sensor de velocidad de giro de ruedas

Sensores de velocidad de giro de las ruedas

Aplicaciones

De las señales de los sensores de velocidad de giro de las ruedas las unidades de control delos sistemas ABS, ASR y ESP derivan la velocidad de rotación de las ruedas (número devueltas), para impedir el bloqueo o el patinaje de las ruedas y asegurar así la estabilidad ydirigibilidad del vehículo. A partir de estas señales, los sistemas de navegación calculan ladistancia recorrida.

Estructura y funcionamiento

Sensor de velocidad de rotación pasivo (inductivo) La espiga polar del sensor inductivo develocidad de rotación, que está rodeada de un arrollamiento, se encuentra directamente sobrela corona generadora de impulsos, fijamente unida con el cubo de rueda. La espiga polar demagnetismo dulce está unida con un imán permanente, cuyo campo magnético llega hasta lacorona generadora de impulsos, penetrando en ella. A causa de la alternancia permanenteentre los dientes y los entredientes, el giro de la rueda ocasiona la variación del flujo magnéticodentro de la espiga polar y, por consiguiente, también dentro del arrollamiento que la rodea. Lavariación del campo magnético induce en el arrollamiento una tensión alterna, que se toma encada extremo del bobinado.Tanto la frecuencia como la amplitud de la tensión alterna son proporcionales a la velocidad degiro de la rueda. Cuando la rueda está parada, la tensión inducida es igual a cero. La velocidadmínima mensurable depende de la forma de los dientes, del entrehierro, de la pendiente de lasubida de tensión y de la sensibilidad de entrada de la unidad de control; partiendo de esteparámetro se puede conocer la velocidad mínima de conexión alcanzable para la aplicación delABS.El sensor de velocidad de giro y la rueda de impulsión están separados por un entrehierro deaprox. 1 mm con estrechas tolerancias, para garantizar una detección eficaz de las señales.Además, una fijación firme del sensor de velocidad de giro impide que sus señales seanalteradas por vibraciones procedentes del freno de rueda.Como las condiciones de montaje en la zona de la rueda no son siempre idénticas, existendiferentes formas de la espiga polar y distintos modos de montaje. La más difundida es laespiga polar en forma de cincel (llamada también polo plano, figura inferior a) para montajeradial, perpendicular a la corona generadora de impulsos. La espiga polar en forma de rombo(llamada también polo en cruz, figura inferior b), para montaje axial, se encuentra en posiciónradial respecto a la corona generadora de impulsos. Los dos tipos de espiga polar han de estar exactamente ajustados a la corona generadora de impulsos en su montaje. La espiga polarredonda (figura inferior c) no exige una alineación exacta con la corona generadora de

sensor de angulo de direccion

Sensor del ángulo de la dirección

Generalidades

El sistema DSC necesita para su función el ángulo total del volante. La medición del ángulo total del volante se efectúa mediante el sensor del ángulo de dirección. Como el software no se pudo instalar en la unidad de mando DSC por razones de capacidad del ordenador, se desarrolló una unidad de mando propia con una memoria de defectos propia.

Disposición en el vehículo

El sensor del ángulo de dirección está colocado en el husillo de la dirección.

Funcionamiento

El sensor del ángulo de la dirección posee dos potenciómetros desfasados 90°. Los ángulos de giro de volante determinados por dichos potenciómetros comprenden un giro completo del volante, es decir, los valores se repiten después de respectivamente +/- 180°. El sensor del ángulo de dirección detecta eso y cuenta las vueltas del volante. El ángulo total se forma, por consiguiente, a base del ángulo de giro de volante actualmente medido y de la cantidad de vueltas del volante. A fin de que en todo momento esté a disposición el ángulo del volante total, es necesario que se midan ininterrumpida y completamente todos los movimientos de la dirección, aun estando el vehículo parado. Para conseguir esto se somete permanentemente a corriente el sensor del ángulo de la dirección a través del borne 30. Con ello se registran también movimientos del volante con ”encendido desconectado”. El ángulo de la dirección determinado por el potenciómetro está disponible también tras una interrupción de corriente, pero no la cantidad de vueltas del volante. Al objeto de que el sensor del ángulo de la dirección permanezca con plena capacidad funcional tras una interrupción de la corriente se ha integrado un software capaz de calcular, además de los números de revoluciones de rueda, la cantidad de giros del volante mediante los números de revoluciones de rueda (en algunos modelos también el desplazamiento del volante de tope a tope). Este proceso se denomina Inicialización o Sobreposición. Si no se lleva a cabo la sobreposición tras el comienzo de la marcha hasta alcanzarse una velocidad de aprox. 20 km/h, se conmuta a estado pasivo el DSC, se enciende la lámpara de advertencia DSC y se memoriza una avería en el dispositivo de mando DSC. En caso de faltar el número de vueltas del volante, se repite el proceso de sobreposición cada vez después de haber ”conectado el encendido”. Constituyen una excepción los vehículos de tracción integral: En este caso, inmediatamente después de la interrupción de corriente al sensor del ángulo de la dirección se conmuta a estado pasivo el sistema DSC y se memoriza una avería en el dispositivo de mando DSC. El proceso de sobreposición, al contrario que en los vehículos con tracción a dos ruedas, no se interrumpe al alcanzarse una velocidad límite, sino que prosigue hasta que el DSC detecta un ángulo de la dirección correcto. A partir de este momento se apaga la lámpara de aviso DSC y el DSC está dispuesto para el servicio. En ambos casos no tiene lugar en el sensor del ángulo de dirección ningún registro de defecto. Para asegurar el ulterior funcionamiento, en la unidad de mando DSC se efectúa un cálculo del ángulo de dirección a base de los números de revoluciones de las ruedas, el cual se compara con el medido por el sensor del ángulo de dirección. Esta prueba de plausibilidad evita que el vehículo funcione con una adaptación incorrecta. Una posición cero incorrecta puede producirse debido a una adaptación incorrectamente realizada o a causa de una modificación de la geometría de la dirección originada en un desperfecto o una reparación. Un componente de seguridad adicional es la asignación exacta entre el sensor y el vehículo. Cuando se efectúa una adaptación se almacena el número de chasis en la EEPROM, comparándose luego con el número de chasis recibido en el cuadro de instrumentos cada vez que ”se conecta el encendido”.

Cambio del sensor del ángulo de dirección

Tras una sustitución del sensor del ángulo de la dirección debe codificarse el mismo primeramente y adaptarse a continuación con el programa de diagnóstico ABS/DSC.

Codificación

El sensor del ángulo de la dirección precisa para sus cálculos internos datos específicos de modelo, los cuales son transmitidos por la codificación.

Adaptación

Al efectuarse la adaptación se memoriza permanentemente en la EEPROM del sensor del ángulo de dirección la posición actual del volante como posición de marcha en línea recta. Por ello, al efectuar la adaptación deben colocarse las ruedas delanteras y el volante en posición de marcha rectilínea exacta. Adicionalmente se memoriza de forma permanente el número de chasis del cuadro de instrumentos en la EEPROM del sensor del ángulo de la dirección. Una vez efectuada con éxito la adaptación se borra automáticamente el contenido de la memoria de averías del sensor del ángulo de la dirección.
Hay que realizar una adaptación después de los siguientes trabajos:

·                     Cambio del sensor del ángulo de dirección

·                     Cambio de la unidad de mando DSC

·                     Trabajos de ajuste en la geometría del ángulo de la dirección

·                     Trabajos en la dirección y en el eje delantero

Alimentación de tensión

La alimentación de tensión se efectúa en el sensor del ángulo de dirección como alimentación de corriente permanente a través del borne 30, dotado también de un fusible propio. Adicionalmente el sensor del ángulo de dirección recibe una alimentación de tensión a través del borne 87 o, según el modelo, a través del borne 15. Esta alimentación de tensión se efectúa a través de otro fusible.

Contador de frecuencia:

·                     El contador de frecuencia va contando ascendentemente por unidades al detectarse averías tras ”encendido desconectado”. El valor máximo es ”31”.

·                     Si ya no aparece la avería durante el siguiente trayecto se reduce en una unidad el valor del contador de frecuencia. El valor mínimo es ”0”.

overboost

es un sistema de sobrealimentación que usa una turbina centrífuga para accionar mediante un eje coaxial con ella, un compresor centrífugo para comprimir gases. Este tipo de sistemas se suele utilizar en motores de combustión interna alternativos, especialmente en los motores diésel. En algunos países, la carga impositiva sobre los automóviles depende de la cilindrada del motor. Como un motor con turbocompresor tiene una mayor potencia máxima para una cilindrada dada, estos modelos pagan menos impuestos que los que no tienen turbocompresor.

En 1936 John el Clifford Garrett funda The Garret Corporation en California, Estados Unidos.
En 1940 la tecnologia del turbo es aplicada a instalaciones marinas, industriales y locomotoras.
En 1953 Caterpillar testea el primer turboalimentador desarrollado por la compañía Garret.
En 1962 el primer auto americano en usar un turbocargado fue el Oldsmobile Jetfire Turbo Rocket
En 1966 se utlizan por primera vez motores turbocargados en las 500 millas de indianapolis.

Funcionamiento
En los motores sobrealimentados mediante este sistema, el turbocompresor consiste en una turbinaaccionada por los gases de escape del motor de explosión, en cuyo eje se fija un compresorcentrífugo que toma el aire a presión atmosférica después de pasar por el filtro de aire y luego lo comprime para introducirlo en los cilindros a mayor presión.
Los gases de escape inciden radialmente en la turbina, saliendo axialmente, después de ceder gran parte de su energía interna (mecánica + térmica) a la misma.
El aire entra al compresor axialmente, saliendo radialmente, con el efecto secundario negativo de un aumento de la temperatura más o menos considerable. Este efecto se contrarresta en gran medida con el intercooler.
Este aumento de la presión consigue introducir en el cilindro una mayor cantidad de oxígeno (masa) que la masa normal que el cilindro aspiraría a presión atmosférica, obteniéndose más par motor en cada carrera útil (carrera de expansión) y por lo tanto más potencia que un motor atmosférico de cilindrada equivalente, y con un incremento de consumo proporcional al aumento de masa de aire en el motor de gasolina. En los diésel la masa de aire no es proporcional al caudal de combustible, siempre entra aire en exceso al carecer de mariposa, por ello es en este tipo de motores en donde se ha encontrado su máxima aplicación (motor turbodiesel).
Los turbocompresores más pequeños y de presión de soplado más baja ejercen una presión máxima de 0,25 bar (3,625 psi), mientras que los más grandes alcanzan los 1,5 bar (21,75 psi). En motores de competición se llega a presiones de 3 y 8 bares dependiendo de si el motor es gasolina o diésel.
Como la energía utilizada para comprimir el aire de admisión proviene de los gases de escape, que se desecharía en un motor atmosférico, no resta potencia al motor cuando el turbocompresor está trabajando, tampoco provoca pérdidas fuera del rango de trabajo del turbo, a diferencia de otros, como los sistemas con compresor mecánico (sistemas en los que el compresor es accionado por una polea conectada al cigüeñal).

 Funcionamiento en distintos tipos de motores

 Diésel

Lado compresor, con entrada de aire por el lado de baja presión y conexión de alta presión a la membrana de la "Waste-Gate".

En los motores diésel el turbocompresor está más difundido debido a que un motor diésel trabaja con exceso de aire al no haber mariposa, por una parte; esto significa que a igual cilindrada unitaria e igual régimen motor (rpm) entra mucho más aire en un cilindro diésel. Por otra parte, y esto es lo más importante, las presiones alcanzadas al final de la carrera de compresión y sobre todo durante la carrera de trabajo son mucho mayores (40 a 55 bares) que en el motor de ciclo Otto (motor de gasolina) (15-25 bares). Esta alta presión, necesaria para alcanzar la alta temperatura requerida para la auto-inflamación o auto-ignición del gasóleo, es el origen de que la fuerza de los gases de escape, a igual régimen, cilindrada unitaria y carga requerida al motor sea mucho mayor en el diésel que en la gasolina.

 Intercooler

Artículo principal: Intercooler.

El aire, al ser comprimido, se calienta y pierde densidad; es decir, en un mismo volumen tenemos menos masa de aire, por lo que es capaz de quemar menos combustible y, en consecuencia, se genera menos potencia. Además, al aumentar la temperatura de admisión aumenta el peligro de detonación, picado, o autoencendido y se reduce la vida útil de muchos componentes por exceso de temperatura, y sobreesfuerzos del grupo térmico.
Para disminuir esta problemática se interpone entre el turbocompresor y la admisión un "intercambiador de calor" o "intercooler". Este sistema reduce la temperatura del aire, con lo que se aumenta la densidad de éste, y que introducimos en la cámara de combustión.
En el lado negativo, los intercambiadores de calor provocan una caída de presión, por lo que se disminuye la densidad del aire, aunque en muchos casos es necesario instalar uno para evitar la detonación o autoignición.
Existen tres tipos de intercoolers:

1.            Aire/aire: en estos el aire comprimido intercambia su calor con aire externo.

2.            Aire/agua: el aire comprimido intercambia su calor con un líquido que puede ser refrigerado por un radiador o, en algunas aplicaciones, con hielo en un depósito ubicado en el interior del coche.

3.            Criogénicos: se enfría la mezcla mediante la evaporación de un gas sobre un intercambiador aire/aire.

Demora de respuesta

Los motores provistos de turbocompresores padecen de una demora mayor en la disposición de la potencia que los motores atmosféricos (NA Normal Aspiration o Aspiración Normal) o con compresor mecánico, debido a que el rendimiento del turbocompresor depende de la presión ejercida por éste. En esta demora influyen la inercia del grupo (su diámetro y peso) y el volumen del colector entre la turbina y la salida de los gases de escape del cilindro.
Un turbocompresor no funciona de igual manera en distintos regímenes de motor. A bajas revoluciones, el turbocompresor no ejerce presión porque la escasa cantidad de gases no empuja con suficiente fuerza. Un turbocompresor más pequeño evita la demora en la respuesta, pero ejerce menos fuerza a altas revoluciones. Distintos fabricantes de motores han diseñado soluciones a este problema.
Un "biturbo" es un sistema con dos turbocompresores de distinto tamaño. A bajas revoluciones funciona solamente el pequeño, debido a su respuesta más rápida, y el grande funciona únicamente a altas revoluciones, ya que ejerce mayor presión.
Un "biturbo en paralelo" o "twin turbo" es un sistema con dos turbocompresores pequeños de idéntico tamaño. Al ser más pequeños que si fuera un turbocompresor único, tienen una menor inercia rotacional, por lo que empiezan a generar presión a revoluciones más bajas y se disminuye la demora de respuesta.
Un "turbocompresor asimétrico" consiste en poner un solo turbocompresor pequeño en una bancada (la delantera en el motor V6 colocado transversalmente) dejando la otra libre. La idea no es conseguir una gran potencia, sino que la respuesta sea rápida. Este sistema fue inventado por el fabricante sueco Saab y utilizado en el Saab 9-5 V6.
Un "biturbo secuencial" se compone de dos turbocompresores idénticos. Cuando hay poco volumen de gases de escape se envía todo este volumen a un turbocompresor, y cuando este volumen aumenta, se reparte entre los dos turbocompresores para lograr una mayor potencia y un menor tiempo de respuesta. Este sistema es utilizado en el motor Wankel del Mazda RX-7.
Un "turbocompresor de geometría variable" (VTG) consiste en un turbocompresor que tiene un mecanismo de "aletas" llamadas álabes móviles que se abren y cierran haciendo variar la velocidad de los gases de escape al entrar en la turbina, a menor caudal de gases de escape (bajas revoluciones) se cierra el paso entre los álabes provocando que los gases aumenten la velocidad al entrar en la turbina, a mayor caudal (altas revoluciones) necesitamos más paso y estos se abren. Esto nos permite tener una presión de trabajo muy lineal en todo el régimen de trabajo del turbocompresor. En motores diésel es muy común pero en motores de gasolina solo Porsche ha desarrollado un turbo que soporta más de 1000 °C en el modelo Porsche 911 turbo (2007).
También Mazda, tiene un prototipo de turbo eléctrico.^[1] El sistema eléctrico del coche no puede dar suficiente caudal para el motor a altas revoluciones, pero sí a bajas; así ambos se complementan. Con baja carga y revoluciones, la ayuda eléctrica permite un rápido aumento de presión y después la turbina puede suministrar toda la potencia para comprimir el aire. Este sistema ahorra mucha más energía que combinándolo con un compresor mecánico movido por el motor.
El sistema acompañado por un compresor mecánico ha tenido muy buenos resultados en prestaciones y consumos en el motor TSI del grupo Volkswagen (VAG).

 Overboost

Se conoce como Overboost^[2] el periodo durante el cual el sistema produce a plena carga una presión de sobrealimentación mayor a la normal, con objetivo de aumentar el par motor.
Actualmente este sistema, con el control electrónico adecuado, puede tener en cuenta diferentes aplicaciones.

Evolución del turbocompresor

Actualmente se está cambiando la filosofía de aplicación de los turbocompresores, antes primaba la potencia a altas revoluciones y ahora cada vez más, que el coche responda bien en todo el régimen de giro de uso.
La válvula llamada waste-gate evita presiones excesivas que dañen el motor. La waste-gate o válvula de descarga es la que regula que cantidad de gases de escape se fugan de la caracola del turbo directamente hacia el escape mediante la apertura de la válvula, de esa forma a más gases fugados menos presión de turbo, con la válvula cerrada se alcanza la máxima presión del turbo al pasar todos los gases de escape por la caracola.
La dump valve o válvula de alivio (mal llamada válvula de descarga por el ruido tan peculiar que hace al descargar al aire...) abre una fuga en el conducto de admisión cuando se deja de acelerar para que la presión generada por la enorme inercia del turbo no sature estos conductos, evitando al mismo tiempo la brusca deceleración de la turbina, alargando su vida útil.

Refrigeración

Normalmente el turbocompresor suele estar refrigerado con aceite que circula mientras el motor está en marcha. Si se apaga bruscamente el motor después de un uso intensivo, y el turbocompresor está muy caliente, el aceite que refrigera los cojinetes del turbocompresor se queda estancado y su temperatura aumenta, con lo que se puede empezar a carbonizar, disminuyendo su capacidad lubricante y acortando la vida útil del turbocompresor.
El turbo timer es un sistema que mantiene circulando el aceite en el turbocompresor durante un lapso de tiempo después del apagado del motor. Algunos modelos funcionan con sensores que detectan la intensidad en el uso del turbocompresor para permitir la lubricación forzada del mismo por un tiempo prudencial después del apagado del motor.

Hill-Holder

El funcionamiento es el siguiente: el conductor detiene el vehículo en una pendiente y el sistema lo detecta. Mientras el conductor tenga el freno y el embrague pisado con la 1º marcha engranada, el sistema se activa y mantendrá la presión en el freno aunque el conductor lo libere (para pisar el acelerador). Justo en el momento en que el embrague está en el “punto de fricción” y el coche va a comenzar a avanzar, el sistema libera el freno y el coche avanza sin desplazarse hacia atrás ni un milímetro.

Este sistema es muy útil para personas con poca “habilidad” con el embrague (o novatos) o personas que vivan en zonas de muchas pendientes. También es útil para maniobrar con 4×4 o vehículos pesados en superficies
El Hill Holder, que traducido literalmente vendría a ser algo así como "retenedor en pendiente" y que en español se conoce como sistema de ayuda al arranque en pendiente, es un sistema que en sus inicios era mecánico y que ha pasado a ser electrónico para mejorar su funcionamiento. Aunque según parece sus inicios se dieron en 1936 de la mano de Studebaker con el Studebaker President y bajo denominación HHC (Hill Hold Control), fue Subaru la marca que los popularizó muy posteriormente. 

Aunque desconocemos el funcionamiento específico en el Studebaker President, con respecto a los Subaru el Hill Holder Control se basaba en las propias leyes de la física. Cuando el vehículo se encontraba en cualquier tipo de pendiente con el embrague presionado y mirando hacia arriba, la propia ley de la gravedad hacía que se bloquearan los frenos para evitar que el vehículo se desplazara hacia abajo. Dicho bloqueo se producía mediante un elemento que se accionaba por acción de la gravedad y que, al soltar el embrague, dejaba de actuar.

Sea como fuere los actuales sistemas de ayuda al arranque en pendiente están mucho más evolucionados y cuentan con la ya habitual ayuda de la electrónica. En los vehículos modernos estos sistemas se activan cuando estamos parados en subida y presionamos freno y embrague. Estas circunstancias ocurren siempre que tenemos que salir desde parado en una pendiente, que es cuando muchos conductores todavía usan el freno de mano para evitar que, al ir soltando el embrague y proceder a acelerar, se les vaya el vehículo hacia atrás. Con el hill holder el conductor puede soltar tranquilamente el freno y proceder a acelerar, pues la función del sistema consiste en mantener el vehículo frenado durante determinado tiempo (entre uno y dos segundos) aun cuando el conductor suelte el freno para pasar a acelerar.

Como pequeño inconveniente a este sistema está el hecho de que al aparcar en subida se limita la posibilidad de realizar maniobras sin necesidad de insertar marcha atrás. Si queremos dejar caer el coche en estas situaciones el sistema detecta que el embrague está pisado y el vehículo no se moverá durante un tiempo aun cuando se suelte el freno, lo que no deja de ser antinatural y engorroso. irregulares.