones en el mbito de la gesti n del motor y del veh culo por ejemplo la regulaci n de la reglamentaci n de los gases de escape para reducir a un m nimo las emisiones de xido n trico as como la regulaci n de la presi n del turbo el autodiagn stico el control de tiempo de incandescencia as como la asociaci n con otros elementos del veh culo como el inmobilizador el cambio autom tico Para la siguiente clasificaci n me he basado en los par metros caracter sticos de cada bomba de inyecci n obtenida de los datos informativos de tablas de clasificaci n de las bombas de inyecci n diesel en general e EDC para Bombas lineales de la l nea pesada Estas bombas disponen por cada cilindro del motor de un elemento de bombeo que consta de cilindro de bomba y de mbolo de bomba El mbolo de bomba se mueve en la El inmobilizador es un dispositivo electr nico de seguridad vehicular que permite el funcionamiento o bloqueo del motor cuando la llave del veh culo no es la correcta direcci n de suministro por el rbol de levas accionado por el motor y retrocede empujado por el muelle del mbolo Los elementos de bomba est n dispuestos en l nea La carrera de mbolo es invariable Para hacer posible una variaci n del caudal de suministro existen en
34. de combustible y un bajo nivel de emisiones Actualmente todos los fabricantes disponen en su oferta de motores con estas caracter sticas Figura 1 2 Motor Turbodiesel de Inyecci n Directa TDI 1 6 EL SISTEMA DE CONTROL ELECTR NICO EL SISTEMA DE CONTROL ELECTR NICO dispone de los siguientes componentes e Entradas e Salidas Unidad de control 1 6 1 Entradas Son se ales que informan de diversas magnitudes de operaci n del motor de combusti n diesel temperatura presi n posici n cigie al acelerador revoluciones etc El sistema monitorea una serie de variables que se detallan a continuaci n e Posici n del regulador de la bomba de inyecci n e Sensor de posici n de la aguja del inyector e Posici n del cigiie al PMS e Temperatura del combustible e Temperatura del agua del motor e Temperatura del aire exterior e Temperatura del aire a la entrada del motor e Presi n barom trica e Presi n de carga turbo e Posici n del pedal del acelerador potenci metro e Interruptor de ralent e Interruptor del pedal del freno e Masa de aire aspirada por el motor e Velocidad del veh culo e Capacidad de carga del alternador e Voltaje de bater a 1 6 2 Salidas Los datos de entradas se procesan en la CPU del sistema dando unas salidas a los actuadores y a otras informaciones e Actuadores del regulador de la bomba de inyecci n e V lvula electromagn tica regula
35. de voltaje que alimenta al sistema EDC el voltaje que ingresa al ECM por PIN 437 se lo debe atenuar como en los casos anteriores a un nivel m ximo de 5 voltios para ingresar a la DAQ Con el an lisis de todas las se ales necesarias a monitorear se obtiene el diagrama esquem tico de la figura 2 12 Figura 2 12 Diagrama esquem tico de la tarjeta de acondicionamiento de se ales 2 1 6 Dise o de circuito impreso de la tarjeta de acondicionamiento de se al De igual manera como en el caso de la tarjeta de adquisici n de datos se utiliza el programa computacional PROTEUS como herramienta para el dise o del circuito impreso de la tarjeta obteni ndose de esta manera el impreso que muestra la figura 2 13 a b y c respectivamente a Diagrama del circuito impreso superior de la tarjeta de acondicionamiento de se ales a escala 1 2 00 b Diagrama del circuito impreso inferior de la tarjeta de acondicionamiento de se ales a escala 1 2 c Diagrama de la serigraf a del circuito impreso a escala 1 2 Figura 2 13 Diagrama del circuito impreso de la tarjeta de acondicionamiento de se ales La tabla 2 2 indica los elementos que se utilizan para la conformaci n de la tarjeta de acondicionamiento de se ales que se utiliza para la aplicaci n de la instrumentaci n virtual Tabla 2 3 Lista de elementos para la conformaci n de la tarjeta de a
36. dora del avance de la inyecci n e V lvula electromagn tica de paro e V lvula electromagn tica reguladora de la presi n del cargador e V lvula electromagn tica de la tasa de recirculaci n de gases e Rel para buj as de agua de refrigeraci n motor e Testigo del cuadro de instrumentos e Se al de autodiagn stico 1 6 3 Unidad central de procesos La unidad central de procesos dispone de dos procesadores que intervienen en el procesamiento mutuo de la informaci n y un tercero para la gesti n de ellos para una mejor seguridad del correcto funcionamiento del sistema Disponen tambi n de dos memorias de acceso aleatorio m s una fija en la que se dispone el programa principal de gesti n del motor todo ello debido a la gran cantidad de datos que manipula Las dos memorias de acceso aleatorio contienen los mapas b sicos del funcionamiento del motor distintos para cada aplicaci n Estos mapas pueden ser simplemente constantes bidireccionales o tridimensionales 1 7 ESPECIFICACIONES DE OPERACI N DEL EDC PROPUESTO El sistema de control electr nico diesel EDC propuesto est constituido por un sistema de control denominado TICS El sistema TICS Time Inyection Control System indica la posici n objetivo de la pre carrera Inicio de la inyecci n est tica de acuerdo con la condici n de carga del motor que es medida por la posici n de la cremallera y las revoluciones del motor con ajustes basa
37. dos en todas las se ales de los sensores El sistema detecta la posici n actual de la pre carrera y retroalimenta al actuador de pre carrera para alcanzar su posici n objetivo como lo indica la Figura 1 3 Esto permite elevadas relaciones de inyecci n en las gamas de bajas y medias velocidades con un intervalo corto de inyecci n contribuyendo as a producir esfuerzos de torsi n m s elevados y emisiones limpias mejorando el funcionamiento de los veh culos diesel de inyecci n directa Pevoluciones gt Determina Posici n de pre carrera objetivo del motor posici n de pre gt Ajuste Carga del motor gt gt carrera dd Posici n real de pre canera S alesde entrada Ajuste Resi n de refuerzo Temperatura del Posici n de pre carrera agua objetivo Se ales de cond ci n de intemup Controlador del res etc Actuador Unidad de Control Actuador de pre carrera Sensor de pre carrera Figura 1 3 Sistema de control de laso cerrado del sistema EDC propuesto con todos sus componentes En el motor 6HE1 TC se encuentran adosados los sensores y actuadores necesarios para gestionar su funcionamiento optimo en la Figura 1 4 se indica su localizaci n Sensor de temperatura de refrigerante doble Sensor de pre carera Actuador de pre carrera Sensor de cremallera Sensor de revoluciones del motor Figura 1 4 Localizaci n de sensores y act
38. e W L 2 W L condicional encendida O refi rase a la lista de DTC En adici n al disparo del DTC la condici n dura m s de 20 segundos a menos de 600 RPM Ne de velocidad del motor entonces la W L se enciende 3 W L siempre encendida 0 refi rase a la lista de DTCO Cuando un DTC se dispara W L siempre se enciende Nota La W L indica lo siguiente en el supuesto de que no haya ninguna falla Ne 0 Luz encendida Nez0 Luz apagada 1 14 4 Cancelaci n de DTC Cuando un DTC se dispara se activa el modo de apoyo Un primer tipo de DTC S son anulados durante el modo de apoyo si se detecta que falla ya no est presente Otro tipo de DTC S no son anulados hasta que el ECU sea recalibrado reset El primer tipo de DTC significa que no ocurrir ning n da o al motor aunque se contin e operando el segundo DTC significa que puede ocurrir da o al motor si se contin a operando 1 14 5 Lista de C digos de Diagn stico de falla DTC Euroll 6S5D1 TC 6HE1 TCN 6HE1 TCC 6HE1 TCS Tabla 1 10 Lista de c digos de falla DTC DTC ltem Descripci n de la falla 33 Memoria RAM INT arranque ON datos leidos no corresponden con datos escritos Tiempo de detecci n Ninguno Apoyos 543 Revoluciones 6HE1 TCS C N m s de 3800 0 5 seg Ninguno excesivas del motor RPM 65D1 TC m s de 2900 RPM 10 Sensor de cremallera Sensor de voltaje abierto o en corto por m s de 2
39. e est n construidas en metal Figura 1 18 Compartimiento met lico Conector m ltiple conector el ctrico de multiterminales que conecta la computadora a un arn s que seguidamente conecta a los diversos elementos que conforman el sistema EDC Figura 1 19 Conector m ltiple 1 8 3 Actuadores Dispositivos de salida que convierten las se ales el ctricas que llegan de la ECU en acciones y respuestas de tipo rob tica como es el caso de simples solenoides motores paso a paso electro v lvulas este es el caso de los actuadores utilizados en el sistema EDC propuesto La bomba electr nica regula el tiempo de inyecci n en los cilindros por medio de un motor de calado o servomotor situado en la parte posterior de la bomba Este motor esta controlado electr nicamente por medio de la unidad de control ECU que lo hace girar moviendo mediante su eje una pieza exc ntrica que convierte el movimiento giratorio del motor en un movimiento lineal para desplazar la corredera de variaci n del tiempo de inyecci n Cuanto mayor sea la distancia D mayor ser el tiempo de adelanto en grados a inyectar en los cilindros En la figura 1 20 se muestra la corredera de variaci n del tiempo de inyecci n Servomotor Excentrica Corredera de regulaci n Embolo distribuidor Figura 1 20 Servomotor de posicionamiento de la corredera de variaci n de tiempo de inyecci n La figura 1 21 se indica la forma f sica del s
40. e niveles de voltaje una fuente de alimentaci n de corriente continua regulable Al correr el software de control y seleccionar cada uno de los instrumentos virtuales se obtienen los datos que se muestran en cada una de las siguientes tablas con sus respectivos an lisis Tabla 3 1 Pruebas de funcionamiento del sensor de temperatura TEMPERATURA temperatura Voltaje Instrumento C Generado Virtual Vcd C 20 3 090 24 40 2 093 48 60 1 393 65 80 0 823 80 Debido a que la funci n de transferencia del sensor de temperatura no es totalmente lineal se puede tener una aproximaci n de la lectura con una peque a desviaci n en valores bajos de operaci n que son valores iniciales de operaci n del veh culo Tabla 3 2 Pruebas de funcionamiento del sensor de la cremallera CREMALLERA Posici n Voltaje Instrumento de la generado Virtual cremallera Vcd mm mm 1 1 1 058 2 2 2 058 3 3 3 058 4 4 4 078 5 5 5 000 Los valores obtenidos con el instrumento virtual tiene una margen de error aproximado del 5 8 de que es un valor aceptable para el proceso y que no genera mayor inconveniente en el diagn stico del mismo Tabla 3 3 Pruebas de funcionamiento del Tac metro TAC METRO Panel de Frecuencia Instrumento instrumentos Hz Virtual RPM RPM 500 26 38 508 1000 52 77 1007 1500 79 16 1507 2000 105 55 2009
41. el mbolo aristas de mando inclinadas de forma tal que al girar el mbolo mediante una varilla de regulaci n resulte la carrera til deseada Entre la c mara de alta presi n de bomba y el comienzo de la tuber a de impulsi n existen v lvulas de presi n adicionales seg n las condiciones de inyecci n Estas v lvulas determinan un final de inyecci n exacto evitan inyecciones anteriores en el inyector y procuran un campo caracter stico uniforme de bomba Los controles para bombas lineales para la l nea pesada se designan con las siguientes letras por su caracter stica de control o Hoss Para la designaci n con esta letra se tiene un control electr nico de caudal de combustible y avance en el tiempo de inyecci n del combustible O A Se designa con esta letra al controlador electr nico en el regulador aplicado en camiones de l nea pesada JHON DEERE VOLVO o M De igual manera que en el caso anterior con regulador electr nico pero en MB L nea liviana e EDC para bombas de inyecci n rotativas Estas bombas constan de un regulador de revoluciones mec nico para regular el caudal de inyecci n as como de un regulador hidr ulico para variar el avance de inyecci n En bombas rotativas controladas electr nicamente se sustituyen los elementos mec nicos por actuadores controlados electr nicamente Las bombas rotativas solo tienen un elemento de bombeo de alta presi n para todos los cilindros Bomba de inyecc
42. ervo motor montado en la parte posterior de la bomba de inyecci n Srvomotor Figura 1 21 Localizaci n del servomotor sobre la bomba de inyecci n 1 9 VALORES DE OPERACI N Tabla 1 5 Punto de ajuste de la pre carrera datos tomados del manual proporcionado por el Centro de Entrenamiento0 8 CET de la GM Ecuador Pre carrera Punto de ajuste _ 3 1 0 05mm Punto de ajuste Z 5 0 0 03mm Tabla 1 6 Ajuste de la rata de variaci n de la cantidad de inyecci n datos tomados del manual proporcionado por el Centro de Entrenamiento0 8 CET de la GM Ecuador Punto Posici n Velocidad Cantidad de M x variaci n de de de Inyecci n Mejora cilindro Fijo Observaci n ajuste Cremallera la bomba cm 1 000golpe mm r min s 14 4 750 120 1 6 2 5 Cremallera B sico Ajuste la cantidad de Z Aprox 425 19 14 Cremallera inyecci n a N 425 9 0 Ajuste el gobernador seg n especificaciones Tabla 1 7 Tiempo de inyecci n datos tomados del manual proporcionado por el Centro de Entrenamiento0 amp CET de la GM Ecuador Pre carrera Orden de inyecci n e intervalo Holgura de las v lvulas Control el ctrico 1 5 3 6 2 4 60 30 Los mbolos son numerados desde el lado del gobernador Gire manualmente el rbol de levas varias veces para asegurarse que gira suavemente Tabla 1 8 N mero de bomba N mero de conjunt
43. gular regular Cancelaci n de DTC No No modo de respaldo Si Si Si No Si No Si No No Si Notas 1 Presentaci n de modo de usuario es como sigue o menos de 600 rpm y por menos de 20 seg e luz encendida permanentemente A luz no encendida 2 Voltajes de salida de diagn stico del sensor de cremallera lado de alta son diferentes entre motores 6HE1 TCS C N 3 9V 6SD1 TC 3 7V 3 Voltajes de salida de diagn stico del sensor de cremallera lado de baja son deferentes entre motores 6HE1 TCS C N 0 2V 6SD1 TC 0 7V 4 Angilos de pre carrera unidad ngulo equivalente a 3 grados CA son diferentes 6HE1 TCS C N 5 6 grados 6SD1 TCC N 5 6 grados 6SD1 TC 9 2 grados 5 Si 3 hay una diferencia de 3 grados CA entre el ngulo objetivo y el ngulo actual enciende siempre Si hay una diferencia de 3 grados CA entre el ngulo objetivo y el ngulo actual no enciende 6 La siguiente condici n no se detecta como falla El sensor de cremallera est fallando previamente Se detecta un error en el aprendizaje de la pre carrera 7 Otros c digos de falla DTC diferentes del 33 no son detectados a menos de 18 voltios DTC Condici n de cancelaci n Presentaci n de la l mpara de diagn stico Modelo de motor de DTC INT Diag Abierto INT Diag En corto Usuario concecionario 6HE1 TCS 6HE1 TC 6HE1 TC 33 Ninguno Ninguno wm ww au pos 10 Determinado cuand
44. i n rotativa de mbolo axial Esta bomba consta de una bomba de aletas que aspira combustible del dep sito y lo suministra al interior de la c mara de bomba Un mbolo distribuidor central que gira mediante un disco de levas asume la generaci n de presi n y la distribuci n a los diversos cilindros Durante una vuelta del eje de accionamiento el embolo realiza tantas carreras como cilindros del motor a de abastecer Los resaltes de leva en el lado inferior del disco de leva se deslizan sobre los rodillos del anillo de rodillos y originan as en el mbolo distribuidor un movimiento de elevaci n adicional al movimiento de giro En la bomba rotativa convencional de mbolo axial VE con regulador mec nico de revoluciones por fuerza centrifuga o con mecanismo actuador regulado electr nicamente existe una corredera de regulaci n que determina la carrera til y dosifica el caudal de inyecci n El comienzo de suministro de la bomba puede regularse mediante un anillo de rodillos variador de avance En la bomba rotativa de mbolo axial controlada por electrov lvula existe una electrov lvula de alta presi n controlada electr nicamente que dosifica el caudal de inyecci n en lugar de la corredera de inyecci n Las se ales de control y regulaci n son procesadas en dos unidades de control electr nicas ECU unidad de control de bomba y unidad de control de motor El n mero de revoluciones es regulado mediante la activaci
45. iaci n de valores de posicionamiento del servomotor en el instrumento virtual de esta manera se comprueba su correcto funcionamiento 3 1 6 P S Actuador La se al generada por el controlador para controlar al actuador de tiempo es una se al de onda cuadrada que al aumentar la frecuencia aumenta el desplazamiento del actuador teniendo un nivel m ximo de 25Vcd aproximadamente para calibrar la tarjeta de acondicionamiento de se ales se debe ingresar una se al de 5Vcd en primer lugar con un mult metro se debe medir en el cursor del potenci metro RV2 un valor de 0 833Vcd seguidamente se incrementa la se al de entrada a 25Vcd y se debe observar en el cursor del RV2 una lectura de 5Vcd y se realiza el respectivo ajuste dentro del programa de control Al variar el voltaje de entrada se observa la variaci n en el instrumento virtual comprob ndose de esta manera su correcto funcionamiento 3 1 7 L mpara de Diagn stico Para calibrar la opci n de diagn stico se debe correr el programa de control y seleccionar la respectiva funci n al activar el switch de diagn stico se acciona el relay de la tarjeta conmutando a negativo el terminal del switch de diagn stico comprobando con el mult metro en funci n de continuidad Seguidamente se ingresa una se al de 5Vcd se mide con el mult metro en el cursor del potenci metro RV3 un voltaje de 0 833 Vcd Para comprobar se fija en 10 voltios la fuente de alimentaci n y se observa
46. ici n de datos DISPOSITIVO REFERENCIA Circuito integrado 74LS244 Conversor ADCO808N Circuito integrado 74LS00 Regulador de Voltaje 7805 Puente rectificador W04 Resistencia 1K0 1 4W Resistencia 2200 1 4W Condensador electrol tico 470uf 25V Condensador cer mico 100pf Condensador cer mico 470uf Diodo LED rojo Diodo LED verde Diodo LED verde Conector DB 25 Macho Conector DB 25 Hembra Conector H2 Placa de circuito impreso de 110x100 mm Chasis 2 1 3 Dise o del circuito impreso de la tarjeta de adquisici n de datos Para el dise o del circuito impreso se utiliza el programa computacional para aplicaciones electr nicas PROTEUS que permite obtener el diagrama del circuito impreso del presente proyecto La figura 2 7 muestra la pantalla principal del programa mencionado que se utiliza como herramienta para el dise o del circuito impreso Es UNTITLED ISIS Prolessional Ele Vew Eck Libcoy lods Desigo Gaph Souce Doug Tengisto Spitem Heip 1058 00 390 BD 29990 gt LDE 22M 9 gt azz oea nDO B E RRA SIDAD BODA DA lt BRITEUS Ys Tk e CAI Rorer cor st Figura 2 6 Pantalla principal del programa PROTEUS Utilizando esta herramienta se obtiene el diagrama del circuito impreso como se indican en la figura 2 7 figura 2 8 y la figura 2 9 respectivamente 7 5 PRES Proteus es una herramienta fundamental para las personas que est n involucrada
47. iilo de purga cebadar manual bomba de suministro H gobernador centritugo tubo de retorno tanaue de combustihia Figura 1 29 Subsistema de alimentaci n En la Figura 1 29 se aprecia estos dos circuitos formado por los siguientes componentes 1 Un tanque para el combustible Diesel Manguera de evaporaci n de combustible Manguera de alimentaci n de combustible Manguera de retorno de combustible Conector unidad de medici n de combustible Banda de sujeci n NAON Figura 1 30 Tanque de combustible 2 Una bomba elevadora o de suministro de combustible para abastecer al sistema desde el tanque Figura 1 31 Bomba de suministro desde el tanque hacia la bomba 3 Filtro de combustible que retienen part culas diminutas en el combustible Tap n de respiraci n Conexi n Tuerca del filtro z E de rotarno O Tapa Sello de la tapa Sello Elemento filtrante Caja Filtro de combust s Levl Ayt Figura 1 32 Filtro de combustible 4 Bomba de inyecci n que entrega una cantidad exacta de combustible a alta presi n en cada inyector en el momento preciso Figura 1 33 Bomba de inyecci n 5 Inyectores uno para cada cilindro que atomizan combustible en las c maras de combusti n PARTES DEL INYECTOR Figura 1 34 Partes del inyector PARTES DEL INYECTOR Tuerca supa or Entrada de combustible Tuerva de la tobera Figura 1 35 Inyector 6 Mecanismo aut
48. incluidas las sub ventanas para cada una de las se ales que se necesita monitorear Figura 2 17 Ventana Monitoreo Figura 2 18 Ventana Temperatura Motor Figura 2 19 Ventana Cremallera Figura 2 20 Ventana Tac metro Figura 2 21 Ventana Velocidad Figura 2 22 Ventana Sensor PS Figura 2 23 Ventana PS ACT Diag Lamp Canal 6 gt gt gt gt Pinout 46 SW DIAG Multicolumn Listbox gt C digo Descripci n Revisar a 256 123 Figura 2 24 Ventana Diag Lamp BS PUR Canal 7 gt gt gt gt Pinout 27 gt l Amplitude Time Figura 2 25 Ventana PS PWR 2 2 2 Diagrama en bloques de la aplicaci n Para esta aplicaci n se utiliz como base la funci n Stacked Secuence Structure para cada uno de los pasos a seguir en la conversi n y obtenci n de los datos digitales para su posterior manipulaci n bajo el entorno de LabVIEW 2 2 2 1 Selecci n del canal e inicio de conversi n Dependiendo de la se al que se necesita monitorear se deben fijar cada bit de direccionamiento del ADC adicionalmente se debe fijar el bit de inicio de conversi n START y ALE con estos datos se obtiene el arreglo de bits de salida por el puerto paralelo 888d 378h Figura 2 26 Selecci n del canal e inicio de conversi n 2 2 2 2 Parar conversi n y selecci n de los 4 bits m s significativos msb En este paso se fija en 0
49. ipo Bosch MD en l nea TICS Di metro exterior del mbolo mm in 11 0 433 Gobernador tipo RLD velocidad variable Gobernador mec nico Tiempo Bomba de alimentaci n Doble acci n Boquilla de inyecci n tipo Orificios N mero de orificios boquilla de inyecci n 5 Presi n de apertura Kpa kg cm psi 20 700 211 3 000 Filtro primario de combustible y separador de agua Elemento de papel con dep sito de agua tipo Filtro principal de combustible CARTUCHO transparente 1 2 CLASIFICACI N DE LOS SISTEMAS DE CONTROL ELECTR NICO DIESEL EDC En la actualidad se han desarrollado varios sistemas de control de inyecci n electr nica de combustible para los motores diesel dependiendo de las caracter sticas mec nicas electr nicas de estos sistemas he podido clasificar de la siguiente manera seg n la informaci n recopilada de varios autores de informaci n t cnica 1 2 1 Sistemas mec nicos con correcci n electr nica llamados tambi n Sistema con unidad de mando Estos sistemas est n formados por una bomba netamente mec nica a las que se le han adicionado algunos sensores y por ende algunos actuadores conjuntamente con una unidad de mando controlador para controlar determinadas variables con el objetivo de obtener un motor m s eficiente la siguiente es una clasificaci n que la he realizado bas ndome en esta caracter stica 1 2 1 1 Control de recirculaci n de gases de escape EGR Este tipo de contro
50. l inyector se abre solamente unas pocas cent simas de mil metro de modo que en la c mara de combusti n s lo penetra una parte m nima de la cantidad de combustible La secci n de inyector completa s lo se abre en el proceso de inyecci n subsiguiente inyectando la parte principal de la cantidad de combustible Con este procedimiento de inyecci n escalonada la combusti n se realiza de forma mucho m s suave y silenciosa La figura 1 1 indica los componentes de gesti n electr nica generalizados sensores unidad electr nica y actuadores Las bombas de inyecci n incorporan v lvulas electromagn ticas de alta presi n que abren y cierran directamente la c mara de la bomba con lo que se consigue una dosificaci n de combustible m s precisa y flexible N mero de revoluciones M dulo de control electr nico EDC a Sensor del acelerador Presi n de carga Masa de aire Realimentaci n de gases escape Turbocargador Temperatura Turbolader del aire Instalaci n de aire z acondicionado Diagnosis del agua indicadores Temperatura Velocidad de Bus de datos CAN marcha Se ales de conmutaci n A Figura1 1 Diagrama de un sistema de Control electr nico diesel EDC con sus componentes La tendencia en motores Diesel ha sido la de ofrecer motores de inyecci n directa controlados electr nicamente y turboalimentados Figura 1 2 con ello se ha conseguido una importante econom a de consumo
51. l se basa en la informaci n generada por un sensor colocado sobre la bomba de inyecci n o en el tap n de puesta a punto pudiendo ser un potenci metro o microcontacto de posicionamiento la informaci n generada por el sensor es procesada en la unidad de mando controlador generando una respuesta de control hacia el actuador en este caso una electrov lvula que ejerce un by pass entre el m ltiple de escape y el m ltiple de admisi n permitiendo el ingreso de peque as cantidades de gases de escape aproximadamente un 7 del volumen de la c mara de combusti n para ser mezclados con la carga aire combustible La temperatura de la c mara de combusti n se reduce bajando las emisiones de Nox control ndose de esta manera las emisiones de xidos de nitr geno Nox 1 2 1 2 Control de avance electr nico En este caso el avance es dado por el dato que recoge la unidad de mando mediante un sensor que se ubica detr s de la bomba inyectora en este se determina no solo el pulso de inyecci n n mero de revoluciones si no tambi n el ancho del pulso con ambos datos y con un mapeo de dicha informaci n se env a el pulso para el solenoide de avance 1 2 2 Sistema diesel con control totalmente electr nico Estos sistemas se basan en el control electr nico del sistemas EDC propiamente dicho en los que adem s de controlar el comienzo de inyecci n tambi n se regula electr nicamente la dosificaci n mediante un sistema de medi
52. l veh culo Entre las funciones que realiza la ECU se tienen las siguientes e Regulador de voltaje reduce el voltaje de entrada a la computadora 24Vcd y lo mantiene a un nivel preciso 5Vcd tanto para alimentar sus componentes internos como externos sensores y o algunos actuadores Figura 1 13 Regulador de voltaje que mantiene 5 Vcd para alimentar al ECM y algunos sensores y actuadores e Reloj generador que produce pulsos estables de 1 BIT de longitud Este pulso constante sirve como una se al de referencia con la cual se comparan otras se ales e Convertidor anal gico convierte la se al de voltaje anal gico de los sensores a la forma digital que el microprocesador puede manejar interfase de entrada e Convertidor digital convierte las se ales de salida digital de la computadora en voltaje anal gico para hacer funcionar los actuadores interfase de salida e Microprocesador es un circuito integrado de alta escala de integraci n LSI comandado por un programa y que es capaz de constituirse en una unidad central de control y tratamiento de un sistema m s complejo en general de un computador Figura 1 14 Microprocesador utilizado el la unidad de control ECM de nuestra aplicaci n fabricado por la NEC con n mero de parte D78P334LQ A e Memoria circuito integrado digital que permite l almacenamiento de informaci n binaria que usa el microprocesador La unidad de control necesita de un prog
53. la cremallera 43 Sensor de la pre carrera 48 Sensor de las revoluciones del motor 49 Computadora 49 Principios de funcionamiento de la 49 unidad de control Actuadores 50 VALORES DE OPERACI N 51 DIAGRAMA DE INSTALACI N CONECTOR DE DIAGN STICO 52 SUBSISTEMA DE ALIMENTACI N SUBSISTEMA DE INGRESO DE AIRE SUBSISTEMA DE DIAGN STICO Diagn stico C digos C mo leer los DTC Procedimiento de inspecci n de fallas sin DTC modo de usuario Cancelaci n de DTC Lista de c digos de diagn stico de fallas DTC Euro Il 6SD1 TC 6HE1 TCN 6HE1 TCC G6HE1 TCS CAPITULO ll DISE O Y CONSTRUCCI N DEL SISTEMA INTRODUCCION HARDWARE Caracter sticas del puerto paralelo del PC Dise o de la tarjeta de adquisici n de datos Dise o del circuito impreso de la tarjeta de adquisici n de datos Caracter sticas del cable a utilizarse para la tarjeta de adquisici n de datos Dise o de la tarjeta de acondicionamiento de se ales Dise o del circuito impreso de la tarjeta de acondicionamiento de se ales Caracter sticas del cable a utilizarse para la tarjeta de acondicionamiento de se ales SOFTWARE Programaci n en el software LabVIEW Ventana Panel Principal Ventana Diagrama circuital Ventana Localizaci n de Partes Ventana Monitoreo Diagrama en bloque de la aplicaci n Selecci n del canal e inicio de conversi n Parar conversi n y selecci n de los cuatro bits m s significativos msb Lectura de la parte alta msb de la
54. moci n de los sistemas de instrumentaci n denominados virtuales tomando como base la utilizaci n de un sistema computacional conjuntamente con una interfase con el mundo exterior hardware denominada tarjeta de adquisici n de datos y un programa de control software A continuaci n se detalla la conformaci n de los elementos de esta aplicaci n del sistema de instrumentaci n virtual para el diagn stico de sistemas de inyecci n electr nica diesel aplicado a camiones ISUZU 1 15 HARDWARE Para la construcci n del sistema se toma como base a una tarjeta de adquisici n de datos utilizando el puerto paralelo de una PC Se entiende por Adquisici n de datos a la acci n de medir variables convertirlas a formato digital almacenarlas en un computador y procesarlas en cualquier sentido Este proceso necesita de una interfase entre el mundo f sico y el computador que se suele denominar como tarjeta de adquisici n de datos Figura 2 1 Elementos para la adquisici n de datos an logos para conformar un sistema de instrumentaci n virtual El proceso de adquisici n de datos del mundo f sico conlleva los siguientes pasos fundamentales 1 Utilizaci n de un sensor transductor adecuado para la variable que se desea medir el cual permite detectar y convertir la variable f sica a una se al anal gica de voltaje o corriente el ctrica 2 Amplificaci n de la se al de voltaje o corriente si se requiere Si la se al
55. niciar nuevamente el proceso de corrido de la aplicaci n hasta corregir el mal funcionamiento del sistema propuesto para luego salir de toda la aplicaci n cerrando directamente el programa LabVIEW previamente parando la aplicaci n 4 5 PLAN DE MANTENIMIENTO Y OPERATIVIDAD La aplicaci n desarrollada Ventanas en LabView la tarjeta de adquisici n de datos la tarjeta de acondicionamiento de se ales no requiere mantenimiento El mantenimiento que debe realizarse es en los contactos tanto de salida como de entrada a la tarjeta de adquisici n de datos y acondicionamiento de se ales y el cableado que es utilizado para nter conexionar al sistema CAPITULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 4 1 CONCLUSIONES o Al finalizar el presente proyecto se concluye que se alcanzaron los objetivos propuestos o Con el desarrollo de la presente aplicaci n se ha entregado a la Empresa Einstronic una herramienta para el diagn stico y reparaci n de sistemas electr nicos vehiculares diesel EDC o Con este proyecto se ha logrado implementar un sistema acorde con el desarrollo tecnol gico en la industria automotriz satisfaciendo los requerimientos de estos avanzados sistemas de control en el rea de automoci n o Con este proyecto se ha disminuido el tiempo de diagn stico para el mantenimiento y reparaci n del sistema EDC propuesto o Adem s podemos concluir que con esta aplicaci n podemos obtener patrones de comparaci n q
56. noide proporcional que es controlada por una se al PWM generada por el controlador que dependiendo de la disponibilidad en la forma de controlar el caudal se tiene las siguientes aplicaciones Este sistema de inyecci n es similar al JETRONIC de Bosch es decir con un riel com n de suministro de combustible para todos los inyectores La se al PWM Modulaci n en el ancho del pulso utilizada para controlar al actuador se caracteriza por que al aumentar el ancho de pulso en alto se entrega mayor cantidad de energ a al actuador gener ndose de esta manera un mayor desplazamiento del mismo e Posicionador rotativo en EDC VE e Posicionador lineal en EDC Lineales e Solenoide lineal en PDL PDE COMMON RAIL y VR 1 3 2 Correcci n electr nica de avance La correcci n electr nica de avance se la realiza por medio de una electrov lvula o solenoide controlado por una se al PWM teniendo las siguientes aplicaciones e V lvula pulsante VE e Solenoide lineal EV Bomba H e Solenoide lineal en PDL PDE COMMON RAIL y VR 1 3 3 Regulaci n de los gases de escape EGR La regulaci n de los gases de escape es realizado por un solenoide aplicado a una v lvula controlada con una se al On Off que es generada por el controlador obteni ndose la siguiente aplicaci n e V lvula solenoide 1 4 SENSORES PARA LOS SISTEMAS DE CONTROL ELECTR NICOS DIESEL EDC CLASIFICADOS De igual manera que para los actuadores de cada uno de
57. ntal en mi vida as como a mis queridos hermanos Mauricio Diego y David Santiago Barona D az INDICE CONTENIDO PAG CAPITULO CONTROL ELECTR NICO DE MOTORES DIESEL 1 INTRODUCCION 1 MOTOR ISUZU ESPECIFICACIONES DE 1 OPERACI N CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS 4 ELECTRONICOS DIESEL EDC Sistemas mec nicos con control 5 electr nico llamados tambi n Sistemas 5 con unidad de mando 5 Control de recirculaci n de gases de 6 escape EGR Control de avance electr nico 12 Sistema diesel con control totalmente 12 electr nico 12 ACTUADORES PARA LOS SISTEMAS DE 13 CONTROL ELECTR NICO DIESEL EDC CLASIFICADOS 13 Regulador de caudal 13 Correcci n electr nica de avance 14 Recirculaci n de los gases de escape 15 EGR 15 SENSORES PARA LOS SISTEMAS DE 15 CONTROL ELECTR NICOS DIESEL EDC CLASIFICADOS 16 De las RPM 16 Posicionadores de corredera de regulador en VE 17 Posici n varilla de regulaci n en l nea 19 Posici n del acelerador potenciom trico 19 De temperatura 20 De movimiento de la aguja de la tobera 21 Se al comienzo de inyecci n Caudal de aire 21 EVOLUCI N DE LOS SISTEMAS DE CONTROL ELECTR NICO DIESEL EDC 23 EL SISTEMA DE CONTROL ELECTR NICO 24 Entradas 25 Salidas 27 Unidad central de procesos 28 ESPECIFICACIONES DE OPERACI N DEL EDC 29 PROPUESTO 30 DETALLE ESPEC FICO DEL SISTEMA DE 31 CONTROL ELECTR NICO DIESEL 37 PROPUESTO 39 Sensores 42 Sensor de temperatura del motor 43 Sensor de
58. o bomba de Inyecci n No ISUZU No ZEXEL Observaciones 8 94390 6180 107692 1250 Tabla 1 9 Volumen de inyecci n y rendimiento del gobernador Volumen de Inyecci n Posici n Velocidad Cantidad de M x Fijo Observaciones de de Inyecci n variaci n cremallera la bomba cm 1000golpes Mejor mm r min cilindro R1 14 4 750 120 1 Palanca B sico Sobre presi n Kpa mmHg Sobre 51 3 sobre 460 R1 2 65 1250 135 Palanca Sobre presi n Kpa mmHg Sobre 61 3 sobre 460 R1 3 4 550 63 Palanca Sobre presi n O Aprox 150 130 Palanca Sobre presi n 0 R1 0 25 Aumento camera del compensacor 4 1 zw Posici n cremallera mm 450 650 950 1440 1540 Velocidad de la bamba r min Figura 1 22 Volumen de inyecci n y rendimiento del gobernador Velocidad de la bomba r min Figura 1 23 Ajuste de m nima Figura 1 24 Angulo de la palanca de parada Posici n H lomilo de parada Figura 1 25 Angulo palanca de control de velocidad E e RalRi 0 55 El G E 5 E Rr2 7 0 po 0 41 341 9 130 10 48 0 360 Presi n de refuerzo Kpa fmmHa Figura 1 26 Ajuste refuerzo compensador 1 10 DIAGRAMA DE INSTALACI N asimshu gt DIN w o Tierra PWR Corte R Actuador pre carrera 7 2 Sensor de las revoluciones del motor Y IN Se al a
59. o de la conversi n 1 l nea de salida del puerto DO y para la selecci n del byte m s o menos significativo 1 l nea de salida del puerto D4 Adicionalmente para accionar el test del sistema propuesto se tiene una salida digital D5 y como salidas auxiliares para aplicaciones futuras 2 l neas D6 y D7 Con estas consideraciones se tiene el diagrama esquem tico como el de la figura 2 5 que muestra la utilizaci n del ADCO808N adicionalmente la utilizaci n de los buffer 74LS244 que permite la multiplexaci n de los bytes m s o menos significativos VREF VREF CLOCK OUTPUT ENABLE EOC lol l ajjaj QO Figura 2 5 Diagrama esquem tico la tarjeta de adquisici n de datos Se puede observar en el diagrama que se utiliza un circuito integrado 74LS00 como generador de reloj en el jumper J2 tenemos 8 entradas anal gicas de 0 5 V 3 salidas digitales y salidas de alimentaci n GND 5Vcd Vaux La tabla 2 2 indica los elementos que se utilizan para la conformaci n de la tarjeta de adquisici n de datos que se utiliza para la aplicaci n de la instrumentaci n virtual Tabla 2 2 Lista de elementos para la conformaci n de la tarjeta de adquis
60. o las Ninguna rpm del motor est n por debajo de 2 Detectado nicamente cuando las rpm del motor fallan por encima de 1200 rom 15 Voltaje del sensor cae por debajo de 3 cuando la se al del sensor Ne alcanza 29 e Cuando el encen segundos 5 est en ON aplica m ximo control de avance Cuando el encen dido est en ON aplica m ximo con trol de avance GND abierto ni co control OSC MLD abierto no control or or or p f H5 4 3 Ubicamente DTC almacenado no hay respaldo Ninguno No se almacena DTC o 291 Voltaje del sensor cae por debajo de 3 3V o por encima de 0 7V 292 23 Sensor entrada de resistencia voltaje menor que 4 8V y m s de 0 8V AA O 2 aa 423 Cuando falla el sensor de pre carrera este DTC no fija solo una vez con la llave de encendido en ON es detectado L mpara prendida voltaje de alimentaci n de precarga mayor que L mpara de diag n stico encendida 1 9 0 1 DTC Motor apagado 0 1 DTC Motor apagado MN j gt gt DTO O poo DTO CAPITULO ll DISE O Y CONSTRUCCI N DEL SISTEMA 2 INTRODUCCI N En la actualidad el desarrollo tecnol gico alrededor de los sistemas computacionales han permitido la utilizaci n de estos sistemas en diferentes reas como la oficina pasando por la industria la automoci n aplicaciones aeron uticas navieras etc En este cap tulo se detalla una aplicaci n en el rea de la auto
61. o por el Centro de Entrenamiento0 amp CET de la GM Ecuador VR No de parte unidad de control 407912 1742 2V 105782 6320 407910 3032 3V 407910 6010 407910 7210 1 8 1 3 Sensor de la pre carrera Para saber que posici n ocupa la pre carrera que es accionada por el servomotor existe un sensor de posici n Este sensor informa en todo momento a la ECU de la posici n de la pre carrera mediante una se al el ctrica La ECU compara esta se al con un valor te rico que tiene en memoria y si no coincide manda se ales el ctricas al servomotor para posicionar la pre carrera hasta que la se al del sensor coincida con el valor te rico de la ECU Este sensor es del tipo inductivo sin contactos conocido como HDK o anillo semidiferencial Esta constituido por una bobina circundada por un n cleo de hierro m vil que se encuentra unido al eje del servomotor actuador Conexi n el ctrica Bobina alimentada con comente altema AC Be de accionamiento N cleo de hierro Figura 1 10 Sensor de la pre carrera localizado en la parte posterior de la bomba 1 8 1 4 Sensor de las revoluciones del motor El r gimen del motor es medido por el sensor de las revoluciones que es el encargado de informar a la ECU constantemente con una se al pulsante variante en el tiempo en forma proporcional a la velocidad angular del volante dentado gener ndose de esta manera una variaci n de la relu
62. om tico que permite controlar la cantidad de combustible entregado a los inyectores y de esta manera controlar el motor Figura 1 36 Regulador de combustible 7 Gobernador regulador para controlar la velocidad del motor de acuerdo a las condiciones de carga 8 Tubos de retorno para el exceso de combustible 1 13 SUBSISTEMA DE INGRESO DE AIRE El subsistema de ingreso de aire consta de los siguientes elementos El compartimiento para alojar al filtro de aire El filtro de aire El turbo alimentador El m ltiple de admisi n El m ltiple de escape Sistema de lubricaci n para el turbo alimentador O O O O O O O Los conductos de comunicaci n entre los diferentes puntos Todos estos elementos podemos observar en la figura 1 37 Figura 1 37 Subsistema de alimentaci n de aire 1 14 SUBSISTEMA DE DIAGNOSTICO 1 14 1 Diagn stico C digos El sistema de mando del motor lleva un sistema de diagn stico incorporado donde con la ayuda de la secci n electr nica hay posibilidades de detectar y buscar posibles fallas Si aparece una falla en uno o varios componentes incluidos en el sistema de mando del motor queda registrada y almacenada en la unidad de mando mediante un c digo de falla Al mismo tiempo empieza a parpadear el testigo de diagn stico en el panel de instrumentos Se debe tomar nota del C digo de Diagn stico de Problema presente DTC durante el diagn stico especialmente cuando hay DTC S m
63. os respectivos cables de conexi n Realizar la conexi n de cada uno de los canales respectivos a cada terminal del ECM del EDC propuesto seg n lo indica el diagrama de conexiones de la tarjeta de acondicionamiento de se ales Realizar una inspecci n de comprobaci n de las conexiones para evitar da os en los sistema ya que son susceptibles a los transitorios o generar una mala obtenci n de informaci n en el monitoreo y posterior an lisis de los resultados reflej ndose de esta manera diagn sticos err neos 4 3 INICIALIZACI N DE LA APLICACI N El procedimiento de inicializaci n de la aplicaci n es la siguiente 1 2 3 Aseg rese que los elementos del sistema se encuentren conectados entre si y adem s con la conexi n de tierra referencial Activar la computadora e ingresar al programa LabVIEW haciendo clic en el icono que aparece en la pantalla de la computadora denominado escritorio LabwIEW 2 0 Figura 4 2 Ubicaci n del icono de LabVIEW Luego de haber inicializado la sesi n de LabVIEW debemos seleccionar el men open IB LabVIEW Fie Edit Tools Help Open Configure oom d e E LabVIEW 7 E Figura 4 3 Panel principal 4 Aparecer la ventana para seleccionar la aplicaci n previamente creada y archivada Choose the YI to open lx Su aa alan Panel Principal VIs amp Controls wi ctl wit ct l Lo Figura 4 4 Cuadro de dialogo para abri
64. que proviene del sensor es d bil se requiere un amplificador de voltaje y alg n m todo para filtrar los ruidos el ctricos 3 Traducci n de esta se al anal gica al lenguaje propio del computador lenguaje digital Este proceso se conoce t cnicamente como conversi n AN LOGO DIGITAL A D 4 Adquisici n propiamente dicha de los datos que en forma digital podr n ser almacenados y llevados luego a pantalla o a otro perif rico del computador La Figura 2 1 muestra un diagrama conceptual del proceso de adquisici n de datos el cual sintetiza los pasos fundamentales ya mencionados para la obtenci n de un sistema de instrumentaci n virtual 1 15 1 Caracter sticas del puerto paralelo del PC La PC utiliza el puerto paralelo como interfase de salida para la comunicaci n con el mundo exterior el puerto paralelo de una t pica PC utiliza un conector hembra de tipo D de 25 pines DB 25 S ste es el caso m s com n El orden de las pines del conector del puerto paralelo es el que se detalla en la figura 2 2 5 Puerto de Datos PORT 888 Puerto de Estado Puerto de Control PORT 889 PORT 890 El puerto de la computadora se toma como interfase de salida pero en realidad se tiene una interfase bi direccional es decir entrada salida que se utiliza para la presente aplicaci n Figura 2 2 Conector del puerto paralelo de la PC Tabla 2 1 Descripci n de pines del puerto paralelo D 25 E Polaridad
65. r a corta de inyecci n El sistema UPS dispone de una unidad de inyecci n por cada cilindro del motor la cual es accionada por el rbol de levas del motor Una regulaci n electr nica por campo caracter stico del comienzo de inyecci n y de la duraci n de inyecci n o caudal de inyecci n aporta una reducci n destacada de las emisiones contaminantes del motor diesel En combinaci n con la electrov lvula de conmutaci n r pida accionada electr nicamente se determina la correspondiente caracter stica de cada proceso de inyecci n en particular e EDC para sistema de inyecci n de acumulador Common Rail CR En la inyecci n de acumulador Common Rail se realizan por separado la generaci n de presi n y la inyecci n La presi n de inyecci n se genera independientemente del r gimen del motor y del caudal de inyecci n y esta a disposici n en el Rail acumulador El momento y el caudal de inyecci n se calculan en la unidad de control electr nica ECU y se realizan por el inyector en cada cilindro del motor mediante el control de una electrov lvula 1 3 ACTUADORES PARA LOS SISTEMAS DE CONTROL ELECTR NICOS DIESEL EDC CLASIFICADOS Para cada uno de los sistemas de inyecci n electr nica diesel EDC clasificados se tienen determinados actuadores que intervienen en estos procesos como los indicados seguidamente 1 3 1 Regulador del caudal El regulador de caudal est constituido por una electrov lvula sole
66. r el VI 5 Seguidamente luego de presionar abrir aparecer el panel principal de la aplicaci n Panel Principal vi Front Panel ARTO Figura 4 5 Panel principal de la aplicaci n 6 Una ves abierta procedemos a correr la aplicaci n desde el bot n Run Continuously Panel Principal vi Operate To ajo 7 Run Continuously amer pmpa Figura 4 6 Bot n para correr la aplicaci n 7 En este instante se puede escoger cualquier funci n de las ventanas que contiene el Panel Principal 4 4 CARACTER STICAS DE LA VENTANA MONITOREO Dentro de la ventana Monitoreo tenemos cada uno de las se ales que se necesita monitorear para ser analizadas seg n los datos de operaci n del fabricante En primera instancia las ventanas de Temperatura Cremallera Velocidad Sensor PS PS ACT Y PS PWR no se necesita una mayor explicaci n de operaci n Mientras que para las ventanas Tac metro y Diag Lamp se necesita una explicaci n detallada de operaci n 4 4 1 Utilizaci n de la Ventana Tac metro Dentro de esta ventana tenemos el reloj indicador de la RPM en forma anal gica que va desde 0 RPM a 4000 RPM como escala m xima seg n el dise o del tac metro propio del veh culo Figura 4 7 Reloj de las RPM anal gico Adicionalmente tenemos en esta ventana un selector para fijar el valor de advertencia de revoluciones l mite de acelera
67. rama para poder realizar los c lculos estos programas son almacenados en memorias y en aplicaciones automotrices son las que dar n a la ECU las caracter sticas del sistema en el cual estar funcionando PULSOS DE RELOJ t N T E R F A s PULSOS DE RELOJ Figura 1 15 Diagrama funcional de las memorias Las memorias son fabricadas en un elemento llamado circuito Integrado o CHIP Existen varias clases de memoria en las computadoras automotrices o Memoria de acceso aleatorio RAM Este tipo de memoria permite a la ECU almacenar datos temporales hasta que sean ocupados por el programa para alg n prop sito La ECU podr almacenar y obtener informaci n en un momento dado Estos datos vienen de los sensores de entrada y los interruptores o Memoria de solo lectura ROM Este tipo de memoria es de almacenamiento permanente por lo tanto aqu est grabado el programa que controla el microprocesador Est informaci n est programada de f brica en la computadora bas ndose en la marca y en modelo del veh culo o Memoria programada solo de lectura PROM Esta informaci n es tambi n permanente y esta programada de fabrica en la computadora Los datos son espec ficos para el tama o del motor tipo de transmisi n sistema de combustible turbo o no turbo relaci n de cambios y una variedad de otras opciones Aunque es raro que falle la PROM o unidad de calibraci n se puede reemplazar en muchas
68. rear constantemente para dosificar el combustible en los diferentes valores de temperatura ya que no es siempre el mismo Los sensores de temperatura denominados RTD de resistance temperature detectors se elaboran con material conductor met lico dependiendo de la funci n de transferencia temperatura resistencia se tienen dos tipos como son los PTC Positive temperature coefficient y los NTC Negative temperature coefficient Para los sistemas EDC existen por lo general sensores de temperatura localizados estrat gicamente para medir Este tipo de sensor se encuentra generalmente en veh culos dotados con controladores totalmente electr nicos elimin ndose los accionamientos mec nicos al que normalmente se est acostumbrado es decir se tienen elementos virtuales como es el caso del acelerador embrague freno palanca de cambios panel de instrumentos etc Temperatura del Agua este sensor se encuentra localizado en el sistema de refrigeraci n adosado a una de las ca er as de conducci n del agua Temperatura del Aire este sensor se encuentra localizado a la entrada del aire seguidamente del depurador adosado a una de las ca er as de conducci n del aire 1 4 6 De movimiento de la aguja de la tobera Se al de comienzo de inyecci n Este sensor se basa en la inducci n magn tica generando un pico de tensi n no mayores de 0 25 Volts 1 4 7 Caudal de aire El caudal de aire es un sensor importante
69. rjeta de adquisici n de datos En lo referente a las revoluciones del motor tenemos una se al de onda cuadrada que varia su frecuencia en forma proporcional al giro del motor con amplitud m xima de 5 voltios que entrega el ECM por PIN 35 en este caso se utiliza un conversor de frecuencia a voltaje teni ndose una variaci n de O a 5 voltios que corresponde a la variaci n de 0 a 4000 rpms respectivamente Con la se al de la velocidad que entrega el m dulo del veloc metro se tiene que de igual manera tener un conversor de frecuencia a voltaje como en el caso anterior Con el sensor de pre carrera el tratamiento de la se al que ingresa al ECM por el PIN 7 es la de obtener una se al que var e de 0 a 5 voltios en forma proporcional a la variaci n de la amplitud de la se al sinusoidal generada por la variaci n de la posici n de la pre carrera La se al de control para el actuador de la pre carrera que es generada por el ECM con el PIN 23 el tratamiento de esta se al es la de obtener un atenuador con un nivel de voltaje m ximo de 5 voltios de la se al PWM que controla a dicho actuador para luego ser ingresada a la tarjeta de adquisici n de datos En lo referente a la obtenci n de los c digos de falla que reporta el ECM sobre el sistema EDC por PIN 45 se debe ingresar a la tarjeta de adquisici n de datos por medio de un atenuador de nivel con una se al m xima de 5 voltios Para poder monitorear la se al de nivel
70. s con el mundo de la electr nica ya que permite realizar simulaciones de los proyectos adem s de crear el ruteado para los circuitos impresos Figura 2 7 Diagrama del circuito impreso superior a escala 1 2 Figura 2 8 Diagrama del circuito impreso inferior a escala 1 2 M T us ne gt c3 A1 a a Ey 0 Oi Figura 2 9 Diagrama de la serigraf a del circuito impreso a escala 1 2 En la figura 2 10 se muestra la tarjeta de adquisici n de dato ensamblada con todos sus elementos constitutivos Figura 2 10 Tarjeta de adquisici n de datos ensamblada 2 1 4 Caracter stica del cable a utilizarse para la tarjeta de adquisici n de datos Para conectar el puerto paralelo de la PC a la tarjeta de adquisici n de datos se utiliza un cable de impresora modificado colocando un conector DB 25 hembra en el extremo que conecta a la impresora con cada pin correspondiente al puerto LPT La figura 2 11 indica el cable modificado que se utiliza para interconexionar la tarjeta de adquisici n de datos a la PC Figura 2 11 Cable modificado para interconexionar la tarjeta de adquisici n de datos a la PC 2 1 5 Dise o de la tarjeta de acondicionamiento de se ales Para este proyecto no es necesario la utilizaci n de sensores ya que el proceso de gestionamiento es realizado por el sistema EDC y consta de sensores propios que entregan se ales el ctricas p
71. sminuci n de las emisiones gracias al uso de componentes el ctricos y electr nicos los cuales son mucho m s exactos en todo aspecto y relativamente libres de mantenimiento Con el proyecto de tesis DISE O E IMPLEMENTACI N DE INSTRUMENTACI N VIRTUAL PARA EL DIAGN STICO DE SISTEMAS DE INYECCI N ELECTR NICA DIESEL APLICADO A CAMIONES ISUZU tomado al veh culo ISUZU FVR CHR 7 2 FTR dotado con un motor modelo 6HE1TC en como una aplicaci n se tiene previsto realizar mantenimientos de veh culos con motores diesel controlados electr nicamente de una manera eficiente y eficaz En el desarrollo del presente tema se adjuntara toda la parte te rica concerniente a los dispositivos que se utilizara en este tema tales como la tarjeta de adquisici n de datos tarjeta de acondicionamiento de se ales conectores y sondas adicionales Posteriormente se realizara en la computadora con el software LabVIEW la aplicaci n necesaria Con este dise o tenemos una base para el desarrollo posterior de otras aplicaciones para el diagn stico de sistemas en el rea automotriz que cuenten con sistemas de control electr nico El desarrollo de la presente aplicaci n est estructurada en cinco cap tulos principales En el Cap tulo l se adjunta la informaci n te rica de la clasificaci n de los sistemas de control electr nico diesel EDC existentes en el mercado con sus principales caracter sticas adem s se realiza un estudio de la
72. ste motivo no es posible la variaci n del avance mediante un giro del rbol de levas Aqu puede conseguirse un ngulo de variaci n de algunos grados mediante la regulaci n de un elemento intermedio por ejemplo situando un balanc n entre el rbol de levas y el impulsor de rodillo Las bombas de inyecci n individuales son apropiadas tambi n para el funcionamiento con aceites pesados viscosos Unidad bomba inyector UIS La bomba de inyecci n y el inyector constituyen una unidad Por cada cilindro del motor se monta una unidad en la culata que es accionada bien directamente mediante un propulsor o indirectamente mediante un balanc n por parte del rbol de levas del motor Debido a la supresi n de las tuber as de alta presi n es posible una presi n de inyecci n esencialmente mayor hasta 2000 bar que en las bombas de inyecci n en l nea y rotativas Con esta elevada presi n de inyecci n y mediante la regulaci n electr nica por campo caracter stico del comienzo de inyecci n y de la duraci n de inyecci n o caudal de inyecci n es posible una reducci n destacada de las emisiones contaminantes del motor diesel Unidad bomba tuber a inyector UPS Este sistema trabaja seg n el mismo procedimiento que la unidad de bomba inyector Se trata aqu de un sistema de inyecci n de alta presi n estructurado modularmente Contrariamente a la unidad bomba inyector el inyector y la bomba est n unidos por una tube
73. tos elementos que lo conforman pero teniendo en cuenta que no se debe ingresar ninguna se al de monitoreo es decir no se debe realizar la conexi n con el veh culo Para la calibraci n del equipo se cuenta con los siguientes elementos e Fuente regulable de 0 30 Vcd e Generador de frecuencias e Calibrador pl stico para evitar interferencia e Mult metro Seguidamente se alimenta al sistema de instrumentaci n y se corre el programa de control creado bajo el entorno LabVIEW dentro del programa se procede a escoger cada uno de las se ales a monitorear para realizar su respectiva calibraci n 3 1 1 Temperatura del motor La se al de temperatura del motor var a de aproximadamente de 0 voltios como temperatura m xima y 5 voltios como temperatura m nima para lo cual no se debe realizar ninguna calibraci n nicamente el valor para el cu l se debe realizar la divisi n del valor de conversi n m xima de ingreso a la PC como es el 255 y como el valor de representaci n en el instrumento virtual es de 5 como m ximo se tiene un valor para dividir de 51 seguidamente se debe realizar el respectivo ajuste dentro de la programaci n del instrumento virtual para que concuerde con los valores de operaci n Para verificar su funcionamiento se debe conectar la fuente de alimentaci n variable de O a 5 voltios DC en la entrada de temperatura en la tarjeta de acondicionamiento de se ales y con el programa de control corriendo se verifi
74. tual LabVIEW es un ambiente de desarrollo de programas como el moderno C o BASIC y el Labwindows CVI de la empresa National Instruments Sin embargo LabVIEW es diferente de esas aplicaciones en un aspecto importante Los dem s sistemas de programaci n utilizan lenguajes basados en textos para crear l neas de c digo mientras que LabVIEW usa un lenguaje de programaci n gr fico denominado G para crear diagramas en forma de bloques LabVIEW como los programas C o BASIC es un sistema de programaci n de prop sito general con librer as extendidas de funciones para cualquier tarea de programaci n LabVIEW incluye librer as para adquisici n de datos GPIB Bus de Interfase para Prop sitos Generales y control de instrumentos seriales an lisis presentaci n y almacenamiento de datos LabVIEW tambi n incluye herramientas convencionales de programaci n de tal forma que se puedan colocar puntos de interrupci n animar la ejecuci n y ver como pasan los datos a trav s del programa lo que hace de l un programa f cil de depurar y manejar En este caso se utilizo la opci n de LabVIEW de trabajo con los puertos en la manipulaci n de datos de entrada y salida 2 2 1 Programaci n en el software LabVIEW La programaci n a desarrollarse debe estar condicionada a las exigencias del usuario las mismas que son las siguientes o El sistema propuesto no debe interferir en el normal desempe o del proceso seleccionado para di
75. uadores sobre el motor 1 8 DETALLE ESPECIFICO DEL SISTEMA DE CONTROL ELECTR NICO DIESEL PROPUESTO El sistema del control electr nico diesel esta basado en una bomba de inyecci n lineal con un control electr nico conjuntamente con varios sensores y actuadores logr ndose de esta manera una desempe o ptimo del motor 1 8 1 Sensores Es un dispositivo de entrada que convierte un tipo de energ a en otro Como la computadora solamente puede leer se ales de voltaje un sensor de informaci n tiene que convertir el movimiento la presi n la temperatura y otras formas de energ a a voltaje Los sensores de los autom viles vienen en diferentes formas como interruptores transformadores resistencias y generadores Los sensores monitorean diferentes condiciones de operaci n del motor tales como flujo de aire masa de aire temperatura del aire temperatura del anticongelante posici n de la mariposa etc Y transmiten esta informaci n a la computadora en forma de se ales de bajo voltaje Algunos sensores de informaci n son simplemente interruptores digitales es decir son dispositivos de encendido apagado Ellos no env an ninguna se al a la computadora hasta que se excede cierto acceso de temperatura del anticongelante o de la mariposa etc Los sensores pueden ser resistencias variables Una resistencia variable puede enviar una se al anal gica proporcional a la temperatura presi n movimiento u otras variables
76. ue podemos utilizarlas para futuros diagn sticos en sistemas EDC que necesiten mantenimiento 4 2 RECOMENDACIONES o Como recomendaci n fundamental en este y cualquier sistema el accionamiento se lo debe realizar nicamente por personal capacitado para no ocasionar da os en ning n elemento que conforman cada uno de los sistemas Tomar en consideraci n partes m viles del veh culo para evitar lesiones en el personal que opera el sistema o relacionados con el proceso de diagn stico o da os en los equipos Se debe tomar en consideraci n la conexi n referencial a GND para evitar transitorios o posibles lecturas err neas Consultar el manual del usuario para proceder correctamente en la utilizaci n del sistema por dudas que puedan generarse en el normal desempe o del diagn stico Se recomienda investigar sobre cualquier duda e inquietud que pueda producirse para solucionar un problema de una manera t cnica y profesional m s no encontrar una soluci n de manera impulsiva que detiene el desarrollo y formaci n de un buen profesional El sistema obtenido se lo puede utilizar no nicamente en sistemas a diesel sino tambi n en sistemas a gasolina con peque as variantes en el software teni ndose un sistema bastante flexible y econ mico en relaci n a otros sistemas existentes en el mercado o GLOSARIO A D An logo Digital ADC Conversor An logo Digital ACT Actuador ALE Habilitador del Latch de
77. ya que indica la cantidad de aire aspirado por el motor con esta informaci n el sistema EDC dosifica el combustible para obtener una mezcla ptima se tiene diferentes tipos de medidores como son Caudal metros VAF el sensor de caudal de aire tiene como funci n medir el volumen de aire aspirado por el motor lo que determina su estado de carga Cualquier modificaci n de la posici n de la mariposa sensor se transmite mec nicamente al potenci metro lo cual var a continuamente la tensi n de la se al enviada al controlador e Por hilo caliente MAF el sensor de masa de aire conocido tambi n como fluj metro puede utilizar como elemento de medici n un hilo de platino calentado o una pel cula caliente lo cual define el nombre El sensor de hilo caliente mide la masa de aire directamente e Sensor MAP mide la depresi n generada en el m ltiple de admisi n utilizando un material piezoel ctrico como base para este sensor su alimentaci n es de 5 voltios gener ndose a su salida una fluctuaci n de 0 25 a 4 5 voltios 1 5 EVOLUCI N DE LOS SISTEMAS DE CONTROL ELECTR NICO DIESEL EDC Desde 1989 el sistema EDC se emplea en motores diesel para veh culos con inyecci n directa Las presiones de inyecci n alcanzan 700 bares en la bomba y aproximadamente 1000 bar en el inyector Para minimizar el ruido se emplea un inyector con dos muelles conectados en l nea Durante el inicio de la inyecci n la aguja de

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