Avanzo con Ignición

El proceso de quemado de combustible en un motor produce gases nocivos, tales como nitrógeno y monóxido de carbono. El catalizador es el elemento diseñado para degradar en cierta forma estos gases nocivos y reducir la contaminación atmosférica, pero esto lo puede hacer siempre que la mezcla este en factor lambda 1 o lo más cercano posible.

Monóxido de carbono

Óxidos de nitrógeno

Hidracarburos

Agua Dióxido de carbono Nitrógeno Catalizador de oxidación Catalizador de reducción simbología

Debido al desgaste de los motores, fallos en sistemas y la forma de manejo de cada persona la computadora necesita estar haciendo ajustes para mantener la mezcla estequiometria, que es 1 parte de combustible por 14,7 partes de aire.

Para realizar estos ajustes existe el Fuel Trim, que se basa en la información que envía el sensor de oxígeno para alterar el pulso de inyección y así hacer las correcciones de la mezcla.

Cuando el sensor de oxigeno detecta demasiado oxígeno en los gases, significa que la mezcla es pobre, es decir, falta combustible que se queme con este excedente de oxígeno, y lo que hace es mandar un comando de enriquecimiento de mezcla. Por otro lado, cuando la cantidad de oxigeno es muy pequeña, significa que la mezcla es muy rica, y se manda un comando de empobrecimiento de mezcla, Este proceso es lo que se conoce como ajustes de combustible, o por su término en ingles “Fuel Trim”, el cual se realiza con una frecuencia no menor a 5 veces por segundo.

Este proceso de ajuste de combustible se divide en dos partes, el ajuste de combustible a corto plazo (Short Term Fuel Trim) y el ajuste a largo plazo (Long Term Fuel Trim).

El ajuste de combustible a corto plazo

Es el proceso mediante el cual, monitoreando el voltaje del sensor de oxigeno antes de catalizador, se enriquece o empobrece la mezcla. Este proceso corrige los valores de mezcla de combustible por un corto periodo de tiempo, de ahí su término, comenzando por un valor de 0%, lo que significaría una mezcla estequiométrica de aire y combustible. El objetivo de la ECU es mantener estos ajustes de combustible en el entorno de 0 %, lo que indicaría una mezcla ideal, y permitiendo así que el catalizador realice su trabajo correctamente.

Este ajuste solo se da en circuito cerrado, o sea cuando la computadora empieza a recibir una señal del sensor de oxígeno, antes de esto con el motor frio la computadora va a enriquecer la mezcla para acelerar el motor para que llegue lo antes posible a su temperatura normal de funcionamiento.

Una vez la ECU recibe información del sensor de oxigeno empieza a ajustar la mezcla. Los valores de los ajustes de combustible se expresan en %, es decir, son relativos a algo. la ECU ya tiene grabado en su memoria interna el ancho de pulso base de los inyectores de combustible, digamos 3 ms. Cuando el sensor de oxigeno detecta una mezcla pobre, el ajuste de combustible indica que se debe enriquecer la misma, y esto se expresa como +3% por ejemplo, indicando a la ECU que debe incrementar el ancho de pulso base un 3%, es decir, llevarlo a 3.09 ms. Con esto se logra que se inyecte más combustible a la mezcla y hacerla más rica. Si en cambio, el sensor de oxigeno detecta una mezcla rica, el ajuste de combustible cambiaria a un número negativo, -5% por ejemplo, indicando que se debe reducir el ancho de pulso a 2.85 ms.

Con el pasar del tiempo el motor va envejeciendo y el proceso de combustión es cada vez menos eficiente, debido a fugas de compresión, goteo de los inyectores, etc. Tener que estar ajustando todo el tiempo el ancho de pulso de los inyectores debido a un problema permanente en el vehículo no es eficiente, así que se ha diseñado un ajuste más estacionario para el ancho de pulso de los inyectores, de manera de irse adaptando a estos problemas. Esto es el ajuste de combustible a largo plazo del vehículo.

Ajuste de combustible a corto plazo

El ajuste a largo plazo tiene la capacidad de agregar o sacar combustible de forma más “drástica” que el ajuste a corto plazo y lo mantiene además por un largo periodo de tiempo. Una vez que el ajuste a largo plazo reduce el ancho de pulso sustancialmente, el ajuste a corto plazo vuelve a 0%. Una vez logrado esto, la ECU almacena este ajuste a largo plazo en una memoria no volátil, de manera de contar con este dato cada vez que se encienda el vehículo.

Mezcla rica -25% 0%

-20 % -15 % -10 % -5% 5% 10 % 15 %

Mezcla pobre 25%

20 %

Comando a mezcla pobre Sin ajustes Comando a mezcla rica

El trabajo del ajuste de combustible a largo plazo es observar el ajuste a corto plazo y tratar de mantenerlo en 0%, es decir, que no se tenga que adaptar la mezcla todo el tiempo. Veamos cómo trabaja este sistema con un ejemplo simple.

Ajuste de combustible a corto plazo

Supongamos que en un auto se obstruye la línea de retorno de combustible al tanque, lo cual provoca un exceso de presión en el sistema. Esto incurre en que la mezcla se vuelve muy rica (demasiado combustible). El sensor de oxigeno detecta esta mezcla rica y eleva su voltaje por encima de los 450 mV. El ajuste de combustible a corto plazo responde inmediatamente y comienza a entregar valores de ajuste negativos (-5%,-10%, -15%, -….), de manera de reducir cada vez más el ancho de pulso de los inyectores y eliminar así la condición de mezcla rica. Pero, al tratarse un problema permanente, estos ajustes a la baja del ancho de pulso se vuelven muy grandes (digamos > 50%, en términos absolutos). La ECU al detectar esta situación determina que es necesario un ajuste de combustible a largo plazo en el sistema, de manera de reducir drásticamente la inyección de combustible. Este proceso de ajuste a largo plazo reduce el ancho de pulso hasta lograr ver que el ajuste a corto plazo vuelve a sus valores normales cerca de 0 %.

Mezcla rica -25% 0%

-20 % -15 % -10 % -5% 5% 10 % 15 %

Mezcla pobre 25%

20 % Estrategia adaptativa de la ECU

Una vez realizado el ajuste de combustible a largo plazo, y observado que el ajuste a corto plazo permanece en valores cercanos a 0 %, se debe guardar este dato en la memoria. Esta memoria es como un bloque de celdas, en donde cada

Comando a mezcla pobre Sin ajustes Comando a mezcla rica

una de ellas representa una

Ajuste de combustible a corto plazo

Mezcla rica -25% 0%

-20 % -15 % -10 % -5% 5% 10 % 15 %

Mezcla pobre 25%

20 %

condición de carga y RPM. En cada celda, se almacena el ajuste a largo plazo realizado para esa condición de carga y RPM, de forma tal que cuando se de dicha condición el vehículo ya sabe su ancho de pulso de inyección.

Una vez que se ha ajustado el ancho de pulso para lograr equilibrar la mezcla y que el ajuste a corto plazo este cerca de 0% se podría decir que el ajuste a largo plazo tuvo éxito, y esto haría que el vehículo pase un control de emisiones. Sin embargo, el problema que dió lugar a dicho ajuste aún sigue presente.

Estableciendo un código de falla

Por otro lado, los valores se almacenan en esta celda solo si la ECU fue capaz de lograr que los ajustes de corto plazo se vayan a 0 %. Si este no fuese el caso (pensemos en un severo problema en el motor), el valor no se almacena, se produce un código de falla de mezcla rica o pobre, y se pasa a funcionar en circuito abierto.