Inyección multipunto: línea de aire y combustible, regulador de presión, inyectores, sensores, control por ECU y control del turbo.
Generalidades del sistema MPFI
2-7 [M100]
mpfiinyeccionmultipuntoecumezclaaire combustible
DIAGRAMA
Flujo del sistema MPFI: aire, combustible y control (Fig. 1)
El sistema de Inyección Multipunto de Combustible (MPFI) suministra la mezcla aire-combustible óptima al motor en todas las condiciones de operación mediante tecnología electrónica. El combustible, presurizado a presión constante, se inyecta en el conducto de admisión de la culata.
La cantidad de inyección se controla por un sistema de inyección intermitente, donde la válvula electromagnética (inyector) abre solo por un breve período según la cantidad de aire requerida por ciclo. La cantidad inyectada se determina por la duración del pulso eléctrico aplicado al inyector, permitiendo una dosificación simple pero muy precisa.
Características del sistema
Reducción de emisiones de gases de escape nocivos
Menor consumo de combustible
Mayor potencia del motor
Aceleración y desaceleración superiores
Mejor arranque y calentamiento en clima frío (compensa temperatura de refrigerante y aire de admisión)
Buen acoplamiento con el turbocompresor
Línea de aire — Sensor MAF, mariposa, control de ralentí
2-7 [M201]
airemafflujo de airemariposathrottleby-pass
El aire es filtrado por el filtro de aire y medido por el sensor de flujo de aire. En modelos turbo, luego es sobrealimentado por el turbocompresor. Desde el cuerpo de mariposa, el aire es regulado por la apertura/cierre de la mariposa y distribuido a los cilindros. Parte del aire se desvía a la válvula de control de aire by-pass que regula el ralentí.
Sensor de flujo de aire
El MPFI emplea un sensor de flujo de aire de tipo película caliente (hot-film, Non-Turbo) o hilo caliente (hot-wire, Turbo). Convierten la cantidad de aire en señal eléctrica usando el fenómeno de transferencia de calor entre el aire entrante y un resistor calefactor.
Compensación automática de altitud
Respuesta rápida
Sin partes móviles
Compactos
Sensor de mariposa (throttle sensor)
Provisto de un potenciómetro e interruptor de ralentí (idle switch) enclavados con el eje de la mariposa. Envía a la ECU una señal proporcional a la apertura de la mariposa y una señal de ralentí que se activa solo cuando la mariposa está casi en posición de ralentí. Así la ECU controla con precisión la relación aire-combustible.
Válvula solenoide de control de aire by-pass (ISC)
Consiste en una válvula de corte de aire (con bimetal que responde a la temperatura del refrigerante), una válvula de control por duty, un pasaje de aire y un pasaje de refrigerante. Con refrigerante frío, el bimetal abre totalmente la válvula. La ECU controla la válvula duty para acercar el régimen al ralentí preestablecido (sin necesidad de ajuste).
Línea de combustible y regulador de presión
2-7 [M301]
combustiblebombafiltroreguladorpresionfuel pump
El combustible, presurizado por la bomba incorporada en el tanque, se entrega a los inyectores por la cañería y el filtro de combustible. Se regula a la presión óptima por el regulador de presión, y se inyecta en el múltiple de admisión donde se mezcla con el aire de admisión.
Regulador de presión
El regulador está dividido en una cámara de combustible y una cámara de resorte por un diafragma. La diferencia de presión entre la cámara de combustible y la cámara de resorte (conectada al múltiple de admisión) empuja el diafragma, y el combustible retorna al tanque por la línea de retorno. Así la presión de combustible se mantiene constante respecto a la presión del múltiple.
Presión regulada constante
250,1 kPa (2,55 kg/cm², 36,3 psi) respecto al múltiple
Presión de combustible (al ralentí, diagnóstico)
177 — 206 kPa (1,8 — 2,1 kg/cm², 26 — 30 psi)
Inyector de combustible
2-7 [M302]
inyectorfuel injectorgalleryside-feedagujabola
DIAGRAMA
Inyector de combustible tipo gallery (Fig. 9)
El sistema MPFI emplea un inyector de tipo galería (alimentación lateral, side-feed). Está instalado en la cañería de combustible para permitir su refrigeración por el propio combustible.
Alta resistencia al calor
Bajo ruido de operación
Fácil de mantener
Tamaño reducido
El inyector inyecta combustible según la señal de apertura recibida de la ECU. La aguja (Non-Turbo) o válvula de bola (Turbo) es levantada por la bobina solenoide a través del émbolo. Como la apertura de inyección, el nivel de levante y la presión regulada se mantienen constantes, la cantidad inyectada se controla solo por la señal de apertura de la ECU.
Nota: El inyector de los modelos Turbo está diseñado para inyectar mayor cantidad de combustible que el de los Non-Turbo, proporcionando mayor potencia del motor.
Sensores y switches
2-7 [M402]
sensoreso2oxigenotemperaturaknockcigueñal
DIAGRAMA
Sensor de oxígeno — tubo de zirconia (Fig. 10)
Sensor de oxígeno (O₂)
Detecta la concentración de oxígeno en el gas de escape. Tiene un tubo de zirconia (cerámico) que genera voltaje si hay diferencia de concentración de oxígeno entre el interior y exterior. Recubierto de platino para catálisis y como electrodo. Un calentador cerámico mejora el desempeño a baja temperatura.
Nota: Las características de la fuerza electromotriz se estabilizan a una temperatura de aproximadamente 300 a 400°C. Con mezcla rica genera gran voltaje; con mezcla pobre, voltaje muy pequeño. El cambio es grande cerca de la relación aire-combustible óptima.
Otros sensores
Sensor de temperatura de agua
Termistor en el caño de agua de aleación de aluminio. 2,5 kΩ a 20°C (68°F).
Sensor de detonación (knock)
Tipo piezoeléctrico instalado en el block; convierte la vibración de detonación en señal eléctrica.
Sensor de ángulo de cigüeñal
En la bomba de aceite; el piñón del cigüeñal tiene 6 protrusiones que inducen FEM al cruzar el sensor.
Sensor de ángulo de leva
En el soporte del árbol izquierdo; 7 protrusiones para discriminación de cilindro de combustión.
Sensor de velocidad del vehículo 2
Rotor magnético + reed switch en el tablero; 4 pulsos por vuelta.
Sensor de presión atmosférica (Non-Turbo)
Incorporado en la ECU; compensa la presión en altura.
Sensor de presión (Turbo)
Detecta presión atmosférica y del múltiple via válvula de intercambio de presión.
Switch y relé de A/C
El relé de corte de A/C (A/C cut relay) interrumpe la corriente al compresor mediante una señal de la ECU durante un cierto período cuando entra una señal de "mariposa totalmente abierta" desde el sensor de mariposa, mientras opera el compresor. Esto evita la degradación de la aceleración.
Sistema de control por ECU
2-7 [M502]
ecucontrolinyeccionencendidoralentiaprendizaje
La ECU recibe señales de varios sensores y switches para juzgar la condición de operación del motor y emite señales de salida para el control óptimo de los sistemas.
Ítems gobernados por la ECU
Control de inyección de combustible
Control del sistema de encendido
Control de aire by-pass (control de ralentí)
Control de purga del canister
Control del ventilador del radiador
Control de la bomba de combustible
Control de corte del aire acondicionado
Función de autodiagnóstico y función de seguridad (fail-safe)
Control de wastegate (Turbo)
Control de inyección secuencial
Se usa control secuencial en todo el rango de operación excepto en arranque parado. El combustible se inyecta en un momento específico para máxima eficiencia de admisión por cilindro: la inyección se completa justo antes de que la válvula de admisión empiece a abrir. La duración de inyección = duración básica × coeficiente de corrección + tiempo de corrección por voltaje.
Nota: Coeficientes de corrección: relación A/F, incremento de arranque, incremento por temperatura de agua, incremento post-arranque, incremento full, incremento por aceleración, y el coeficiente "alpha" de realimentación por sensor de O₂.
Control de encendido y aprendizaje
La ECU selecciona el avance óptimo almacenado en memoria y emite la señal de corte de corriente primaria al igniter. Mantiene el avance justo antes de que ocurra la detonación. Se usan dos bobinas: una para cilindros #1 y #2, otra para #3 y #4 (encendido simultáneo), eliminando el distribuidor para operación libre de mantenimiento. En arranque, el encendido se fija en 10° BTDC.
La ECU recibe la señal del sensor de ángulo de cigüeñal y enciende/apaga el relé de la bomba. Para mayor seguridad, la bomba se detiene si el motor se cala con el encendido en ON.
Un período tras encender el switch
Relé ON — bomba opera
Durante el arranque
Relé ON — bomba opera
Motor en operación
Relé ON — bomba opera
Motor detenido
Relé OFF — bomba no opera
Control del ventilador del radiador
En modelos sin A/C, la ECU controla el ON/OFF según el sensor de temperatura de agua y el de velocidad. En modelos con A/C, también según el switch de A/C, controlando el ventilador principal y el sub-ventilador en velocidades HI/LO.
Control de purga del canister y suministro de potencia
La purga del canister ocurre durante la operación del vehículo excepto en ciertas condiciones (ralentí, etc.), conectada al cuerpo de mariposa según la cantidad de aire de admisión. Para el suministro de potencia: al recibir la señal ON del encendido, fluye corriente por el relé de encendido, alimentando bobina, sensor MAF, válvula de aire by-pass, etc. La potencia se corta 5 segundos después de recibir la señal OFF.
El sistema de autodiagnóstico detecta e indica fallas en las entradas y salidas del control electrónico. La luz CHECK ENGINE en el tablero indica la ocurrencia de una falla. Contra fallas que pudieran inhabilitar la marcha, la función fail-safe asegura la conducción mínima.
Cuatro modos de diagnóstico
U-check
Orientado al usuario; solo diagnostica componentes MPFI necesarios para arrancar y manejar.
Read memory
Usado por el concesionario para leer problemas pasados (memoria); detecta mal contacto/conexiones.
D-check
Chequea todo el sistema MPFI y detecta partes defectuosas.
Clear memory
Borra el código de falla de la memoria tras reparar la parte afectada.
Cómo leer el código (parpadeo)
Nota: La luz CHECK ENGINE parpadea el código. El segmento largo (1,2 s encendido) indica una "decena", y el segmento corto (0,2 s encendido) una "unidad". Cuando el motor opera a más de 2.000 rpm por más de 40 segundos, se emite el código.
Lista de códigos de falla
11
Sensor de ángulo de cigüeñal
12
Switch de arranque (starter)
13
Sensor de ángulo de leva
14 / 15 / 16 / 17
Inyector #1 / #2 / #3 / #4
21
Sensor de temperatura de agua
22
Sensor de detonación (knock)
23
Sensor de flujo de aire
24
Válvula solenoide de control de aire by-pass
31
Sensor de mariposa
32
Sensor de O₂
33
Sensor de velocidad del vehículo 2
35
Válvula solenoide de control de purga
41
Control de aprendizaje A/F
42
Switch de ralentí (idle)
44
Válvula solenoide de control de wastegate (Turbo)
45
Sensor de presión / válvula de intercambio (Turbo) o sensor atmosférico
La ECU computa la presión de sobrealimentación objetivo según las señales de los sensores de ángulo de cigüeñal, flujo de aire, mariposa, presión y temperatura de agua. Luego envía una señal a la válvula solenoide duty para alcanzar la presión objetivo.
La válvula solenoide duty, según la señal de la ECU, libera la presión aplicada al controlador de la válvula wastegate, de modo que la presión a la que abre el wastegate alcance el nivel objetivo. Así se compensa el desempeño en aceleración o altura. Si la presión de sobrealimentación excede el valor preestablecido, la ECU corta el combustible.