Comprender los sensores básicos en un vehículo moderno

Jul 24, 2023

Kunle Shonaike

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Kunle Shonaike

Las computadoras solo pueden hacer aquello para lo que están programadas. Si meten basura, sacan basura. En una computadora de control de motor automotriz (llamada Módulo de control del tren motriz o PCM; lo que coloquialmente se llama 'caja cerebral' en 'lenguaje de motor Naija'), los datos de entrada no provienen de un teclado sino de señales electrónicas de varios sensores. Actúan como los ojos y los oídos del motor, ayudándolo a aprovechar al máximo las condiciones de conducción. En consecuencia, el PCM no puede hacer esto si la entrada que recibe es defectuosa o falta. El sistema de control del motor no entrará en "bucle cerrado" si el PCM no recibe una buena señal del sensor de refrigerante o del sensor de oxígeno. Tampoco puede equilibrar la mezcla de combustible correctamente si no recibe buenas entradas del sensor de posición del acelerador, sensor MAP o sensor de flujo de aire. Es posible que el motor ni siquiera arranque si el PCM no recibe una señal o recibe una mala señal del sensor de posición del cigüeñal. Los sensores monitorean todas las funciones clave necesarias para administrar el tiempo de encendido, el suministro de combustible, los controles de emisiones, los cambios de transmisión, el control de crucero, la reducción del par motor (si el vehículo tiene frenos antibloqueo con control de tracción) y la salida de carga del alternador. En la mayoría de los vehículos de último modelo, el PCM también controla el acelerador. No existe un enlace o cable mecánico (como solía haber en los automóviles antes de esta era de la mecatrónica) entre el acelerador o el pedal del acelerador y el acelerador (comúnmente llamado "cuerpo del acelerador"). Las entradas de sensores confiables son una necesidad absoluta para que todo el sistema funcione sin problemas. Los siguientes son algunos de los tipos de sensores en un vehículo moderno.

Sensor de refrigerante: Generalmente colocado en la culata de cilindros o en el múltiple de admisión, el sensor de refrigerante se usa para monitorear la temperatura del refrigerante del motor. Su resistencia cambia en proporción a la temperatura del refrigerante. La entrada del sensor de refrigerante le dice a la computadora cuando el motor está caliente, por lo que el PCM puede pasar al control de combustible de retroalimentación de circuito cerrado y manejar otras funciones de emisión (EGR, purga del recipiente, etc.) que pueden depender de la temperatura.

Estrategias del sensor de refrigerante: El sensor de refrigerante es un sensor bastante confiable, pero si falla, puede evitar que el sistema de control del motor entre en circuito cerrado. Esto dará como resultado una rica mezcla de combustible, un consumo excesivo de combustible y emisiones elevadas de monóxido de carbono (CO); contaminar el medio ambiente, lo que puede hacer que el vehículo falle una prueba de emisiones.

Un sensor defectuoso se puede diagnosticar midiendo su resistencia y observando un cambio a medida que el motor se calienta. Ningún cambio, o una lectura abierta o cerrada, indicaría un sensor defectuoso.

Sensor de oxígeno (O2): Utilizado tanto en motores con carburador como con inyección de combustible desde 1981, el sensor de oxígeno (o "sensor de O2", como se le llama popularmente) es el sensor clave en el circuito de control de retroalimentación de la mezcla de combustible. Montado en el múltiple de escape, el sensor de O2 monitorea la cantidad de oxígeno no quemado en el escape. En muchos motores V6 y V8, hay dos sensores de este tipo (uno para cada banco de cilindros).

El sensor de O2 genera una señal de voltaje que es proporcional a la cantidad de oxígeno no quemado en el escape. Cuando la mezcla de combustible es rica (es decir, cuando su vehículo descarga y desperdicia combustible), la mayor parte del oxígeno se consume durante la combustión, por lo que hay poco oxígeno sin quemar en el escape. La diferencia en los niveles de oxígeno entre el escape dentro del colector y el aire exterior crea un potencial eléctrico a través de los sensores de punta de platino y circonio. Esto hace que el sensor genere una señal de voltaje. La salida del sensor es alta (hasta 0,9v) cuando la mezcla de combustible es rica (oxígeno bajo) y baja (hasta 0,1v) cuando la mezcla es pobre (oxígeno alto). La salida del sensor es monitoreada por la computadora y se usa para reequilibrar la mezcla de combustible para lograr las emisiones más bajas. Cuando el sensor lee 'pobre', el PCM aumenta el tiempo de encendido de los inyectores para enriquecer la mezcla de combustible. Por el contrario, cuando el sensor lee 'rico', el PCM acorta el tiempo de encendido de los inyectores para hacer que la mezcla de combustible se vuelva pobre. Esto provoca un cambio rápido de ida y vuelta de rico a pobre y viceversa mientras el motor está en marcha. Estas ondas uniformes dan como resultado una mezcla "promedio" que está casi perfectamente equilibrada para una combustión limpia. La velocidad de conmutación es más lenta en los carburadores de retroalimentación más antiguos, más rápida en los sistemas de inyección del cuerpo del acelerador y más rápida en la inyección de combustible secuencial multipuerto. Si la salida del sensor de O2 se controla en un osciloscopio, producirá una línea en zigzag que va y viene de rico a pobre. Piense en ello como una especie de monitor cardíaco para la mezcla de aire y combustible del motor.

Estrategias del sensor de O2: Los sensores de O2 de uno o dos hilos sin calentar en aplicaciones desde 1976 hasta principios de la década de 1990 deben reemplazarse cada 30,000 a 50,000 millas para garantizar un rendimiento confiable. Los sensores de O2 calentados de tres y cuatro cables en aplicaciones de mediados de la década de 1980 hasta mediados de la década de 1990 deben cambiarse cada 60,000 millas. En vehículos equipados con OBD II, el intervalo de reemplazo recomendado es de 100,000 millas. La capacidad de respuesta y el voltaje de salida del sensor de O2 pueden disminuir con el tiempo y la exposición a ciertos contaminantes en el escape, como plomo, azufre, silicona (fugas de refrigerante) y fósforo (quema de aceite). Si el sensor se contamina, es posible que no responda muy rápidamente a los cambios en la mezcla de aire/combustible, lo que provoca un retraso en la capacidad de los PCM para controlar la mezcla de aire/combustible. La salida de voltaje del sensor puede disminuir dando una lectura más baja de lo normal. Esto puede hacer que el PCM reaccione como si la mezcla de combustible fuera más pobre de lo que realmente es, lo que da como resultado una mezcla de combustible demasiado rica. ¿Qué tan común es este problema? Un estudio encontró que el 70 por ciento de los vehículos que no pasaron la prueba de emisiones necesitaban un nuevo sensor de O2.

Sensor de presión absoluta del múltiple (MAP): El sensor MAP está montado o conectado al múltiple de admisión para monitorear el vacío de admisión. Cambia el voltaje o la frecuencia a medida que cambia la presión del múltiple. La computadora usa esta información para medir la carga del motor para que el tiempo de encendido pueda adelantarse o retrasarse según sea necesario. Realiza esencialmente el mismo trabajo que el diafragma de avance de vacío en un distribuidor mecánico antiguo. En los motores con un tipo de inyección de combustible de "densidad de velocidad", el sensor MAP también ayuda al PCM a estimar el flujo de aire. Los problemas aquí pueden causar una luz de control del motor intermitente (la luz se enciende al acelerar o cuando el motor está bajo carga), vacilación al acelerar, emisiones elevadas y bajo rendimiento del motor. El motor funcionará con un sensor MAP defectuoso, pero funcionará mal. Algunos PCM pueden sustituir los "datos estimados" por una señal MAP faltante o fuera de rango, pero el rendimiento del motor se reducirá drásticamente.

Estrategias del sensor MAP: Algunos problemas del sensor MAP no son culpa del sensor en sí. Si la manguera de vacío que conecta el sensor MAP al colector de admisión está suelta, tiene fugas o está tapada, el sensor no puede producir una señal precisa. Además, si hay un problema dentro del motor que hace que el vacío de admisión sea más bajo de lo normal (como una fuga de vacío, una válvula EGR que está atascada o una manguera PCV con fugas), las lecturas del sensor MAP pueden ser más bajas de lo normal.

Sensor de posición del acelerador: Montado en el eje del acelerador del carburador o cuerpo del acelerador, el sensor de posición del acelerador (TPS) cambia la resistencia a medida que el acelerador se abre y se cierra. La computadora usa esta información para monitorear la carga del motor, la aceleración, la desaceleración y cuando el motor está en ralentí o con el acelerador completamente abierto. El PCM utiliza la señal del sensor para enriquecer la mezcla de combustible durante la aceleración y para retrasar y adelantar el tiempo de encendido.

Estrategias del sensor de posición del acelerador: Muchos sensores TPS requieren un ajuste de voltaje inicial cuando se instalan. Este ajuste es crítico para una operación precisa. En algunos motores, también se puede usar un interruptor de ralentí separado y/o un interruptor de acelerador completamente abierto (WOT). Los síntomas de manejabilidad debido a un mal TPS pueden ser similares a los causados ​​por un mal sensor MAP: El motor funcionará sin esta entrada, pero funcionará mal.

Sensor de flujo de aire masivo (MAF): Montado delante del cuerpo del acelerador en motores de inyección de combustible multipuerto, el sensor MAF monitorea el volumen de aire que ingresa al motor. El sensor utiliza un hilo caliente o un filamento calentado para medir tanto el flujo de aire como la densidad del aire.

Estrategias del sensor MAF: El elemento sensor de los sensores MAF se puede contaminar fácilmente y causar problemas de arranque, ralentí brusco, vacilación y bloqueo. La limpieza de un sensor MAF sucio con un limpiador electrónico a menudo puede restaurar el funcionamiento normal del sensor y ahorrar el costo de tener que reemplazar el sensor (¡que es muy costoso!)

Sensor de flujo de aire de paleta (VAF): El sensor VAF tiene un sensor mecánico tipo aleta que se usa en Bosch y otros motores de inyección de combustible multipuerto importados. La función es la misma que la de un sensor de flujo de aire masivo, pero el aire que empuja contra una aleta con resorte mueve un reóstato para generar una señal electrónica.

Estrategias del sensor VAF:Los síntomas de capacidad de conducción para el VAF son los mismos que los de un sensor de flujo de aire masivo si el sensor falla.

Sensor de temperatura del aire del colector (MAT): Montado en el múltiple de admisión, este sensor cambia la resistencia para monitorear la temperatura del aire entrante. La entrada del sensor se usa para ajustar la mezcla de combustible según los cambios en la densidad del aire.

Estrategias de sensores MAT:Los problemas con el sensor de temperatura del aire del múltiple pueden afectar la mezcla de aire/combustible, lo que hace que el motor funcione rico o pobre.

Sensor de posición del cigüeñal: Usado en motores con sistemas de encendido sin distribuidor, el sensor de posición del cigüeñal (CKP) cumple esencialmente el mismo propósito que el captador de encendido y la rueda del gatillo en un distribuidor electrónico. Genera una señal de que el PCM necesita determinar la posición del cigüeñal y el cilindro número uno. Esta información es necesaria para controlar el tiempo de encendido y el funcionamiento de los inyectores de combustible. La señal del sensor del cigüeñal también le dice al PCM qué tan rápido está funcionando el motor (rpm del motor) para que el tiempo de encendido se pueda adelantar o retrasar según sea necesario.

En algunos motores, también se usa un sensor de posición del árbol de levas separado para ayudar al PCM a determinar el orden de encendido correcto. El motor no funcionará sin la entrada de este sensor. Hay dos tipos básicos de sensores de posición del cigüeñal: magnéticos y de efecto Hall. El tipo magnético utiliza un imán para detectar muescas en el cigüeñal o en el equilibrador armónico. A medida que la muesca pasa por debajo, provoca un cambio en el campo magnético que produce una señal de corriente alterna. La frecuencia de la señal le da al PCM la información que necesita para controlar el tiempo. El tipo de sensor de manivela de efecto Hall utiliza muescas u hojas obturadoras en la manivela, el engranaje de leva o el equilibrador para interrumpir un campo magnético en la ventana del sensor de efecto Hall. Esto hace que el sensor se encienda y apague, produciendo una señal digital que el PCM lee para determinar la posición y la velocidad del cigüeñal.

Estrategias del sensor de posición del cigüeñal: Si falla un sensor de posición del cigüeñal, el motor se apagará. Sin embargo, es posible que el motor arranque pero no arranque. La mayoría de los problemas se pueden atribuir a fallas en el arnés de cableado del sensor. Una interrupción del voltaje de suministro del sensor (tipos de efecto Hall), tierra o circuitos de retorno puede causar una pérdida de la señal de tiempo más importante.

Sensor de detonacion: El sensor de detonación detecta las vibraciones del motor que indican que se está produciendo una detonación para que la computadora pueda retrasar momentáneamente la sincronización. Algunos motores tienen dos sensores de detonación.

Estrategias de sensores de detonación:Una falla con el sensor de detonación puede causar detonación de la chispa y una detonación que dañe el motor porque el PCM no sabrá retrasar el tiempo de encendido si se produce una detonación.

Sensor de presión barométrica (BARO): El sensor barométrico mide la presión barométrica para que la computadora pueda compensar los cambios en la altitud y/o la presión barométrica que afectarían la mezcla de combustible o la sincronización. Algunos sensores MAP también realizan esta función.

Sensor de velocidad del vehículo (VSS):El sensor de velocidad del vehículo, o VSS, monitorea la velocidad del vehículo para que la computadora pueda regular el bloqueo del embrague del convertidor de par, los cambios, etc. El sensor puede estar ubicado en la transmisión, el diferencial, el transeje o la cabeza del velocímetro.

Estrategias del sensor de velocidad del vehículo:Un problema con el sensor de velocidad del vehículo puede desactivar el sistema de control de crucero y afectar el cambio de la transmisión y el acoplamiento del convertidor.

Dar sentido a todos estos sensores: Si no ha hecho su tarea de diagnóstico y está reemplazando un sensor porque cree que podría estar dañado, es posible que esté desperdiciando dinero. Reemplazar un sensor no resolverá un problema de conducción o emisiones si el problema no es el sensor. Condiciones comunes como bujías sucias, cables de bujías defectuosos, una bobina de encendido débil, una válvula EGR con fugas, fugas de vacío, baja compresión, inyectores sucios, baja presión de combustible o incluso bajo voltaje de carga pueden causar síntomas de conducción que pueden atribuirse a un mal sensor Si no hay códigos de falla específicos del sensor, este tipo de posibilidades deben descartarse antes de dedicar mucho tiempo al diagnóstico electrónico.

El problema adicional con los sensores en Nigeria es conseguir el correcto que funcionará bien para reemplazar uno defectuoso, incluso cuando se haya realizado un diagnóstico adecuado. Para ayudarlo a obtener los sensores correctos para su vehículo, llame al 08023025022 o al 08073038173 para obtener más información y ayuda.

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