Sensores MAF, MAP y TPS

Sensores en el Automóvil.

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

1.  DEFINICIÓN

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.

2.CLASIFICACIÓN DE LOS SENSORES.

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

  FUNCIÓN Y APLICACIÓN.

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)

  SEGÚN SU SEÑAL DE SALIDA.

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.

¿Tipos o diseños de investigación?

CALIBRACIÓN DE VÁLVULAS MOTOR DIESEL TOYOTA

VARIABLES

Se le llama variable a aquel elemento de un algoritmo, fórmula o proposición que representa un elemento no especificado de un determinad conjunto. A este conjunto se lo conoce bajo el nombre de universo de la variable y cada uno de sus elementos es un valor de la variable.

Existen distintos tipos de variables, algunos de ellos son:

Independiente: los valores de este tipo de variables no dependen del de otras, son representadas en el eje de las abscisas y en las funciones con la letra X.

Dependiente: los valores de estas variables, en cambio, son determinados por los que adquieran las otras variables. Se las representa en el eje de las ordenadas y se las representa con la letra Y en las funciones.

Cuantitativas: estas variables se expresan por medio de un número, lo que permite utilizarlas para operaciones aritméticas. Dentro de estas encontramos dos clases:

1. Continua: este tipo de variables puede adquirir valores existentes entre dos números.
2. Discreta: esta variable no puede adquirir valores intermedios entre dos números, sino aislados. 

Cualitativas: hace alusión a aquellas cualidades que no se las puede medir numéricamente. Dentro de estas variables encontramos dos clases:

1. Variable cualitativa ordinal o cuasicuantitativa: este tipo de variables presentan modalidades no numéricas en las que hay un orden.
2. Variable cualitativa ordinal: en este tipo de variables, en cambio, las modalidades numéricas no pueden ser ordenadas bajo ningún criterio. 

Aleatorias: son aquellas funciones que asocian un número real  a cada elemento del espacio muestral E.  Dentro de esta variable encontramos los siguientes tipos:

1.  Variable aleatoria discreta: esta variable solamente puede adquirir valores enteros.
2. Variable aleatoria continua: a diferencia de la discreta, puede adquirir cualquier valor dentro de un intervalo de la recta real.
3. Variable aleatoria binominal: con esta variable se muestra el número de éxitos que se adquirieron en cada prueba de un experimento. Es como la discreta, que sólo adquiere valores enteros, pero de acuerdo a las pruebas realizadas.

Variable estadística bidimensional: en esta variable, a cada individuo se lo define con dos caracteres que son a su vez variables estadísticas entre las que existe relación: una de ellas es la variable dependiente mientras que la otra, la independiente.

Hipótesis (método científico)

Una hipótesis (del latín hypothĕsis y este del griego ὑπόθεσις) es una suposición. Es una idea que puede no ser verdadera, basada en información previa. Su valor reside en la capacidad para establecer más relaciones entre los hechos y explicar el por qué se producen. Normalmente se plantean primero las razones claras por las que uno cree que algo es posible. Y finalmente ponemos: en conclusión. Este método se usa en el método científico, para luego comprobar las hipótesis a través de los experimentos.

Una hipótesis científica es una proposición aceptable que ha sido formulada a través de la recolección de información y datos, aunque no esté confirmada, sirve para responder de forma alternativa a un problema con base científica.

Una hipótesis puede usarse como una propuesta provisional que no se pretende demostrar estrictamente, o puede ser una predicción que debe ser verificada por el método científico. En el primer caso, el nivel de veracidad que se otorga a una hipótesis dependerá de la medida en que los datos empíricos apoyan lo afirmado en la hipótesis. Esto es lo que se conoce como contrastación empírica de la hipótesis o bien proceso de validación de la hipótesis. Este proceso puede realizarse mediante confirmación (para las hipótesis universales) o mediante verificación (para las hipótesis existenciales).

¿QUÉ ES UN PROBLEMA?

La determinación del problema es una operación mediante la cual se especifica claramente y de un modo concreto sobre qué se va a realizar la investigación. Es el punto inicial de la cadena: Problema- Investigación- Solución; por tanto, determinará toda la posterior proyección de la investigación se debe tener en cuenta:


El problema, responde al ¨ POR QUE¨, de la Investigación lo podemos definir como la situación propia de un objeto, que provoca una necesidad en un sujeto, el cual desarrollará una actividad para transformar la situación mencionada.

El problema es objetivo en tanto es una situación presente en el objeto; pero es subjetivo, pues para que exista el problema, la situación tiene que generar una necesidad en el sujeto.

Cualquier problema científico es consecuencia del desconocimiento de la existencia, en una esfera de la realidad, de elementos y relaciones de dicha realidad objetiva. El planteamiento del problema científico es la expresión de los límites del conocimiento científico actual que genera la insatisfacción de la necesidad del sujeto.

¿Cualquier situación problémica constituye un problema constituye un problema científico?

Para que un problema sea científico debe de reunir determinados requisitos como son:

• La formulación del problema debe basarse en un conocimiento científico previo del mismo.

• La solución que se alcance al problema estudiado debe de contribuir al desarrollo del conocimiento científico, al desarrollo de la ciencia.

• Debe de formularse y debe resolverse aplicando los conceptos, categorías y leyes de la rama del saber que se investiga.

 CLASIFICACIÓN DE LA HIPÓTESIS

La hipótesis puede adoptar diferentes y clasificarles de acuerdo a la convivencia de cada autor:

a.     Hipótesis general: es cuando trata de responder de forma amplia a las dudas que el investigador tiene acerca de la relación que existe entre las variables.

b.     Hipótesis específica: es específica aquella hipótesis que se deriva de la general, estas tratan de concretizar a la hipótesis general y hace explícitas las orientaciones concebidas para resolver la investigación.

c.      Hipótesis estadística: la hipótesis estadística es aquella hipótesis que somete a prueba y expresa a las hipótesis operacionales en forma de ecuaciones matemáticas.

d.     Problema: se quiere determinar si el entrenamiento en técnicas de estudio mejora el rendimiento académico de los estudiantes de la UNELLEZ.

e.      Hipótesis específica: los alumnos del subproyecto lenguaje y comunicación del I semestre, programa educación integral, entrenados en técnicas de estudio, obtendrán altas calificaciones al mejorar sus técnicas de aprendizajes.

f.       Hipótesis operacional: el promedio de rendimiento de los alumnos del subproyecto lenguaje y comunicación, sometidos a entrenamientos en técnicas de estudio (grupo experimental), será mayor que el promedio de rendimiento de aquellos alumnos no sometidos al entrenamiento (grupo control).

a.     Hipótesis nula: (X1) = (X2); no existe relación en los promedios obtenidos por los estudiantes entrenados en técnicas de estudio (X1) y los no entrenados (X2)

b.     Hipótesis alternativas: X1 > X2; los alumnos sometidos a entrenamientos en técnicas de elaboración de resumen (X1) obtuvieron mejor promedio de rendimiento que aquellos alumnos que no recibieron ningún tipo de entrenamiento (X2).

La Hipótesis y su Importancia en la Investigación Científica

1. Caracteres generales e importancia:

En diversos artículos sobre actividades de investigación y desarrollo he afirmado que el objetivo de la investigación científica, es servir de vehículo de transformación del mundo material, demostrando o refutando hipótesis y confirmando y desarrollando teorías. La hipótesis y su importancia en la investigación científica es un asunto que no puede pasar por alto en la formación de investigadores, de sujetos de investigación.

En el presente artículo, fijaremos nuestra atención en lo que constituye, el componente más importante de las Actividades de Investigación y Desarrollo: la Hipótesis.

Conocimiento hipotético:

Hablamos de conocimiento hipotético, cuando nos referimos a aquel tipo de conocimiento que se basa en datos aún no confirmados como verdaderos. Es el conocimiento que expresa supuestos, presunciones, creencias, predicciones, inferencias. Ejemplo1: un mercadólogo supone que las bajas ventas, durante un determinado tiempo, han sido ocasionadas por el aumento en el precio del producto que ofrece, pero no dispone de datos que confirmen esta suposición. Tenemos, así, un Conocimiento Hipotético.

Ejemplo 2: Un médico, ante ciertos síntomas de su paciente, supone una enfermedad de causa bacteriana, pero al no disponer de los datos de laboratorio su conocimiento no está confirmado y, por lo tanto, es hipotético.

Características de la hipótesis

¿Qué características debe tener una hipótesis, para que sea considerada científica?

Para Gorski y Tavants, obra citada, las hipótesis deben tener cuatro características básicas para que sean consideradas científicas:

- No hallarse en contradicción con ningún dato comprobado de la ciencia. Por su contenido, no ha de contradecir la concepción científica del mundo, ni los conocimientos científicos ciertos existentes cuando se formula la hipótesis.

- Ha de ser suficiente para poder explicar todos los hechos que motivan su formulación.

- Ha de explicar mejor que ninguna otra suposición los fenómenos ó hechos a que hace referencia.

- Es, por tanto, evidente que no puede considerarse la hipótesis como una suposición fantástica, arbitraria y quimérica.