Entendiendo el sensor de posición del cigüeñal

Los sensores de posición del cigüeñal y del árbol de levas, que son los sensores más importantes en cualquier motor, son fundamentales para el rendimiento del distribuidor y del tiempo de encendido. El sensor de posición del cigüeñal es un sensor multipropósito que controla el tiempo de encendido, detecta las RPM y calcula la velocidad relativa del motor. La sincronización manual del distribuidor ya no es necesaria gracias a este sensor. Para sincronizar el inyector de combustible y la secuencia de encendido de la bobina, se emplea el sensor de posición del árbol de levas para detectar qué cilindro está disparando.

En el artículo de hoy, aprenderá la definición, las funciones, el diagrama, los tipos, el funcionamiento y los síntomas comunes de un sensor de posición del cigüeñal.

¿Qué es un sensor de posición del cigüeñal?

Los sensores de cigüeñal son dispositivos electrónicos que monitorean la posición o velocidad de rotación del cigüeñal en los motores de combustión interna, tanto de gasolina como diesel. Los sistemas de gestión del motor emplean estos datos para ajustar la sincronización de la inyección de combustible y otras características del motor. El distribuidor tuvo que ajustarse manualmente a una marca de tiempo en los motores de gasolina hasta que los sensores electrónicos del cigüeñal estuvieran disponibles.

El sensor del cigüeñal se puede usar junto con un sensor de posición del árbol de levas para monitorear la relación pistón-válvula del motor, lo cual es especialmente significativo en motores con sincronización variable de válvulas. Este procedimiento también se utiliza para "sincronizar" un motor de cuatro tiempos cuando arranca por primera vez, lo que permite que el sistema de gestión determine cuándo inyectar gasolina. También se usa ampliamente para determinar la velocidad del motor en revoluciones por minuto. La polea del cigüeñal principal, el volante, el árbol de levas y el propio cigüeñal son puntos de fijación comunes. Este sensor, junto con el sensor de posición del árbol de levas, es uno de los dos sensores más críticos en los motores modernos.

Debido a que la señal de posición del sensor del cigüeñal se usa para sincronizar la inyección de combustible (motores diésel) o el encendido por chispa (motores de gasolina), un sensor defectuoso hará que el motor no arranque o se apague mientras está en funcionamiento. Este sensor también proporciona información de velocidad al indicador de velocidad del motor.

Funciones

Las siguientes son las funciones de los sensores de posición del cigüeñal:

• La función principal del sensor de posición del cigüeñal es determinar la posición del cigüeñal y/o la velocidad de rotación (RPM).
• La información enviada por el sensor es utilizada por las unidades de ajuste del motor para controlar factores como el tiempo de encendido y el tiempo de inyección de combustible.
•  En los motores diésel, el sensor controlará la inyección de combustible.
• La salida del sensor también se puede vincular a otros datos del sensor, como la posición de la leva, para determinar el ciclo de combustión actual, que es fundamental para el arranque de un motor de cuatro tiempos.

Las funciones principales de un sensor de posición del cigüeñal incluyen:

Detección

Se puede encontrar un imán poderoso al lado del cigüeñal si miras de cerca. Alrededor del cigüeñal, también notará pasadores o clavijas de acero colocados a intervalos regulares. Este imán emite un campo magnético continuo todo el tiempo. Los pasadores de acero alrededor del cigüeñal giran alrededor de este campo cuando el motor arranca y el cigüeñal gira. Como resultado de la variación en el campo, se produce una señal de CA (corriente alterna). Esto también da instrucciones a la unidad de gestión del motor (computadora del motor) para determinar la velocidad de rotación. Como resultado, la EMU puede calcular la posición y la velocidad del árbol de levas para mejorar la inyección de combustible y el encendido.

Ajustes

Debemos aprender una cosa de los automóviles modernos. Solo si las partes internas se mueven a un ritmo específico requerido, los motores nos brindarán un rendimiento eficiente. La computadora de a bordo solo puede usar la información que le envía el sensor de posición del cigüeñal una vez que detecta la rotación del cigüeñal dentro del motor. Aquí es cuando la computadora hace pequeños ajustes o ajustes al motor para mejorar su eficiencia.

Considere las situaciones en las que va a toda velocidad. La computadora necesita hacer estos pequeños ajustes en el motor para modificar la velocidad en configuraciones como el modo de crucero o el modo deportivo porque el acelerador es constante. La computadora se asegurará de que la velocidad de rotación del cigüeñal se controle constantemente, en comparación con el rango apropiado, y se realicen los ajustes de velocidad según sea necesario. Este ajuste se puede realizar tanto en términos de aumento de velocidad como de disminución de velocidad.

Elementos y diagrama de un sensor de posición del cigüeñal:

Tipos de sensor de posición del cigüeñal

los siguientes son los diversos tipos de sensores de posición del cigüeñal:

Inductivo:

en este tipo de sensor de posición del cigüeñal, se usa un imán para detectar una señal del arranque del motor. Ya sea en el bloque del motor, cerca del volante o cerca del cigüeñal mismo. Las muescas en un disco giratorio, una rueda reluctora o un cigüeñal son recogidas por él. El campo magnético cambia a medida que pasa cada muesca y envía una señal de corriente alterna a la ECU.

Efectos Hall:

Este tipo es similar al sensor inductivo en que se coloca en los mismos lugares y responde a las mismas muescas. Crea una señal digital en lugar de una señal de CA analógica. A medida que las muescas viajan por el sensor, se enciende o se apaga.

Sensor de salida de CA:

La salida de un sensor de salida de CA difiere de la de otros sensores en que es una señal de voltaje de CA. La bobina excitadora, que se coloca cerca del disco giratorio, recibe una frecuencia muy alta (entre 150 y 2500 ciclos por segundo) del controlador integrado. Este disco tiene una ranura y está unido al final del árbol de levas. La inductancia mutua excita la ranura a medida que pasa por la bobina y se envía una señal que especifica la posición del primer cilindro al controlador integrado. Algunos motores Vauxhall ECOTEC emplean este tipo de sensor.

Principio de funcionamiento

El funcionamiento de un sensor de posición del cigüeñal es menos complejo y se puede entender fácilmente. En su funcionamiento, los dientes del anillo reluctor unido al cigüeñal pasan cerca de la punta del sensor en el sensor de posición del cigüeñal. Faltan uno o más dientes del anillo reluctor, que sirve como punto de referencia para la computadora del motor (PCM). El sensor genera una señal de voltaje pulsado cuando gira el cigüeñal, y cada pulso corresponde a un diente en el anillo reluctor. Con el motor al ralentí, la foto de abajo muestra la señal real del sensor de posición del cigüeñal. Como puede ver en el gráfico, al anillo reluctor de este vehículo le faltan dos dientes.

El PCM usa la señal del sensor de posición del cigüeñal para determinar cuándo y en qué cilindro disparar la chispa. La señal de la posición del cigüeñal también se utiliza para verificar fallas de encendido en los cilindros. No habrá chispa y los inyectores de combustible no funcionarán si falta la señal del sensor.

Los sensores magnéticos con una bobina captadora que produce voltaje de CA y los sensores de efecto Hall que producen una señal de onda cuadrada digital, como se muestra en la foto de arriba, son las dos variedades más predominantes. Los sensores de efecto Hall se utilizan en automóviles modernos. Un conector de dos pines se encuentra en un sensor de bobina captadora. Se utiliza un conector de tres pines para conectar el sensor de efecto Hall (voltaje de referencia, tierra y señal).

Mira el video a continuación para conocer el aspecto visual del funcionamiento de un sensor de posición del cigüeñal:

Síntomas de un sensor de posición del cigüeñal defectuoso o defectuoso

Los siguientes son los problemas comunes que uno encuentra cuando falla un sensor de posición del cigüeñal:

Comienzo difícil:

La dificultad para arrancar el automóvil es la indicación más frecuente de un sensor de posición del cigüeñal dañado o defectuoso. El sensor de posición del cigüeñal realiza un seguimiento de la posición y la velocidad del cigüeñal, así como otra información que es vital al arrancar el motor. El automóvil puede tener problemas de arranque intermitentes o no arrancar en absoluto si el sensor de posición del cigüeñal no funciona correctamente.

Parada intermitente:

El estancamiento intermitente es otra indicación común de un sensor de posición del cigüeñal que no funciona correctamente. Si hay un problema con el sensor de posición del cigüeñal o su cableado, la señal del cigüeñal se puede cortar mientras el motor está funcionando, lo que provoca que el motor se detenga. Esto suele ser una indicación de un problema de cableado. Este síntoma puede ser causado potencialmente por un sensor de posición del cigüeñal defectuoso.

La luz de verificación del motor está encendida:

Una luz Check Engine Light iluminada es otra señal de un posible problema con el sensor de posición del cigüeñal. Si la computadora identifica un problema con la señal del sensor de posición del cigüeñal, Check Engine Light se iluminará para informar al conductor. Una luz Check Engine puede activarse por una variedad de otros problemas. Se recomienda enfáticamente que se inspeccione la computadora en busca de códigos de error.

Aceleración desigual:

La unidad de control del motor no puede ajustar la sincronización de la chispa y la inyección de combustible cuando aumenta la velocidad del motor debido a una entrada errónea del sensor de posición del cigüeñal. La falta de precisión puede provocar una aceleración lenta o desigual, lo que dificulta mantener un ritmo constante.

El motor falla y vibra:

Un tartamudeo transitorio en el motor podría ser una señal de cilindros que fallan debido a un sensor de posición del cigüeñal defectuoso. Cuando falla un sensor de posición del cigüeñal, no puede proporcionar información precisa sobre la posición del pistón en el motor, lo que provoca que el cilindro falle. Esto también podría deberse a una sincronización incorrecta de la bujía, pero si la bujía está bien, el sensor del cigüeñal es el culpable más probable.

Motor en vacío irregular y/o vibrando:

El ralentí irregular es otro indicador de un problema del sensor de posición del cigüeñal. Es posible que detecte que el motor rechina o vibra mientras se detiene en un semáforo en rojo o de otra manera. Cuando esto sucede, el sensor no está monitoreando la posición del cigüeñal, lo que genera vibraciones que reducen la potencia general del motor. El seguimiento del kilometraje del motor también puede verse obstaculizado por la vibración. Cualquier vibración inusual debe ser investigada lo antes posible por un mecánico.

Se reduce el consumo de gasolina:

Los inyectores de combustible no bombearán correctamente el gas al motor si el sensor de posición del cigüeñal no proporciona la información de sincronización adecuada. En viajes cortos y largos, el motor usará más gasolina de la que necesita, lo que reducirá la economía general de combustible. Inspeccione el sensor con un mecánico, ya que una variedad de fallas puede causar una economía de combustible insuficiente.

Conclusión

Se puede usar un sensor de cigüeñal junto con un sensor de posición del árbol de levas para monitorear la relación pistón-válvula del motor, lo cual es especialmente significativo en motores con sincronización variable de válvulas. Este procedimiento también se utiliza para "sincronizar" un motor de cuatro tiempos cuando arranca por primera vez, lo que permite que el sistema de gestión determine cuándo inyectar gasolina. Eso es todo por este artículo, donde se discuten la definición, las funciones, los elementos y el diagrama, los tipos, el funcionamiento y los síntomas del sensor de posición del cigüeñal averiado.

Espero que aprendas mucho de la lectura, si es así, comparte amablemente con otros estudiantes. Gracias por leer, ¡nos vemos!