Sensores en el Automóvil.

RESUMEN: En este ensayo podremos apreciar los distintos tipos de sensores del y para el automóvil, sus funcionalidades y clasificación, característica lo cuales los hacen diferentes, y por su señal de salida; estos sensores en sus diferentes clasificaciones podremos ver que son orientados a diferentes campos como el confort del pasajero es decir dirigidos al mando y regulación para el mejoramiento del rendimiento del automóvil; para mejorar su seguridad es decir los sensores antirrobo y por ultimo para la vigilancia del comportamiento del auto, como son desgaste y control de magnitudes para dar informes al conductor y pasajeros. Además también de apreciar los distinto tipos de señales que pueden emitir los sensores.

También se hablara muy brevemente de algunos sistemas de frenados los cuales hacen también tienen sensores para ejecutar los mismos haciendo al auto más tuning.

• INTRODUCCIÓN

Los automóviles actuales tienen una cantidad importante de sensores. Estos sensores son necesarios para la gestión electrónica del automóvil y son utilizados por las unidades de control (centralitas) que gestionan el funcionamiento del motor, así como la seguridad y el confort del vehículo, para hacer mejor la estancia tanto del conductor como el pasajero.

• SENSORES

El sensor también llamado sonda o transmisor convierte una magnitud física: temperatura, revoluciones del motor, etcétera; o química como gases de escape, calidad de aire, etcétera que generalmente no son señales eléctricas, en una magnitud eléctrica que pueda ser entendida por la unidad de control. La señal eléctrica de salida del sensor no es considerada solo como una corriente o una tensión, sino también se consideran las amplitudes de corriente y tensión, la frecuencia, el periodo, la fase o asimismo la duración de impulso de una oscilación eléctrica, así como los parámetros eléctricos "resistencia", "capacidad" e "inductancia", incluyendo así también todos sus características para hacer que el o los sensores sean lo más exactos posibles.[1]

Figura 1. Esquema del funcionamiento de un Sensor.

El sensor se puede presentar como un "sensor elemental" o un "sensor integrado" este ultimo estaría compuesto del sensor propiamente dicho mas la parte que trataría las señales para hacerlas comprensibles por la unidad de control. La parte que trata las señales generadas por el sensor los cuales se consideran como circuitos de adaptación, se encarga en general de dar a las señales de los sensores la forma normalizada necesaria para ser interpretada por la unidad de control.

Existen un gran número de circuitos de adaptación integrados, a la medida de los sensores y ajustados a los vehículos respectivos.

Los sensores para automóviles pueden clasificarse teniendo en cuenta distintas características como son:

Según esta característica los sensores se dividen en:

• Sensores funcionales, destinadas principalmente a las tareas de mando y regulación.

• Sensores para fines de seguridad y aseguramiento, es decir sensores antirrobo.

• Sensores para la vigilancia del vehículo, es decir los sensores que envían toda la información para que pueda ser revisada e interpretada por el conductor(los gases, la presión del aire, etc)

Si tomamos en cuenta las características los sensores se pueden dividir en:

• Los que proporcionan una señal analógica (ejemplo: la que proporciona el caudal metro o medidor de caudal de aire aspirado, la presión del turbo, la temperatura del motor etc.)[1]

• Los que proporcionan una señal digital (ejemplo: señales de conmutación como la conexión/desconexión de un elemento o señales de sensores digitales como impulsos de revoluciones de un sensor Hall) [1]

• Los que proporcionan señales pulsatorias (ejemplo: sensores inductivos con informaciones sobre el numero de revoluciones y la marca de referencia)[1]

• PRINCIPALES SENSORES DEL AUTOMÓVIL.

Estos son algunos sensores:

CTS o ECT (Sensor de temperatura del refrigerante)

La información de este sensor aumenta o disminuye el tiempo de apertura de los inyectores dependiendo de la temperatura del motor. También determina cuando el sistema está listo para entrar en ciclo cerrado con el sensor de oxígeno o sonda lambda. Su rango de autoridad es alto.

TPS (Sensor de Posición del Acelerador)

Este sensor si bien es importante no agrega o quita tanto combustible a la mezcla final como lo haría el CTS o el MAF. En primera instancia le indica a la ECU cuando el sistema está en ralentí, en otros sistemas esto se hacía con un switch que se accionaba cuando el acelerador estaba en su posición de reposo. También indica la velocidad de apertura de la mariposa cumpliendo una función similar a la bomba de pique en los carburadores. Otra función es la de indicarle a la ECU cuando se alcanza apertura total de la mariposa con lo que la ECU deja de funcionar en ciclo cerrado con el sensor de oxígeno y enriquece la mezcla para obtener la máxima potencia que se necesita con acelerador a fondo.

ACT (Sensor de Temperatura del Aire Aspirado)

No hay que olvidar este sensor porque el fallo del mismo puede provocar "tironeo" sobre todo en climas fríos. También la ECU lo utiliza para comprobar la racionalidad de las medidas confrontándolo con el CTS ya que por ejemplo ambos sensores deberían producir la misma tensión de salida en un motor frío.

MAF (Sensor de Masa de Aire Aspirado)

Este importante sensor mide directamente la masa del aire que es aspirado por el motor en cada instante y por lo tanto la ECU en base a la indicación de este sensor modifica el tiempo de inyección. Esto hace que en los vehículos equipados con este sistema la mezcla no varíe con el envejecimiento del motor como en el caso anterior. Su desventaja es que no toma en cuenta la entrada de aire debido a fallas en la carrocería lo cual hace que la mezcla final sea otra. De aquí la importancia entonces de detectar fugas de vacío en estos sistemas.

MAP (Sensor de Presión en el tubo de admisión)

Este sensor provee una indicación directa de la carga del motor. A mayor presión en la admisión (menor vacío), mayor será la carga y por tanto más combustible será necesario. Este también es un sensor con una capacidad para modificar el tiempo final de la inyección

RPM (Sensor de giro del motor)

El motor es básicamente una bomba de aire, a mayor velocidad de giro, más aire aspira y por lo tanto más combustible es necesario para mantener la relación 14.7/1 aire / combustible.

O2 (Sensor de Oxígeno)

La eficiencia de este sensor no es tanta en comparación con los otros sensores ya antes mencionados ya que a lo mucho con los otros sensores podría mejorar el tiempo de trabajo de los otros sensores en 1ms.

CKP (Sensor de posición del cigüeñal)

Puede ser del tipo inductivo o efecto hall, este es el que le indica al motor el estado de giro del conjunto móvil. El ECU luego calcula el N° de R.P.M.

KS (Sensor de detonación)

Es equivalente a tener un “micrófono” en el block del motor, en caso que se generen detonaciones, la ECU deberá modificar el avance del encendido, atrasándolo.

CMP (Sensor de posición del árbol de levas)

El sensor de CMP proporciona la información sobre la posición del árbol de levas y la señal de velocidad del motor hacia la ECU.

EGRT (Sensor de temperatura de la recirculación de los gases)

El sensor de la temperatura de la EGRT es utilizado para monitorear la proporción y flujo de la recirculación de los gases de escape hacia el sistema de admisión.

VVS (Sensor de velocidad del vehículo)

El sensor de la velocidad del vehículo proporciona una señal de velocidad a la unidad de control del eccs. Dos tipos de sensores de velocidad son empleados, dependiendo en el tipo del velocímetro instalado. Los modelos con velocímetro del tipo de aguja utilizan un interruptor de lámina, que está instalado en la unidad del velocímetro y se transforma la velocidad del vehículo en una señal de pulso que es enviada a la unidad de control. El velocímetro de tipo digital se compone de un led y un circuito para formar ondas.

• NUEVOS SISTEMAS DE FRENADO.

El ABS (Antilock Braking System) revoluciono el mundo del automóvil. Por vez primera un sistema electrónico era capaz de actuar más allá del conductor, regulando la frenada para evitar el bloqueo de las ruedas y manteniendo la dirección. Desde entonces, este sistema se ha ido perfeccionando dando lugar a nuevos modelos aún más seguros: el asistente de frenada de emergencia BAS, el repartidor de frenada electrónico EBV (EBD) o los frenos direccionales SERVOTRONIC. [2]

Sensores ABS

Los sistemas de sensores ABS consisten de una rueda dentada montada sobre la maza de cada rueda controlada y un sensor instalado de manera que su extremo esté contra la rueda dentada.

El sensor constantemente envía información de la velocidad de la rueda al ECU. El sensor se sujeta en su lugar contra la rueda dentada con un clip a presión.

El tipo del eje determina la ubicación de montaje del sensor:

Los sensores del eje de la dirección se instalan sobre el muñón de la dirección o sobre un soporte apernado

Los sensores del eje propulsor están montados sobre un bloque fijado al alojamiento del eje o sobre un soporte apernado. [3]

BAS Brake Assist System 

Ante una situación de peligro, un sensor detecta que hemos pisado rápidamente y con fuerza el freno. En ese momento actúa el servofreno adicional aumentando al máximo la presión de frenado y reduciendo la distancia recorrida.

EBV Electronic Brake Variation System(EBD)

A través de un sensor, se regula la frenada entre el eje delantero y trasero según el peso de cada uno, enviando más o menos presión a las ruedas.

SERVOTRONIC

Un nuevo sistema de frenado direccional que se activa al frenar en las curvas. Cuando detecta que las ruedas de un lado giran menos en una curva y hacia dónde se está girando, frena más las ruedas de uno de los lados para conseguir dar un efecto direccional y compensar la inercia del peso v la velocidad.

• CONCLUSIONES

En estos pocos temas que se han tocado he podido comprender la gran importancia de la electrónica aplicada al automóvil, esta aplicación es solo una parte del tuning de vehículos; cada sensor desempeña distintas funciones, pero también se complementan entre sí como en el sistema de frenado, ahora cada sensor en el automóvil es importante para el desempeño del mismo, aunque unos más importantes que otros hay que tener un gran conocimientos de los mismos para solventar necesidades del conductor y rendimiento de lo que podría ser su herramienta de trabajo.

También es importante decir que debido al gran número de sensores del automóvil y muy poca información de los mismos en libros es necesario investigar sobre ellos en las páginas de sus fabricantes para obtener dicha información.

Ahora en si un sensor muy interesante para mi es el Sensor de posición del aceleración TPS ya que gracias a este se puede obtener mayor potencia del automóvil al controlar la combinación de los elementos que van al motor.

Otro de los sensores que es interesante es el ABS ya que este hace que se compensen las velocidades de los neumáticos para que los mismos no s bloqueen en el momento de frenado.

• REFERENCIAS.

[1] http://www.mecanicavirtual.org/sensores.htm 

[2] Electrónica del automóvil.' EL ABS''. Jordi Muñoz Serrano. Trabajo de Investigación.

[3] www.meritorauto.com. Meritor WABCO

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