Actuadores Válvulas de control de Ralentí , Generalidades

Esta nota describe los actuadores de ralentí y dentro de estos dispositivos centraremos la atención sobre los motores paso a paso sus características eléctricas y circuitos electrónicos de control…

Información general

Dentro de los sistemas de inyección electrónica un subsistema particular lo compone la estabilización de la marcha lenta , recordemos que en el momento de arranque la mezcla debe ser rica y que el motor puede encontrarse a temperaturas muy bajas.

Cuando el motor esta en marcha este subsistema se encargará de acelerar el régimen de motor cuando se accioné el aire acondicionado o bien cuando el alternador comience a cargar e intente frenar al motor , en pocas palabras este subsistema a crecido en complejidad a medida que los controles electrónicos fueron desarrollando tecnologías más eficientes en la estabilización de la marcha lenta.

El subsistema se compone fundamentalmente del E.C.M. y un actuador , esta nota hace hincapié sobre los actuadores que los dividimos en :

Válvula de aire adicional ( Ej. Sistemas Bosch antiguos )

Solenoide de marcha lenta ( Ford Galaxy con E.E.C. IV multipunto)

Válvula de marcha lenta ( Renault 21 , Alfa Romeo)

Motor de continua ( Fiat Tipo boca monopunto)

Motor paso a paso de cuatro cables ( Boca monopunto Magneti Marelli)

Motor paso a paso de cinco cables ( Rover serie 200)

Motor paso a paso de seis cables (Línea Cryshler, GM, Magnetti Marelli, etc.).

Desde la válvula de aire adicional que se encuentra en los sistemas L – Jetronic donde la E.C.M no interviene , hasta los motores paso a paso de los sistemas E.E.C. V en el cual la evolución tecnológica crece para satisfacer la demanda de los motores en estabilidad y confiabilidad .

Los solenoides de marcha lenta son actuadores cuyo funcionamiento es similar al inyector es decir un arrollamiento que en presencia de corriente eléctrica vence un resorte dentro de un paso de aire , permitiendo de esa forma un incremento en el régimen del motor.

El esquema de conexión es igual al inyector , el actuador tiene dos cables y con polaridad en algunos casos de forma tal que uno de ellos esta a positivo de contacto y el otro esta controlado por el E.C.M. colocando a masa en forma intermitente.

Un caso especial es el Rover PGM-Fi que posee dos actuadores de este tipo una de ellas cumple el papel descripto anteriormente y otra es para el caso del motor en condiciones ambientales extremadamente severas de baja temperatura llamada válvula de reposo rápida.

Para la válvula I.S.C. presente en los sistemas Bosch y en especial en Renault 21 el principio de funcionamiento se basa en un motor que cierra o abre un conducto de aire por lo que tenemos tres cables en general el terminal central va conectado a positivo y uno de los extremos a masa abrirá el paso de aire mientras que el otro lo cierra.

En las bocas monopunto del tipo Bosch aparece un motor de corriente continua que abre o cierra la mariposa de aceleración , hago una aclaración cuando pido este repuesto a los

distribuidores de Bosch hablan de motor paso a paso , esto no es verdad nada más lejos del concepto de funcionamiento y conexionado eléctrico.

Principio de Funcionamiento de los Motores Paso a Paso.

Los motores electromagnéticos paso a paso son elementos de manejo por el cual un diseño especial opera en conjunto con señales de control de pulso – forma para transformarse en movimiento de rotación o lineal por pasos.

Una rotación del motor está compuesta de un número preciso de incrementos o pasos de ángulo. La magnitud de estos ángulos es determinada por el numero de fases , el número de par de polos y el número de dientes en el estator.

Los motores paso a paso son capaces de transformar las señales eléctricas digitales de control directamente en movimientos de rotación discontinuos.

En principio debemos considerar a estos motores como una combinación de solenoides en continua, por lo que todo las precauciones o funciones son idénticas a la de una bobina de inyector.

De acuerdo a la configuración magnética se distinguen tres tipos de motores de paso :

De reluctancia variable.

Unidades Heteropolar ( Circuitos magnéticos polarizados).

Unidades Híbridas.

Debido a las características de bajo consumo , alta confiabilidad , bajo error y mantenimiento de condiciones después del apagado se han popularizado las unidades con circuitos magnéticos polarizados.

El esquema siguiente nos ayudará en la comprensión del funcionamiento.

 

Podemos distinguir claramente el rotor ( imán permanente) con el mismo numero de pares de polo que la sección de un bobinado del estator , el motor rota a incrementos de ángulos constante por cada paso de conmutación de las bobinas del estator que generen un campo magnético Norte – Sur ; causando de esta forma el seguimiento del rotor por atracción de campos con distinta polaridad , otorgando al rotor un movimiento en el sentido horario o antihorario según como se excite el estator.

Por simplicidad supongamos el comienzo del análisis considerando en primer lugar que los bobinados del estator A1 y A2 presentan un campo magnético Norte – Sur desde arriba hacia abajo , mientras que el los bobinados del estator B1 y B2 presentan un campo magnético Norte – Sur de izquierda a derecha . El campo resultante del estator produce un campo que apunta en la dirección 3 (esquema general) , con lo cual el rotor se posiciona con su campo magnético Sur así como se ve en la figura ( rotor apuntando a la posición 1). Esta condición inicial corresponde al paso 1 del cuadro de funcionamiento que se muestra abajo.

Supongamos que cambiamos la polaridad de la corriente en los bobinados del estator B1 B2 de esta forma cambia el campo magnético y con ello la resultante de ambos , es decir pasamos a la dirección 4 (esquema) , inmediatamente el rotor se alinea con la nueva dirección girando 90 grados hasta la posición 2 (dirección de giro horaria) . Este cambio responde al paso 2 del cuadro general.

En el cuadro general se muestra la excitación a los bobinados A1 – A2 del estator , excita – ción bobinados B1 – B2 , los sentidos de los campos resultantes para rotor y estator , es importante notar que los giros se producen de acuerdo al campo resultante entre los dos bobinados del estator , si uno solo de ellos es excitado nunca se producirá el movimiento.

Para una prueba correcta del E.C.M. es necesario reemplazar cada bobinado ( A1 – A2 y B1 – B2 ) por un par de resistencia de 47 Ohms y observar las señales en el osciloscopio respecto de masa si no hay cambios significa que puedo tener el cable cortado entre el E.C.M. y este conector , si se verifico la conexión el problema está en el circuito integrado de la computadora.

Cabe una aclaración si la prueba se realiza sin estas resistencias el circuito integrado puede apagarse y no enviara señales , y si por el contrario nos excedemos en el valor de la resistencia también funcionara de la misma manera , por favor mida las bobinas del motor paso a paso y reemplace por el mismo valor en resistencia ( en general tiene una tolerancia del 20% del original).

Para ilustrar este punto nos referimos a la siguiente figura que es una etapa de salida del tipo utilizada en los controladores de inyectores o bien controladores de motor paso a paso:

Cuando los motores de paso tienen cinco cables o seis los principios de cada bobinado están siempre a positivo mientras que las terminaciones van al controlador , produciendo el giro del rotor por la excitación de bobinas opuestas siempre a masa y de a pares de lo contrario no podría obtener un campo resultante , la ventaja respecto del anterior es que se logra un paso más fino y un mejor control del paso de aire.

En la figura siguiente se muestra el esquema de conexionado :

 

En todos los casos de este tipo de motores se convierte el giro en un movimiento lineal con un sencillo mecanismo que consta de un vástago hueco dentro del cual hay un eje sin fin ( adosado al rotor del motor) , un resorte y un tapón metálico que cierra el paso de aire en el puente entre la mariposa.

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