Upload
others
View
5
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Universidad Internacional del Ecuador
Escuela de Ingeniería Automotriz
Tema:
Análisis Técnico del Arranque en Frío de Motores Kappa 1200cc
con Problemas de Encendido Para el Desarrollo de una Mejora del
Software en la UCE
Proyecto Previo a la Obtención del Título de Ingeniero en Mecánica Automotriz
Bautista Guaranda Lenin Vladimir
Director:
Ing. Marco Vinicio Noroña Merchán
Guayaquil-Ecuador
Febrero, 2021
ii
Universidad Internacional del Ecuador Escuela de Ingeniería Automotriz
Certificado
Ing. Marco Vinicio Noroña Merchán.
CERTIFICA
Que el trabajo titulado “Análisis Técnico del Arranque en Frío de Motores Kappa 1200cc con
Problemas de Encendido Para el Desarrollo de una Mejora del Software en la UCE”, realizado
por el estudiante: Lenin Vladimir Bautista Guaranda, ha sido guiado y revisado periódicamente y
cumple las normas estatutarias establecidas por la Universidad Internacional del Ecuador, en el
Reglamento de Estudiantes.
Debido a que constituye un trabajo de excelente contenido científico que coadyuvará a la
aplicación de conocimientos y al desarrollo profesional. El mencionado trabajo consta de un
empastado que contiene toda la información de este trabajo. Autoriza al señor Lenin Vladimir
Bautista Guaranda, que lo entregue a biblioteca de la Escuela, en su calidad de custodia de
recursos y materiales bibliográficos.
Guayaquil, febrero 2021
_________________________________
Ing. Marco Vinicio Noroña Merchán.
Director de Proyecto
iii
Universidad Internacional del Ecuador
Escuela de Ingeniería Automotriz
Certificado y Acuerdo de Confidencialidad
Yo, Lenin Vladimir Bautista Guaranda, declaro bajo juramento, que el trabajo aquí descrito es
de mi autoría; que no ha sido presentado anteriormente para ningún grado o calificación
profesional y que se ha consultado la bibliografía detallada.
Cedo mis derechos de propiedad intelectual a la Universidad Internacional del Ecuador, para que
sea publicado y divulgado en internet; según lo establecido en la Ley de Propiedad Intelectual,
reglamento y leyes.
___________________________
Lenin Vladimir Bautista Guaranda
C.I: 0930834882
iv
Dedicatoria
Dedico este logro de manera especial a mi madre que ha sido la persona que con su
esfuerzo y esmero me ha guiado para poder alcanzar mis metas, ha sido mi soporte constante
para poder formarme tanto personalmente como profesionalmente.
Y a mi familia en general que de alguna manera u otra estuvieron pendientes durante todo
este proceso dándome su apoyo.
v
Agradecimiento
Agradezco a Dios por permitirme llegar a este punto de mi vida y poder alcanzar este
gran logro de la mano de mi familia y amigos. Guardo en lo profundo de mi corazón a mis dos
abuelos que a pesar de ya no estar conmigo físicamente, durante su vida me demostraron que con
calma y paciencia uno llega a la meta, les agradezco por tener siempre alguna voz de aliento,
por mostrarme ternura y entendimiento, por compartir sabiduría, pero sobre todo por dar amor.
De igual manera agradezco al Ing. Marco Vinicio Noroña Merchán por haber sido mi
tutor y guía en el desarrollo de mi estudio académico.
vi
Índice General
Certificado ................................................................................................................................. ii
Certificado y Acuerdo de Confidencialidad ............................................................................... iii
Dedicatoria ............................................................................................................................... iv
Agradecimiento ..........................................................................................................................v
Índice General .......................................................................................................................... vi
Índice de Figuras.........................................................................................................................x
Índice de Tablas ....................................................................................................................... xii
Resumen .....................................................................................................................................1
Abstract ......................................................................................................................................3
Capítulo I ....................................................................................................................................5
Introducción ................................................................................................................................5
1.1 Tema de Investigación ..................................................................................................5
1.2 Planteamiento del problema ..........................................................................................5
1.3 Objetivos de la investigación .........................................................................................6
1.3.1 Objetivo general ........................................................................................................6
1.3.2 Objetivos específicos .................................................................................................6
1.4 Justificación y Delimitación de la Investigación ............................................................6
1.4.1 Justificación Teórica ..................................................................................................6
1.4.2 Justificación Metodológica ........................................................................................7
1.4.3 Justificación Práctica .................................................................................................7
1.4.4 Delimitación Temporal ..............................................................................................7
vii
1.4.5 Delimitación Geográfica ............................................................................................8
1.4.6 Delimitación del Contenido .......................................................................................8
1.5 Hipótesis .......................................................................................................................9
1.6 Variables de Hipótesis...................................................................................................9
1.6.1 Variables Independientes ...........................................................................................9
1.6.2 Variables Dependientes .............................................................................................9
Capítulo II ................................................................................................................................ 10
Marco de Referencia ................................................................................................................. 10
2.1 Antecedentes - Motores Kappa .................................................................................... 10
2.2 Marco Teórico ............................................................................................................ 12
2.2.1 Relación Estequiométrica Motores a Gasolina ......................................................... 12
2.2.2 Sensor de Temperatura de Refrigerante del Motor ................................................... 12
2.2.3 Combustible Ecopaís ............................................................................................... 13
2.2.4 Unidad de Control Electrónica- UCE ....................................................................... 15
2.2.5 Inmovilizador .......................................................................................................... 16
2.2.6 Sensor de Presión Absoluta del Colector .................................................................. 18
2.2.7 Sensor de Temperatura de Aire de Admisión ........................................................... 19
2.2.8 Sensor de Posición del cigüeñal ............................................................................... 20
2.2.9 Inyector ................................................................................................................... 22
2.2.10 Válvula Solenoide de Parada de Refrigerante del Motor .......................................... 23
2.2.11 Sistema de Control Electrónico de la Mariposa ........................................................ 24
2.2.12 Sensor de Oxígeno (Sonda Lambda) ........................................................................ 25
2.2.13 Equipo de Diagnóstico G SCAN .............................................................................. 26
viii
Capítulo III ............................................................................................................................... 28
Análisis Técnico del Arranque en Frío en Motores Kappa 1200cc ............................................. 28
3.1 Ficha Técnica del Vehículo de Prueba ......................................................................... 28
3.2 Historial del Vehículo de Prueba ................................................................................. 29
3.3 Proceso de Obtención de Datos ................................................................................... 29
3.3.1 Análisis de Funcionamiento del Cuerpo de Aceleración y Sensores de Posición del
Pedal de Aceleración.................................................. ............................................... 31
3.3.2 Análisis de Funcionamiento del Sensor de Presión Absoluta del Colector de
Admisión................................ .................................................................................. 34
3.3.3 Análisis de Funcionamiento del Sensor de Temperatura de Aire de Admisión ......... 37
3.3.4 Análisis de Funcionamiento del Sensor de Temperatura de Refrigerante del Motor . 40
3.3.5 Análisis de Funcionamiento del Sensor de Posición del Cigüeñal ............................ 42
3.3.6 Verificación de Funcionamiento de los Inyectores ................................................... 45
3.3.7 Verificación de Funcionamiento de la Válvula Solenoide de Parada del Refrigerante
del Motor y de la Alimentación de Combustible ...................................................... 48
3.3.8 Análisis de Funcionamiento del Inmovilizador ........................................................ 51
3.3.9 Análisis de Funcionamiento del Sensor de Oxígeno ................................................. 53
Capítulo IV ............................................................................................................................... 55
Análisis de Resultados de las Pruebas de Accionamiento .......................................................... 55
4.1 Análisis y Comparación de Datos Obtenidos ............................................................... 55
4.1.1 Prueba en el Sensor de Presión Absoluta del Colector de Admisión ......................... 56
4.1.2 Prueba en el Sensor de Temperatura de Aire de Admisión ....................................... 56
4.1.3 Prueba en el Sensor de temperatura de Refrigerante del Motor................................. 57
ix
4.1.4 Prueba en el Sensor de Posición del Cigüeñal .......................................................... 58
4.1.5 Prueba en los Inyectores .......................................................................................... 59
4.1.6 Válvula Solenoide de Parada del Refrigerante del Motor y de la Alimentación de
Combustible ............................................................................................................ 60
4.2 Determinación de la Posible Falla de Arranque en Frio ............................................... 61
4.3 Respuesta de Mejora del Software en Base a los Datos Obtenidos ............................... 62
Conclusiones............................................................................................................................. 65
Recomendaciones ..................................................................................................................... 67
Bibliografía ............................................................................................................................... 68
x
Índice de Figuras
Figura 1 Delimitación Geográfica Zona Norte .............................................................................8
Figura 2 Comparación de Rendimiento de CVVT y Motor CVVT Dual .................................... 11
Figura 3 Composición del Combustible Ecopaís ....................................................................... 15
Figura 4 Disposición de UCE en KIA Picanto J.A ..................................................................... 16
Figura 5 Disposición de Inmovilizador ...................................................................................... 17
Figura 6 Sensor de Presión Absoluta del Colector y su Disposición en el Motor ........................ 18
Figura 7 Gráfica de Coeficiente de Temperatura Negativo ........................................................ 19
Figura 8 Ubicación del Sensor de Posición del Cigüeñal en el Motor Kappa 1200cc. ................ 21
Figura 9 Disposición de Inyectores en el Motor......................................................................... 22
Figura 10 Válvula Solenoide de Parada del Refrigerante del Motor Kappa 1200cc .................... 24
Figura 11 Modulo ETC ............................................................................................................. 25
Figura 12 Forma de Ondas de Sensores de Oxígeno Motor Kappa 1200cc. ............................... 26
Figura 13 Equipo de Diagnóstico G SCAN ............................................................................... 27
Figura 14 Picanto Morning JA 1200cc. ..................................................................................... 28
Figura 15 Ubicación de los Componentes que Controlan el Motor durante el Arranque en Frio . 30
Figura 16 Gráfica del Ciclo de Trabajo del Motor ETC ............................................................. 32
Figura 17 Reporte de Ingreso y Diagnóstico Realizados 1 de Octubre 2018 .............................. 33
Figura 18 Gráfica de Presión del Colector de Admisión y Voltaje de Salida .............................. 35
Figura 19 Reporte de Ingreso y Diagnóstico Realizados 4 de Octubre 2018 .............................. 36
Figura 20 Gráfica de Funcionamiento del Voltaje de Salida del Sensor de Temperatura de Aire 38
Figura 21 Reporte de Ingreso y Diagnóstico Realizados 17 de Octubre 2018 ............................ 39
xi
Figura 22 Parámetros de Funcionamiento del ECTS.................................................................. 40
Figura 23 Reporte de Ingreso y Diagnóstico Realizados 9 de Noviembre del 2018 .................... 41
Figura 24 Gráfica de Onda del Sensor de Cigüeñal CKP en Ralentí .......................................... 43
Figura 25 Reporte de Ingreso y Diagnóstico Realizados 15 de Noviembre del 2018 .................. 44
Figura 26 Gráfica de Pulsos de Inyección .................................................................................. 46
Figura 27 Reporte de Ingreso y Diagnóstico Realizados 16 de Noviembre del 2018 .................. 47
Figura 28 Parámetros de Funcionamiento de Válvula VIS ......................................................... 48
Figura 29 Instalación de Herramienta de Comprobación de Presión de Combustible ................. 49
Figura 30 Reporte de Ingreso y Diagnóstico Realizados 5 de Agosto del 2019 .......................... 50
Figura 31 Parámetros de Funcionamiento de Inmovilizador ...................................................... 51
Figura 32 Reporte de Ingreso y Diagnóstico Realizados 20 de Septiembre del 2019 .................. 52
Figura 33 Gráficas de Funcionamiento Adecuado de los Sensores de Oxígeno .......................... 53
Figura 34 Reporte de Ingreso y Diagnóstico Realizados 7 de Mayo del 2020 ............................ 54
Figura 35 Voltaje de Salida del Sensor de Presión Absoluta del Colector de Admisión ............. 56
Figura 36 Resistencia del Sensor de Temperatura de Aire de Admisión..................................... 57
Figura 37 Resistencia del Sensor de Temperatura de Refrigerante del Motor ............................. 58
Figura 38 Resistencia de Bobina del Sensor de Posición del Cigüeñal ....................................... 59
Figura 39 Resistencia de los Inyectores ..................................................................................... 60
Figura 40 Resistencia de la Válvula Solenoide de Parada del Refrigerante del Motor ................ 61
Figura 41 Gráficas de Funcionamiento de los Sensores de Oxígeno Pre y Post Catalizador ....... 62
Figura 42 Boletín de Servicio de Actualización de UCE Motor KAPPA 1.2 MPI ...................... 63
Figura 43 Gráficas de Funcionamiento de los Sensores de Oxígeno Pre y Post Catalizador luego
de la Actualización de la UCE.....................................................................................64
xii
Índice de Tablas
Tabla 1 Especificaciones de Funcionamiento del Sensor de Temperatura de Refrigerante del
Motor Kappa 1200 cc.....................................................................................................13
Tabla 2 Especificaciones de Funcionamiento del Sensor de Presión Absoluta del Colector del
Motor Kappa1200cc.......................................................................................................18
Tabla 3 Especificaciones de Funcionamiento del Sensor de Temperatura de Admisión del Motor
Kappa 1200cc..................................................................................................................20
Tabla 4 Especificaciones de Funcionamiento del Sensor de Posición del Cigüeñal del Motor
Kappa 1200cc................................................................................................................21
Tabla 5 Especificaciones Técnicas de los Inyectores Motor Kappa 1200cc. .............................. 23
Tabla 6 Especificaciones de la Válvula Solenoide de Parada del Refrigerante del Motor Kappa
1200cc..............................................................................................................................23
Tabla 7 Ficha Técnica Kia Picanto ............................................................................................ 29
1
Resumen
El estudio presentado es referente a la problemática surgida en torno a los vehículos KIA
Picanto en su modelo JA Morning, Motor KAPPA versión 1200 CC., el cual presenta
inconvenientes durante el encendido en frio. Cuando los vehículos muestran este tipo de fallas se
procede con el diagnóstico de los sistemas de control del motor de acuerdo a las instrucciones del
manual del fabricante, donde se debe seguir ciertas especificaciones y parámetros de
funcionamiento, haciendo uso con los equipos adecuados.
Para la realización de dicho proceso se ha efectuado un estudio técnico – exploratorio,
debido a que no existen investigaciones previas referente a la problemática expuesta, a su vez
mediante una metodología de análisis experimental se evaluará de forma puntual cada uno de los
sistemas que intervienen en el funcionamiento del motor durante el arranque en frio, con
seguimiento de una unidad en particular que fue una de las primeras en presentar el
inconveniente de su lote de fabricación.
Mediante esta iniciativa se ha logrado obtener todos los datos e información detallada y
necesaria para el desarrollo de una mejora del software de la Unidad de Control Electrónica
(UCE), la metodología de experimentación fue aplicada en la interpretación de los datos
obtenidos, particularmente en las gráficas de los sensores de oxígeno donde se identificó una
corrección intermitente de los gases combustionados, siendo necesario la implementación de
calibraciones de los parámetros de funcionamiento de la Unidad de Control Electrónica que
permitan el uso óptimo de combustibles de bajo octanaje.
En la actualidad esta actualización se está realizando en los modelos afectados, teniendo
como resultado una solución definitiva a la problemática presentada, obteniendo de esta manera
una respuesta inmediata ante este inconveniente y repercutiendo de manera positiva en la
2
confiabilidad y confianza de los propietarios de estos vehículos, que ahora más que nunca buscan
tener un ahorro económico considerable, punto de vital importancia ante la situación económica
mundial producto de la pandemia del COVID-19.
3
Abstract
The present study outlines an issue affecting the cars KIA Picanto, specifically the model
JA Morning, Motor KAPPA 1200 CC.
This model shows failures during the cold start. When these cars show this kind of
failure, the diagnosis of the engine control system must be proceeded according to the
manufacturer's instructions where certain specifications and functional parameters must be taken
using the appropriate equipment.
To carry out such process, a technical exploratory study has been conducted due to the
absence of previous research referring to that matter.
Furthermore, for each of the systems involved in the engine operation during the cold start, an
evaluation will be performed through an experimental analysis methodology, by tracking down a
specific unit which was one of the first showing that issue of the production batch.
As a result of this initiative, it has been possible to obtain all the necessary data and
detailed information for the development of a better version of the electronic control unit (ECU)
software. This experimental methodology was applied on the interpretation of the collected data,
especifically on the graphics from the oxygen sensors where an intermittent correction of the
combusted gases has been identificated, making necessary the implementation of the operating
parameter calibrations of the ECU allowing the optimal use of the low octane fuels.
Currently, this update is being carried out on the affected models resulting as a definitive
solution to the issue outlined in this study. It offers an effective and immediate remediation and
has a positive impact on the reliability and trust of the cars owners, whose are looking for
4
substancial cost savings, which is a point of major importance with the current global economic
situation due to the COVID-19 pandemic.
5
Capítulo I
Introducción
1.1 Tema de Investigación
Análisis Técnico del Arranque en Frío de Motores Kappa 1200cc con Problemas de
Encendido para el Desarrollo de una Mejora del Software en la UCE.
1.2 Planteamiento del problema
La marca KIA durante los últimos años ha tenido un crecimiento importante en nuestro país,
su aceptación se debe en mucho a las facilidades económicas que promueve y sus características
de funcionamiento, precisamente una de ellas es la adaptación de sus vehículos con el uso de
combustible Ecopaís o Extra. A pesar de la pandemia a nivel mundial, en nuestro país la
rentabilidad se ha mantenido en un 70%, sin embargo se está teniendo reiterados ingresos de
vehículos que presentan inconvenientes con el arranque en frío, particularmente los modelos
Picanto que presentan un Motor Kappa 1200cc. (AEKIA, 2019).
Esto conlleva a una insatisfacción de los propietarios de estos vehículos, generando una mala
imagen e inconformidad con la compra que hicieron, lo cual puede tener un impacto significativo
en el crecimiento continuo de la marca, y decrecimiento en la confiabilidad de sus modelos, por
este motivo se pretende realizar un estudio completo para la determinación de los causantes del
problema y obtener resultados que permitan gestionar una mejora del encendido en frío, y de esta
manera precautelar la confianza y la afluencia de vehículos a los concesionarios, que son de
suma importancia para prevalecer la rentabilidad de la marca en esta situación económicamente
complicada.
6
1.3 Objetivos de la investigación
1.3.1 Objetivo general
Elaborar un análisis técnico del sistema de arranque en frío de los motores Kappa 1200cc
que permita realizar una propuesta de mejora en la Unidad de Control Electrónica (UCE).
1.3.2 Objetivos específicos
Identificar los parámetros y gráficas de funcionamiento del vehículo en el encendido
en frío, considerando las condiciones de temperatura, ingreso de flujo de aire,
inyección de combustible.
Desarrollar un plan de análisis mediante las gráficas del sistema de inyección durante
el encendido en frío, considerando los rangos de pulsos de inyección establecidos en
el manual del fabricante.
Evaluar los efectos del análisis de arranque en frío mediante los resultados obtenidos
de las pruebas de accionamiento, en busca de una mejora del sistema que optimice la
calidad de encendido de los vehículos KIA Picanto.
1.4 Justificación y Delimitación de la Investigación
1.4.1 Justificación Teórica
La fundamentación teórica del trabajo se basa en los problemas reiterados que se generan
en los vehículos con motores Kappa 1200cc y las estadísticas negativas de los propietarios en
relación a la satisfacción del producto recibido, creando una brecha de percepción que puede
desencadenar en un decrecimiento de la marca.
7
Este análisis se realiza con el propósito de generar resultados que promuevan el
desarrollo de una mejora en la eficiencia del motor en el encendido en frío, ya que en la
actualidad no se ha generado ninguna respuesta en pro de una solución a esta problemática, con
lo cual la marca podría obtener una reacción y respuesta inmediata ante los fallos constantes
antes mencionados.
1.4.2 Justificación Metodológica
Se pretende elaborar un estudio y análisis técnico del comportamiento de los parámetros
de funcionamiento del motor Kappa 1200cc, para la obtención de resultados que promuevan
datos que permitan desarrollar una mejora del encendido en frío; a través de un estudio
descriptivo, aplicando investigación cuantitativa, aplicando herramientas como guía de
observación, que nos va a permitir levantar la información necesaria.
1.4.3 Justificación Práctica
La necesidad de la presente investigación radica en la constante problemática que
presentan los motores Kappa 1200cc durante el encendido en frío y la inconformidad de sus
propietarios.
1.4.4 Delimitación Temporal
El trabajo se desarrolló desde el mes de septiembre de 2019, hasta febrero del 2021, lapso
de tiempo que permite analizar los resultados para la obtención de datos que promuevan el
desarrollo de una mejora de encendido; cabe indicar que no existen estudios realizados acerca de
esta problemática presentada.
8
1.4.5 Delimitación Geográfica
El análisis e implementación se desarrollará en la ciudad de Guayaquil, en la Agencia Kia
Motors Orellana.
Figura 1
Delimitación Geográfica Zona Norte
Fuente. (Google Maps, 2020)
1.4.6 Delimitación del Contenido
La información detallada en este documento se centrará en los parámetros de
funcionamiento de los motores Kappa 1200cc que permitan generar resultados para el desarrollo
de una mejora del sistema.
9
1.5 Hipótesis
El problema de encendido en frío de los motores KAPPA 1200cc que presentan los
vehículos KIA Picanto, se podrá corregir con el diseño de una mejora del software de la UCE a
través del análisis de los factores que inciden durante el arranque.
1.6 Variables de Hipótesis
1.6.1 Variables Independientes
Combustible
Temperatura Ambiente
Presión Atmosférica
1.6.2 Variables Dependientes
Trompo de Temperatura
UCE
Sensor de temperatura de Admisión
Sensor de temperatura refrigerante motor
Sensor de posición de cigüeñal
Válvula solenoide de parada de refrigerante motor
Inyector
Sensor de Oxígeno
10
Capítulo II
Marco de Referencia
A continuación, se detallan los componentes que corresponden al sistema de control del
motor de gasolina Kappa 1200 CC. (sensores, UCE, inyector, etc.), mismos que en caso de
presentar un fallo generarán una interrupción del suministro de combustible o no podrán
proporcionar la cantidad adecuada para las diferentes condiciones de funcionamiento del motor,
lo que puede conllevar en un ralentí inestable y dificultad en el encendido.
2.1 Antecedentes - Motores Kappa
El nuevo motor de gasolina Kappa dual CVVT, se introdujo en el mercado desde
noviembre de 2010. Los principales objetivos de desarrollo de este motor fueron reducir las
emisiones de CO₂ y mejorar el ahorro de combustible. Como motor pequeño, también se
desarrolló teniendo en cuenta el par motor generoso, el peso más ligero, el ruido mínimo, Menor
costo y tamaño compacto. (Sunghoon & Bosung, 2011)
Los principales elementos para aspectos técnicos destacados son los siguientes: CVVT
doble, brazo oscilante de rodillo, cigüeñal compensado, resorte de válvula de colmena, pistón
recubierto de MoS₂ (Sulfuro de Molibdeno) y anillos de pistón de baja tensión para ahorrar
consumo de combustible. DOHC (doble árbol de levas en la cabeza) 16V, múltiple de admisión
de largo recorrido, bujía de largo alcance y optimización de sincronización de la válvula para un
excelente par a baja y media velocidad del motor, y cadena de sincronización silenciosa para
reducir el ruido. (Sunghoon & Bosung, 2011)
11
El rendimiento del nuevo motor CVVT dual Kappa fue mejorado en un 2∼6% a
velocidad baja y media del motor, y por 5∼13% a alta velocidad del motor en comparación con
el Motor CVVT vigente, como se muestra en la figura 2.
Figura 2
Comparación de Rendimiento de CVVT y Motor CVVT Dual
Fuente. (Sunghoon y Bosung, 2011)
El modelo Picanto equipado con el nuevo motor ha logrado el menor CO2: 105g en
comparación con el mismo grado de vehículo equipado con motor de gasolina 1.2L en el
mercado mundial. El nuevo motor tiene competitividad en muchos aspectos, como la excelente
economía de combustible, baja emisión de CO2, alto rendimiento, peso ligero, tamaño compacto,
etc. (Sunghoon & Bosung, 2011)
12
2.2 Marco Teórico
Para poder relacionar los componentes que intervienen en el estudio es necesario conocer
sus definiciones y a su vez las funciones que desempeñan.
2.2.1 Relación Estequiométrica Motores a Gasolina
Es la mezcla de aire y carburante. Según la proporción, la mezcla puede ser estequiométrica,
pobre o rica. Es estequiométrica cuando el aire contiene el oxígeno necesario para reaccionar con
el carbono del carburante. Si hay exceso de aire, es una mezcla pobre. Si, por el contrario, hay
defecto de aire, entonces la mezcla es rica. (AUTOZINTERNACIONAL, 2013)
La relación ideal de aire y combustible en un motor de gasolina es de 14,7 kg de aire por 1 kg
de combustible. Esta se denomina “mezcla estequiométrica”. La cantidad de aire introducida en
la combustión se corresponde exactamente con la necesidad teórica de aire.
(AUTOZINTERNACIONAL, 2013)
2.2.2 Sensor de Temperatura de Refrigerante del Motor
El Sensor de Temperatura del Refrigerante del Motor (ECTS) está situado en el pasaje de
refrigerante del motor de la culata para detectar la temperatura de refrigerante del motor. El
ECTS utiliza un termistor cuya resistencia cambia con la temperatura. (Manual de Taller Picanto
JA Morning 1.2, 2020)
La resistencia eléctrica del ECTS disminuye a medida que la temperatura aumenta, y
aumenta a medida que la temperatura disminuye. La referencia +5 V se suministra al ECTS a
través de un resistor en la UCE. Eso significa que el resistor en la UCE y el termistor en el ECTS
están conectados en serie. Cuando el valor de resistencia del termistor en el ECTS cambia de
13
acuerdo con la temperatura del refrigerante del motor, el voltaje de salida cambia también.
(Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020)
Durante la operación con el motor en frío, la UCE aumenta la duración de inyección de
combustible y controla el avance de encendido utilizando la información del refrigerante del
motor para evitar que el motor se cale y mejorar la conducción. (Manual de Taller Picanto JA
Morning 1.2, 2020)
Tabla 1
Especificaciones de Funcionamiento del Sensor de Temperatura de Refrigerante del Motor
Kappa 1200 cc.
Temperatura Resistencia [kΩ]
° C ° F
-40 -40 48,14
-20 +4 14,13 ~ 16,83
0 32 5,79
20 68 2,31 ~ 2,59
40 104 1,15
60 140 0,59
80 176 0,32
100 212 0,19
110 230 0145 ~ 0149
120 248 0,12
Fuente. (Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020)
2.2.3 Combustible Ecopaís
La gasolina Ecopaís se diferencia de la Extra y Súper porque contiene hoy un 5% de
componentes que se extraen del agro. Ahí radica que se anteponga el término ‘Eco’, ya que no
depende totalmente de la explotación de los combustibles fósiles (petróleo, carbón y gas natural)
que son recursos no renovables finitos. (Heinert, 2018)
14
La producción incluye el etanol (un derivado que se extrae de los cultivos de caña de azúcar),
que es lo que se mezcla con los componentes de la gasolina Extra para formar la que se llama
Ecopaís. Según un informe del desaparecido Ministerio Coordinador de Producción, Empleo y
Competitividad, la gasolina Extra tiene un 75% de nafta de alto octano que es importado, más
25% de nafta de bajo octano de fabricación nacional. El etanol reemplaza en un 5% esa
composición como se muestra en la figura 3. (Heinert, 2018)
El octanaje es la capacidad antidetonante de la gasolina cuando se comprime dentro del
cilindro del motor, mientras la relación de compresión de un motor es mayor también es mayor
su eficiencia y potencia, pero esto también incrementa el peligro de que se produzca el
cascabeleo y se reduzca la potencia y eficiencia del motor. Ahí el octanaje controla el problema,
el mayor octanaje de las gasolinas se refleja en un aumento de la eficiencia, sobre todo en
motores de inyección. El técnico del Laboratorio de Motores de la Facultad de Ingeniería
Mecánica de la ESPE, Alberto Naranjo, explica que el primer paso es escuchar con atención el
motor una vez que se implemente la variación del octanaje en la gasolina. Advierte que en caso
de que el usuario escuche que su motor comienza a "cascabelear", debe entonces tomar medidas,
según Naranjo en caso de registrarse ese problema se debe elegir siempre la gasolina Súper en
lugar de la Extra y cambiar sus hábitos de conducción. (Morquecho Andrade, 2018)
15
Figura 3
Composición del Combustible Ecopaís
Fuente. (Astudillo y Pacheco, 2017. Diario El Comercio)
2.2.4 Unidad de Control Electrónica- UCE
Cuando es arrancado estando el motor frío, el aire que entra en el colector de admisión está
frío. El vacío en el colector de admisión es bastante elevado a causa de que la mariposa está casi
cerrada. La UCE recibe señales del sensor de temperatura del aire que entra, del sensor de la
temperatura del refrigerante, del sensor de presión y del conmutador de posiciones de la
mariposa. Por la combinación de todas estas señales "decide" la duración del tiempo que las
válvulas de inyección deben permanecer abiertas. (Crouse, 1993).
La UCE Controla las señales de entrada / salida (Algunas durante todo el tiempo y de otras
bajo las condiciones especificadas). Cuando la UCE detecta una irregularidad, graba el código de
avería (DTC). Los códigos de avería (DTC) permanecen en la UCE mientras se mantiene la
16
alimentación de la batería. Pero los DTC se borrarán Cuando Se desconecten el terminal de la
Batería o el conector del UCE. (Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020)
Figura 4
Disposición de UCE en KIA Picanto J.A
Fuente. (Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020)
2.2.5 Inmovilizador
El sistema inmovilizador hace imposible el arranque del vehículo a menos que se utilice
la llave correcta. Junto con los sistemas antirrobo disponibles (p. ej. alarmas), el inmovilizador
está diseñado para reducir de modo drástico el porcentaje de robos de vehículos. (Manual de
Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020)
La UCE comprueba la llave de encendido mediante un algoritmo de codificación especial
programado tanto en el transponder como en la UCE. El motor arranca sólo si el resultado indica
que los códigos son iguales. Los datos de todos los transponders válidos para el vehículo se
graban en la UCE.
17
El inmovilizador se comunica con el transponder integrado en la llave de encendido. La
comunicación sin cables se efectúa mediante RF (radiofrecuencia de 125 kHz). El inmovilizador
está montado detrás del panel de protección cerca del travesaño central. Como se muestra en la
figura 5 (Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020)
El dispositivo SMARTRA convierte la señal de radiofrecuencia procedente del
transponder en mensajes para la comunicación serial al ser recibidos por el inmovilizador. Y al
revés, los mensajes recibidos de la UCE se convierten en una señal RF, que se transmite al
transponder a través de la antena. (Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020).
El Inmovilizador no comprueba la validación del transponder ni calcula el algoritmo
codificado. Este dispositivo es sólo una interfaz avanzada que convierte el flujo de datos RF del
transponder en comunicación serial hacia el UCE y viceversa.
Figura 5
Disposición de Inmovilizador
Fuente. (Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020)
18
2.2.6 Sensor de Presión Absoluta del Colector
El Sensor de Presión Absoluta del Colector (MAPS) es del tipo de velocidad-densidad y
se monta en el cuerpo del colector, como se muestra en la figura 6. Detecta la presión absoluta
del cuerpo del colector y transfiere esta señal analógica proporcional a la presión la UCE.
Utilizando esta señal, la UCE calcula la cantidad de aire de admisión y la velocidad del vehículo.
(Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020)
Figura 6
Sensor de Presión Absoluta del Colector y su Disposición en el Motor
Fuente. (Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020)
Tabla 2
Especificaciones de Funcionamiento del Sensor de Presión Absoluta del Colector del Motor
Kappa1200cc.
Presión
(psi)) Voltaje de salida (V) [Vref = 5V]
2,9 0,79
6,77 1,84
14,7 4,0
Fuente. (Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020)
19
2.2.7 Sensor de Temperatura de Aire de Admisión
El Sensor de Temperatura de Aire de Admisión (IATS) está incluido en el interior del
sensor de presión absoluta del colector y detecta la temperatura del aire de admisión.
Para calcular la cantidad precisa de aire, es necesaria la corrección de la temperatura del
aire porque la densidad del aire varía dependiendo de la temperatura. Por ello, la UCE utiliza, no
sólo la señal de MAPS, sino también la señal de IATS. Este sensor tiene un Coeficiente de
Temperatura Negativa (NTC) y su resistencia está en proporción inversa a la temperatura, como
se muestra en la figura 7. (Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020).
Figura 7
Gráfica de Coeficiente de Temperatura Negativo
Fuente. (Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020)
20
Tabla 3
Especificaciones de Funcionamiento del Sensor de Temperatura de Admisión del Motor
Kappa 1200cc.
Temperatura Resistencia [kΩ]
° C ° F
-40 -40 40,93 ~ 48,35
-30 +22 23,43 ~ 27,34
-20 +4 13,89 ~ 16,03
-10 14 8,5 ~ 9,7
0 32 5,38 ~ 6,09
10 50 3,48 ~ 3,90
20 68 2,31 ~ 2,57
30 86 1,9 ~ 2,1
40 104 1,08 ~ 1,21
50 122 0,76 ~ 0,85
60 140 0,54 ~ 0,62
70 158 0,40 ~ 0,45
80 176 0,29 ~ 0,34
90 194 0,22 ~ 0,26
100 212 0,17 ~ 0,20
Fuente. (Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020)
2.2.8 Sensor de Posición del cigüeñal
El Sensor de Posición del Cigüeñal (CKPS) detecta la posición del cigüeñal y es uno de
los sensores más importantes del sistema de control del motor. Si no hay entrada de la señal del
CKPS, el motor podría detenerse debido a la falta de esta señal.
Este sensor se monta en el bastidor en escalera como se muestra en la figura 8 y genera corriente
alterna por campo de flujo magnético creado por el sensor y la rueda objetivo cuando el motor
está en marcha.
21
La rueda objetivo está compuesta por 58 ranuras y 2 ranuras omitidas en 360 CA (Ángulo
de calado). (Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020).
Figura 8
Ubicación del Sensor de Posición del Cigüeñal en el Motor Kappa 1200cc.
Fuente. (Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020)
Tabla 4
Especificaciones de Funcionamiento del Sensor de Posición del Cigüeñal del Motor Kappa
1200cc.
Elemento Especificación
Tipo Tipo sensible a campos magnéticos
Resistencia de la bobina (Ω) 819 - 1001 [20°C (68°F)]
Clavija 2
Fuente. (Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020)
22
2.2.9 Inyector
De acuerdo con la información de los diferentes sensores, la UCE puede calcular la
cantidad de combustible a ser inyectada. El inyector de combustible es una válvula de solenoide
y la cantidad de inyección de combustible es controlada por la duración del tiempo de inyección.
(Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020)
La UCE controla cada inyector poniendo a masa el circuito de control. Cuando la UCE
activa el inyector poniendo el circuito de control a masa, el voltaje del circuito será bajo
(teóricamente 0 V) y se inyecta el combustible. Cuando la UCE desactiva el inyector abriendo el
circuito de control, el inyector de combustible se cierra y el voltaje del circuito alcanzará el
máximo en ese momento. (Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020)
Figura 9
Disposición de Inyectores en el Motor.
Fuente. (Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020)
23
Tabla 5
Especificaciones Técnicas de los Inyectores Motor Kappa 1200cc.
Elemento Especificación
Resistencia de la bobina (Ω) 9,12 ~ 10,08 [23 ° C (73,4 ° F)]
Tiempo de inyección mínimo (ms) 1,8
Presión de combustible
Barra 2 – 7
KPa 200 ~ 700
kgf / cm² 2,04 ~ 7,14
Psi 29,0 ~ 101,5
Clavija 2
Fuente. (Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020)
2.2.10 Válvula Solenoide de Parada de Refrigerante del Motor
La válvula solenoide de parada del refrigerante del motor está instalada en el lado
superior del motor y está conectada al actuador de control de la válvula solenoide de parada del
refrigerante del motor, como se muestra en la figura 10. La válvula solenoide de parada del
refrigerante del motor controla la válvula de parada del refrigerante para parar el flujo de
refrigerante en el arranque del motor inicial. (Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020)
Tabla 6
Especificaciones de la Válvula Solenoide de Parada del Refrigerante del Motor Kappa 1200cc.
Condiciones Elemento Condición Funcionalmente
Parada del refrigeran
te del motor
Válvula del refrigerant
e del motor CERRADO
Al parar el fujo de refrigerante, mejorar
el tiepo de calentamiento del motor. Termostato de bloque CERRADO
Electroválvula EN
Resistencia de bobina 28.3 Ω ~ 31.1 Ω 20°C(68°F)
Fuente. (Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020)
24
Figura 10
Válvula Solenoide de Parada del Refrigerante del Motor Kappa 1200cc
Fuente. (Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020)
2.2.11 Sistema de Control Electrónico de la Mariposa
El Sistema de Control Electrónico de la Mariposa (ETC) está compuesto por el cuerpo de
la mariposa con un motor de control integrado y el sensor de posición de la mariposa TPS, como
se muestra en la figura 11. En lugar del cable del acelerador, se usa un sensor de posición del
acelerador (APS) para recibir la entrada del conductor. La UCE usa la señal del APS para
calcular el objetivo de ángulo de mariposa; luego la posición de la mariposa es ajustada por
medio del control de la UCE del motor ETC. La señal TPS es utilizada para proporcionar la
retroalimentación sobre la posición de la mariposa al UCE. Utilizando el ETC, el control preciso
sobre la posición de la mariposa es posible. (Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020)
25
Figura 11
Modulo ETC
Fuente. (Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020)
2.2.12 Sensor de Oxígeno (Sonda Lambda)
El sensor de oxígeno calefactado (HO2S) está compuesto por zirconio y alúmina y localizado
en la dirección ascendente y descendente del convertidor catalítico de calentamiento (WCC).
Tras comparar la consistencia del oxígeno de la atmósfera con el gas de escape, transfiere la
señal de voltaje correspondiente a la UCE, como se muestra en la figura 12. Cuando la mezcla
aire / combustible es rica o pobre, genera aproximadamente +1 V ó 0 V, respectivamente.
Para que este sensor funcione con normalidad, la temperatura de la punta del sensor debe ser
superior a la temperatura predefinida. Por ello, tiene un calefactor controlado por la señal de
rendimiento de la UCE. Cuando la temperatura del gas de escape es inferior al valor
especificado, el calefactor caliente la punta del sensor.
26
Figura 12
Forma de Ondas de Sensores de Oxígeno Motor Kappa 1200cc.
Fuente. (Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020)
2.2.13 Equipo de Diagnóstico G SCAN
Considerado como el mejor equipo de diagnóstico del mundo el G-Scan 2 cuenta con un
Software Completo para operar en vehículos de 12 y 24 voltios, además cuenta con un cable
conector 16 pin, lápiz óptico, CD G-Scan 2, un año de actualizaciones gratis, lector de memorias
USB, manuales y vídeo-tutoriales en español, capacitación básica y avanzada, línea de asistencia
gratuita para consultas, acceso a zona de descargas de manuales de reparación. (Ortega, 2017)
Se caracteriza por ser un Escáner original Hyundai/KIA, Multimarca, funciona con vehículos
de 12 y 24 volt. También dispone de un sistema de actualización inteligente que por medio del
27
internet G-Scan se conecta al GIT y supervisa la disponibilidad de las actualizaciones y
descargas para mantener su software al día. (Ortega, 2017)
Figura 13
Equipo de Diagnóstico G SCAN
Fuente. (Ortega, 2017)
28
Capítulo III
Análisis Técnico del Arranque en Frío en Motores Kappa 1200cc
A continuación, se presenta el desarrollo del análisis técnico sobre el arranque en frío de
motores Kappa 1200cc con problemas de encendido, el cual se planteó en un orden jerárquico
por ciclos, relacionado con los sistemas de control del motor que influyen de manera directa en
el funcionamiento durante el encendido.
3.1 Ficha Técnica del Vehículo de Prueba
Considerando que la problemática surgida en los modelos Picanto se presenta en un lote de
fabricación comprendido entre los años 2018 y 2019, para el presente estudio se toma en cuenta
una sola unidad como se muestra en la figura 14, con las siguientes características:
Figura 14
Picanto Morning JA 1200cc.
Fuente. (Bautista, 2019)
29
Tabla 7
Ficha Técnica Kia Picanto
Fecha de producción: 2018-09-18 Modelo: JA MORNING
Capacidad de motor: 1200cc Tipo Cluster: general
Tipo de Dirección Asistida: Electrónica MDPS Norma de Regulación: EURO 3
Clima: Trópico Motor: MPI KAPPA
Fecha de inicio de garantía: 2018-08-15 Transmisión: Manual
Fuente. (Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020)
3.2 Historial del Vehículo de Prueba
El vehículo en estudio se entrega a su propietario el 15 de agosto del 2018, posterior a esto
registra su primer ingreso al concesionario el 1 de octubre del 2018 en el cual se detalla que el
vehículo no enciende en las mañanas y cascabelea al momento de rodar, a partir de esto surge el
problema bajo el cual se realiza el estudio, el cual se detalla a continuación.
3.3 Proceso de Obtención de Datos
El proceso de análisis de los componentes de control del motor, se planifica en base a lo
indicado por el manual del fabricante donde detalla la Ubicación de los Componentes que
controlan el motor durante el arranque en frío (ver figura 15), detallando lo siguiente:
30
Figura 15
Ubicación de los Componentes que Controlan el Motor durante el Arranque en Frio
Fuente. (Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020)
1. UCE (Unidad de Control Electrónico)
2. Sensor de presión absoluta del colector (MAPS)
3. Sensor de temperatura del aire de admisión (IATS)
4. Sensor de temperatura del refrigerante del motor (ECTS)
6. Sensor de Posición del Cigüeñal (CKPS)
14. Motor ETC [integrado en el módulo ETC]
15. Inyector
31
3.3.1 Análisis de Funcionamiento del Cuerpo de Aceleración y Sensores de Posición del
Pedal de Aceleración
El vehículo se ingresa y se registra el 1 de octubre del 2018 con un kilometraje de 801 km y
con la siguiente observación: “Revisar el vehículo no enciende en las mañanas no quiere
encender y hace caballito al momento de estar rodando”, para lo cual se realiza un chequeo
general del sistema de encendido inspeccionando componentes básicos como batería (capacidad
de carga, capacidad de arranque en frio), se verifica que no exista presencia de agua en bujías, se
realiza chequeo computarizado y no se evidencia códigos de fallos históricos.
De esta manera en base a lo detallado por el propietario y al manual de taller del vehículo se
verifica los voltajes de salida del sensor de posición del pedal del acelerador en relación al
ángulo de posición de la mariposa del cuerpo de aceleración en ralentí, adicional a esto como se
muestra en la figura 16 (Gráfica del Ciclo de Trabajo del Motor ETC) , se verifica los datos de
funcionamiento durante el ciclo de trabajo del motor ETC en ralentí y en aceleración progresiva
hasta 4000 rpm y la resistencia entre los terminales del módulo ETC.
Proceso de Inspección ETC
1. Desconecte el encendido.
2. Desconecte el conector del módulo del ETC.
3. Mida la resistencia entre las terminales 1 y 2 del módulo ETC.
4. Compruebe que la resistencia cumpla con la especificación.
Procedimiento de Aprendizaje del Módulo ETC
1. Espere durante 1 minuto con el interruptor de encendido activado.
32
2. Ponga en marcha el motor y manténgalo en ralentí durante 15 minutos.
3. Espere durante 1 minuto con el interruptor de encendido en posición de apagado.
4. Arranque de nuevo el motor y compruebe que la velocidad en ralentí es estable.
Figura 16
Gráfica del Ciclo de Trabajo del Motor ETC
Fuente. (Bautista, 2018)
33
Luego de realizar el análisis de datos, las gráficas de funcionamiento no presentan
inconsistencia que afecte el encendido en frio del vehículo, por lo cual se realiza un proceso de
aprendizaje de los valores adaptativos del cuerpo de aceleración, y se restablecen los valores a
cero, posterior a esto se paraliza la unidad por un periodo de 4 horas, se realiza prueba de
encendido, teniendo una respuesta positiva, así como lo vemos en la figura 17 (Reporte de
Ingreso y Diagnóstico realizados el 1 de Octubre 2018), el vehículo finalmente se entrega al
propietario en calidad de seguimiento técnico.
Figura 17
Reporte de Ingreso y Diagnóstico Realizados 1 de Octubre 2018
34
Fuente. (Bautista, 2018)
3.3.2 Análisis de Funcionamiento del Sensor de Presión Absoluta del Colector de
Admisión
El vehículo se ingresa y se registra el 4 de octubre del 2018 con un kilometraje de 890 km
y con la siguiente observación: “vehículo no enciende en las mañanas y cascabelea ingresa por
segunda vez”, como se muestra en la figura 18 (Gráfica de Presión del Colector de Admisión y
Voltaje de Salida), se realiza inspección del voltaje de salida del sensor de presión absoluta del
colector de admisión, se verifica funcionamiento adecuado del sensor en función de la señal , se
realiza calibración de las bujías, se realiza diagnóstico computarizado sin registrar códigos de
fallos activo o históricos.
Proceso de Inspección
1. Conectar el KDS
2. Compruebe el Voltaje de salida del MAPS en ralentí y ENC ON.
35
Figura 18
Gráfica de Presión del Colector de Admisión y Voltaje de Salida
Fuente. (Bautista, 2018)
Se realiza pruebas de funcionamiento en tres ciclos con un periodo de 5 horas de
diferencia entre los dos primeros ciclos y 14 horas de diferencia entre el segundo y tercer ciclo,
no se registra fallo durante el encendido, el vehículo se entrega el 5 de octubre del 2018, en
calidad de seguimiento técnico.
36
Figura 19
Reporte de Ingreso y Diagnóstico Realizados 4 de Octubre 2018
Fuente. (Bautista, 2018)
37
3.3.3 Análisis de Funcionamiento del Sensor de Temperatura de Aire de Admisión
El vehículo se ingresa y se registra el 17 de octubre del 2018 con un kilometraje de 1125
km y con la siguiente observación: “vehículo inestable al arrancar en frio, enciende en el tercer
intento”, se procede a realizar la inspección del sensor de temperatura de aire de admisión, a su
vez como se muestra en la figura 20 (Gráfica de Funcionamiento del Voltaje de Salida del
Sensor de Temperatura de Aire), se verifica que el voltaje de salida del sensor es directamente
proporcional a la temperatura del aire de admisión, de esta manera se establece un seguimiento
para análisis de condiciones y periodos bajo los cuales presenta el fallo, el propietario indica que
es intermitente, se planifica una prueba de ruta simulando el recorrido habitual del vehículo.
Proceso de Inspección
1. Con el vehículo encendido verificar la gráfica de funcionamiento del IATS
2. Ponga el encendido en OFF,
3. Desconecte el conector IATS.
4. Mida la resistencia entre las terminales 3 y 4 IATS.
5. Compruebe que la resistencia cumpla con la especificación.
38
Figura 20
Gráfica de Funcionamiento del Voltaje de Salida del Sensor de Temperatura de Aire
Fuente. (Bautista, 2018)
39
Figura 21
Reporte de Ingreso y Diagnóstico Realizados 17 de Octubre 2018
Fuente. (Bautista, 2018)
40
3.3.4 Análisis de Funcionamiento del Sensor de Temperatura de Refrigerante del Motor
El vehículo se ingresa y se registra el 9 de noviembre del 2018 con un kilometraje de
1200 km y con la siguiente observación: “revisar vehículo se apaga luego del primer encendido
en la mañana”, se realiza el proceso de inspección respectivo del sensor de temperatura del
refrigerante del motor. (ver figura 22)
Proceso de Inspección
1. Conecte el KDS, controle los parámetros de funcionamiento
2. Ponga el encendido en OFF,
3. Desconecte el conector ECTS, mida la resistencia entre los terminales 1 y 2 del ECTS.
4. Compruebe que la resistencia cumpla con la especificación.
Figura 22
Parámetros de Funcionamiento del ECTS
Fuente. (Bautista, 2018)
Adicional a esto en el seguimiento realizado, se evidencia que el fallo es mayormente
concurrente posterior al llenado del tanque del combustible a nivel máximo, y que es constante
permitir que el vehículo circule con menos de ¼ de tanque, motivos por los cuales se realiza una
41
limpieza de inyectores preventiva mediante Cánister, con la finalidad de eliminar partículas e
impurezas propias del combustible Ecopaís. El vehículo se entrega en calidad de seguimiento
técnico.
Figura 23
Reporte de Ingreso y Diagnóstico Realizados 9 de Noviembre del 2018
Fuente. (Bautista, 2018)
42
3.3.5 Análisis de Funcionamiento del Sensor de Posición del Cigüeñal
El vehículo se ingresa y se registra el 15 de noviembre del 2018 con un kilometraje de
1776 km y con la siguiente observación: “inspección de vehículo, cliente indica que presenta
fallas al encendido en frio reporta el inconveniente en reiteradas ocasiones”.
Se realiza el proceso de inspección del sensor de posición del cigüeñal como se muestra
en la figura 24 (Gráfica de Onda del Sensor de Cigüeñal CKP en Ralentí), se analiza las gráficas
de funcionamiento donde se comprueba que la forma de onda no presenta picos de fallos
presentes durante el funcionamiento en ralentí al arrancar el vehículo en frio descartando de esta
manera alguna incidencia del sensor ya que la UCE controla el punto de inyección en el avance
de encendido utilizando estas señales.
Cabe recalcar que tras el último ingreso el vehículo se presenta mejoría durante los
primeros días, sin presentar fallo de manera constante durante 4 días seguidos, se realiza
limpieza del tanque de combustible y se recomienda cambiar de gasolina Ecopaís a Super, con la
finalidad de evidenciar una posible solución al fallo, analizando la propuesta de la calibración del
octanaje permisible por los parámetros de la UCE.
43
Figura 24
Gráfica de Onda del Sensor de Cigüeñal CKP en Ralentí
Fuente. (Bautista, 2018)
44
Figura 25
Reporte de Ingreso y Diagnóstico Realizados 15 de Noviembre del 2018
Fuente. (Bautista, 2018)
45
3.3.6 Verificación de Funcionamiento de los Inyectores
El vehículo se ingresa y se registra el 16 de noviembre del 2018 con un kilometraje de
1820 km y con la siguiente observación: “inspección de vehículo, posterior al cambio de
gasolina Ecopaís a Super”, se envía los inyectores a un banco de pruebas, sin presentar averías
de funcionamiento, se realiza diagnóstico computarizado que se muestran en la figura 26
(Gráfica de Pulsos de Inyección), comprobando que los pulsos de inyección en ralentí se
encuentren dentro de especificaciones del fabricante durante el encendido en frio, se restablecen
parámetros de funcionamiento, y finalmente se emite informe de seguimiento para analizar
funcionalidad de la unidad.
Proceso de Inspección
1. Conecte KDS, verifique las gráficas de pulsos de inyección
2. Ponga el encendido en OFF,
3. Desconecte el conector del inyector.
4. Mida la resistencia entre el terminal 1 de inyector y el terminal 2.
5. Compruebe que la resistencia cumpla con la especificación.
46
Figura 26
Gráfica de Pulsos de Inyección
Fuente. (Bautista, 2018)
47
Figura 27
Reporte de Ingreso y Diagnóstico Realizados 16 de Noviembre del 2018
Fuente. (Bautista, 2018)
48
3.3.7 Verificación de Funcionamiento de la Válvula Solenoide de Parada del Refrigerante
del Motor y de la Alimentación de Combustible
El vehículo se ingresa y se registra el 5 de agosto del 2019 con un kilometraje de 10107
km y con la siguiente observación: “mantenimiento de los 10.000 km, revisar desde una semana
atrás, vehículo otra vez presenta un problema en el encendido en frio enciende y se apaga en el
segundo intento enciende”, se realiza proceso de inspección de la válvula solenoide de parada
del refrigerante del motor. (ver figura 28 - Parámetros de Funcionamiento de Válvula VIS)
Proceso de Inspección de Válvula Solenoide de Parada del Refrigerante
1. Conecte el KDS, mida los parámetros de funcionamiento
2. Apague el interruptor de encendido.
3. Desconecte el conector de la válvula solenoide de parada del refrigerante del motor, mida
la resistencia entre los terminales 1 y 2 de la válvula VIS.
Figura 28
Parámetros de Funcionamiento de Válvula VIS
Fuente. (Bautista, 2019)
49
Por otra parte, se comprueba la alimentación de combustible durante el encendido en frio,
teniendo como resultado una presión de 48 psi en ralentí, se realiza prueba de 24 horas con
herramienta instalada (ver figura 29 - Instalación de Herramienta de Comprobación de Presión
de Combustible), verificando de esta manera que la presión se mantiene dentro del circuito de
alimentación, como observación el fallo se presenta días después de haber vuelto a utilizar
gasolina Ecopaís.
Proceso de Inspección de Presión de Combustible
1. Libere la presión residual en la línea de combustible.
2. Monte una herramienta especial para medir la presión de combustible entre el tubo de
alimentación de combustible bajo y la entrada de presión baja de la bomba de
combustible de presión alta
3. Compruebe posibles fugas de combustible en las conexiones entre el tubo de
alimentación de combustible bajo, la entrada de presión baja de la bomba de combustible
de presión alta con el encendido ON.
4. Ponga el motor en macha y mida la presión de combustible en ralentí.
Figura 29
Instalación de Herramienta de Comprobación de Presión de Combustible.
Fuente. (Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2, 2020)
50
Figura 30
Reporte de Ingreso y Diagnóstico Realizados 5 de Agosto del 2019
Fuente. (Bautista, 2019)
51
3.3.8 Análisis de Funcionamiento del Inmovilizador
Se realiza visita de campo el 20 de septiembre del 2019 con un kilometraje de 10700 km
con la finalidad de inspeccionar la evolución de la unidad y realizar un levantamiento de
información respecto al funcionamiento del inmovilizador, la cual fue solicitada para descartar
algún tipo de incidencia sobre el encendido en frio, como se muestra en la figura 31 (Parámetros
de Funcionamiento de Inmovilizador), se recopila la información de datos, el vehículo no
presenta códigos de fallos, y se encuentra actualmente con combustible Super, por lo que no
presenta inconvenientes durante el arranque.
Proceso de Inspección del Inmovilizador
1. Conecte el KDS / GDS al conector del enlace de datos (DLC).
2. Controle los parámetros en "Datos actuales" con el KDS / GDS
Figura 31
Parámetros de Funcionamiento de Inmovilizador
Fuente. (Bautista, 2019)
52
Los datos obtenidos a lo largo de todo el proceso son recopilados y enviados a la marca,
posterior a esta visita nos encontramos a la espera de una actualización de la UCE por parte del
fabricante
Figura 32
Reporte de Ingreso y Diagnóstico Realizados 20 de Septiembre del 2019
Fuente. (Bautista, 2019)
53
3.3.9 Análisis de Funcionamiento del Sensor de Oxígeno
El vehículo se ingresa y se registra el 07 de mayo del 2020 con un kilometraje de 20045
km y con la siguiente observación: “realizar mantenimiento de 20.000 km revisión de encendido
del vehículo, sistemas electrónicos y UCE, check engine encendido”, se realiza diagnóstico
computarizado se verifica las gráficas de funcionamiento del sensor de oxígeno precatalizador y
postcatalizador, evidenciando una deficiencia en la corrección de gases combustionados.(ver
figura 33 - Gráficas de Funcionamiento Adecuado de los Sensores de Oxígeno)
Figura 33
Gráficas de Funcionamiento Adecuado de los Sensores de Oxígeno
Fuente. (Bautista, 2020)
54
Figura 34
Reporte de Ingreso y Diagnóstico Realizados 7 de Mayo del 2020
Fuente. (Bautista, 2020)
55
Capítulo IV
Análisis de Resultados de las Pruebas de Accionamiento
A continuación, se detalla el análisis e interpretación de los resultados obtenidos a lo largo
de las pruebas de accionamiento realizadas, con la finalidad de determinar el causante principal de
la problemática de encendido en frio del motor Kappa 1200cc. MPI, y la propuesta de mejora para
la solución del mismo.
4.1 Análisis y Comparación de Datos Obtenidos
La siguiente tabla muestra la comparación de los datos establecidos por el manual del
fabricante y los datos obtenidos durante el proyecto, a partir de los cuales se estudia los resultados
de las pruebas de funcionamiento.
TABLA COMPARATIVA DE DATOS OBTENIDOS DURANTE EL ANÁLISIS
Descripción Datos Del Fabricante Datos Obtenidos
Voltaje de salida del sensor de presión
absoluta del colector de admisión 0,79 V a 2,9 psi 0,80 V A 2,9 psi
Resistencia del sensor de temperatura de
aire de admisión 2,31kΩ -2,57kΩ a 20ºC
2,40 kΩ a 20ºC
(ralentí)
Resistencia del sensor de temperatura de
refrigerante del motor 2,31kΩ - 2,59kΩ a 20ºC 2,40 kΩ a 20ºC
Resistencia de bobina del sensor de
posición del cigüeñal 819Ω - 1001Ω a 20°C 905 Ω a 20ºC
Pulsos de inyección durante el encendido
en frio 1,8 ms 1,8 ms
Resistencia de los inyectores 9,12Ω-10,08Ω a 23ºC 9,53 Ω a 23ºC
Resistencia de la válvula solenoide de
parada del refrigerante del motor
28.3 Ω ~ 31.1
Ω 20°C(68°F) 29,1 Ω a 20ºC
Presión de alimentación de combustible 47,86 - 53,66 psi 48 Psi en ralentí
Voltaje de sensor oxígeno postcatalizador entre 1 V y 1,84V 0,056 V
Fuente. (Bautista, 2018)
56
4.1.1 Prueba en el Sensor de Presión Absoluta del Colector de Admisión
Luego de haber realizado el proceso de inspección se registra valores normales de
funcionamiento dentro de los rangos establecidos por el fabricante (0,80 V a 2,9 psi ralentí), por lo
que se descarta incidencia durante el arranque en frio del motor Kappa 1200cc. (ver figura 35)
Figura 35
Voltaje de Salida del Sensor de Presión Absoluta del Colector de Admisión
Fuente. (Bautista, 2018)
4.1.2 Prueba en el Sensor de Temperatura de Aire de Admisión
Posterior al proceso de verificación del sensor de temperatura de aire de admisión, se obtiene
que la resistencia entre sus terminales cumple con las especificaciones del fabricante, 2,40 kΩ a
20ºC (ralentí), se determina que no tiene incidencia durante el arranque en frio del motor Kappa
1200cc.(ver figura 36)
57
Figura 36
Resistencia del Sensor de Temperatura de Aire de Admisión
Fuente. (Bautista, 2019)
4.1.3 Prueba en el Sensor de temperatura de Refrigerante del Motor
Se realiza la comparación de datos luego de medir la resistencia entre los terminales del sensor,
se comprueba que éste cumple con las especificaciones del fabricante de forma progresiva
partiendo desde los 2,40 kΩ a 20ºC hasta 0,19kΩ a 100ºC, por lo que se establece que no tiene
incidencia durante el arranque en frio del motor Kappa 1200 CC. (ver figura 37)
58
Figura 37
Resistencia del Sensor de Temperatura de Refrigerante del Motor
Fuente. (Bautista, 2019)
4.1.4 Prueba en el Sensor de Posición del Cigüeñal
Luego de realizar la comparación de los datos obtenidos de la resistencia de la bobina del
sensor de posición del cigüeñal junto con los datos del manual de servicio se evidencia que éste
cumple con las especificaciones del fabricante 905 Ω a 20ºC. descartando de esta manera que sea el
causante del fallo de encendido del motor Kappa 1200cc. (ver figura 38)
59
Figura 38
Resistencia de Bobina del Sensor de Posición del Cigüeñal
Fuente. (Bautista, 2019)
4.1.5 Prueba en los Inyectores
Luego de realizar un análisis y comparación de los datos obtenidos durante el proceso de
inspección y los establecidos en el manual de taller se obtiene como resultado un tiempo de
inyección de 1,8 ms, y una resistencia entre los terminales de 9,53 Ω a 23ºC, cumpliendo con las
especificaciones del fabricante, por lo que se descarta su afectación durante el arranque en frio de
los motores Kappa 1200cc. (ver figura 39)
60
Figura 39
Resistencia de los Inyectores
Fuente. (Bautista, 2019)
4.1.6 Válvula Solenoide de Parada del Refrigerante del Motor y de la Alimentación de
Combustible
Posterior al análisis realizado durante el proceso de inspección se comprueba que la resistencia
de la válvula solenoide de parada del refrigerante del motor se encuentra dentro de las
especificaciones del fabricante 29,1 Ω a 20ºC.
De la misma manera se compara los datos obtenidos de la presión del sistema de alimentación
de combustible, de 48 psi en ralentí el cual se mantiene durante 24 horas, cumpliendo con las
especificaciones del fabricante, de esta manera se descarta incidencia alguna de ambos sistemas de
control del motor durante el arranque en frio del motor Kappa 1200cc. (ver figura 40)
61
Figura 40
Resistencia de la Válvula Solenoide de Parada del Refrigerante del Motor
Fuente. (Bautista, 2019)
4.2 Determinación de la Posible Falla de Arranque en Frio
Dentro de los datos obtenidos en la sonda lambda, se puede apreciar que la forma de onda
del sensor de oxígeno postcatalizador, presenta variaciones con picos de lectura que evidencia
una corrección errónea de los gases combustionados por parte del catalizador de forma
intermitente (ver figura 41 - Gráficas de Funcionamiento de los Sensores de Oxígeno Pre y Post
Catalizador), por lo que se presume que los valores de relación de compresión permisibles por
el fabricante respecto a la aceptación de uso de combustible Ecopaís y Extra no poseen los
ajustes necesarios, los mismos que incluyen calibraciones de las computadoras para los
combustibles de bajo octanaje manejados en el medio local.
62
Figura 41
Gráficas de Funcionamiento de los Sensores de Oxígeno Pre y Post Catalizador
Fuente. (Bautista, 2020)
4.3 Respuesta de Mejora del Software en Base a los Datos Obtenidos
Luego de haber realizado la verificación y comparación de los datos obtenidos del motor
Kappa 1200cc., se determina el corregir los parámetros de funcionamiento de la Unidad de
Control Electrónica con el fin de mejorar la lógica de arranque en frio a baja temperatura. Por
tal motivo se generó una actualización de la UCE (ver figura 42), la cual se ve reflejada en la
63
lectura de las gráficas de funcionamiento de los sensores de oxígeno, donde se evidencia una
corrección en la mezcla aire-combustible, como se muestra en la figura 43, siendo ésta más
eficiente y logrando tener resultados positivos e inmediatos ante la problemática surgida.
Figura 42
Boletín de Servicio de Actualización de UCE Motor KAPPA 1.2 MPI
Fuente. (Bautista, 2020)
64
Figura 43
Gráficas de Funcionamiento de los Sensores de Oxígeno Pre y Post Catalizador luego de la
Actualización de la UCE.
Fuente. (Bautista, 2020)
65
Conclusiones
En función a los objetivos específicos planteados, se concluye que el presente trabajo de
investigación identifica cada uno de los parámetros de funcionamiento que intervienen en el sistema
de control del motor que inciden durante el encendido en frio, lo cual, se resume en un análisis y
evaluación de datos y gráficas que permiten recopilar información necesaria, y determinar que la
causante de la problemática se da debido a la lógica de funcionamiento de la Unidad de Control
Electrónica UCE en relación de la mezcla aire-combustible y el retraso de encendido.
Al ser Ecuador uno de los países oficiales para realizar pruebas de alturas, cada modelo que
se comercializa en el país y la región es analizado, programado, afinado y calibrado para funcionar
de forma inmejorable en las condiciones que brinda nuestra geografía, con el uso de combustible
ECO o EXTRA de 85 octanos.
Sin embargo existieron variables que no fueron analizadas durante el proceso de calibración
de los Picanto con motor Kappa 1200cc, al generarse el problema en vehículos que circulan a nivel
del mar, se puede concluir que no se consideró que en regiones de altura la presión atmosférica es
menor ya que por cada 1000 metros de altura se pierde un 10% de potencia, fenómeno que también
hace que el requerimiento de octanaje sea menor y permite que algunos vehículos funcionen sin
problemas con gasolina Extra.
Finalmente, con los datos obtenidos mediante este estudio de investigación, fue posible por
parte de la marca Norcoreana Kia generar una actualización de la Unidad de Control Electrónica
UCE, corrigiendo parámetros que controlan la mezcla aire-combustible los cuales se ven reflejados
en la gráfica del sensor de oxígeno postcatalizador el cual pasó de un rango de señal de salida de
entre 0.040 V – 0.869 V a 0.447 V – 0.483V, teniendo como efecto una curva de funcionamiento
66
más estable y constante, dando como resultado en la solución definitiva del problema de arranque
en frio de los motores Kappa 1200 CC.
67
Recomendaciones
En base a los resultados obtenidos en el presente trabajo de investigación, y sustentado en la
solución generada en los motores Kappa 1200 CC. con problemas de encendido durante el arranque
en frío, se recomienda implementar una actualización de la Unidad de Control Electrónica UCE
para la variante de los motores Kappa con cilindraje de 1000 CC, previendo de esta manera
inconvenientes a futuro, y obteniendo de esta manera una respuesta aplicable, inmediata y eficiente
como marca.
Se recomienda realizar un análisis periódico del combustible EcoPaís comercializado en la
región Costa, particularmente en la Ciudad de Guayaquil donde surgió el problema con mayor
incidencia, para verificar de esta manera que la calidad de la gasolina mantenga los estándares
iniciales, bajo los cuales se implementó el uso permisible de este combustible, esto debido a que es
una variable independiente de lo que promueve Kia como marca.
Por otra parte, se recomienda considerar los parámetros de relación de compresión en la
fabricación de los motores de bajo cilindraje que sean implementados en los modelos nuevos,
permitiendo el uso de combustible de bajo octanaje sin ningún inconveniente de funcionamiento en
nuestro medio local.
68
Bibliografía
1. AEKIA. (2019). Resultados CSI. Índice de insatisfacción del cliente. QUITO, ECUADOR.
2. Astudillo, G., & Pacheco, M. (25 de Agosto de 2017). La Ecopaís está disponible en el 40%
de las estaciones. El Comercio. Recuperado el 19 de Julio de 2020, de
https://www.elcomercio.com/actualidad/gasolina-ecopais-disponible-estaciones-
ecuador.html
3. Auto Magazine. (11 de Septiembre de 2018). Kia Motors hace pruebas de altura en Ecuador.
Auto Magazine, 15-16. Recuperado el 15 de Octubre de 2020, de
https://automagazine.ec/kia-motors-hace-pruebas-de-altura-en-ecuador/
4. AUTOZINTERNACIONAL. (2013). MEZCLA ESTEQUIOMÉTRICA. Autozulia.
Recuperado el 8 de Abril de 2020, de https://www.autozulia.com/mezcla-estequiometrica/
5. Crouse, W. (1993). Mecánica del Automóvil. España: McGraw Hill. Recuperado el 12 de
Abril de 2020, de
https://books.google.com.ec/books?id=xF7MukIeqFoC&pg=PA261&lpg=PA261&dq=se%
C3%B1ales+que+emite+la+ecu+en+el+encendido+en+frio&source=bl&ots=Dmo_IShcoj&
sig=ACfU3U15o4YDmi9NuPJKnwIbxLk36AF0iw&hl=es-
419&sa=X&ved=2ahUKEwjT97yh0t_pAhVpc98KHbVZCPEQ6AEwAHoECAsQA
6. ESPECIFICACIONES TECNICAS NUEVO KIA PICANTO. (2018). Obtenido de PRESS
KIA:
https://press.kia.com/content/dam/kiapress/ES/mediagallery/Especificaciones%20t%C3%A
9cnicas%20Nuevo%20Kia%20Picanto.pdf
69
7. Guarella, J., Heredia, J. P., Rodríguez, L., & Bagatto, I. (28 de Septiembre de 2011).
Sensores y actuadores. Recuperado el 10 de Abril de 2020, de Universidad Nacional de La
Plata:
https://s3.amazonaws.com/academia.edu.documents/56895597/APUNTE_SENSORES_Y_
ACTUADORES_1.pdf?response-content-
disposition=inline%3B%20filename%3DSensores_y_actuadores_en_motores.pdf&X-Amz-
Algorithm=AWS4-HMAC-SHA256&X-Amz-
Credential=ASIATUSBJ6BAJ3ZGNCGP%2F2
8. Heinert, G. (26 de Agosto de 2018). La ecopaís contribuye a una mejor calidad del aire.
Diario El Universo. Recuperado el 14 de Abril de 2020, de
https://www.eluniverso.com/noticias/2018/08/26/nota/6922979/ecopais-contribuye-mejor-
calidad-aire
9. Hwang, K., Hwang, I., Lee, H., Park, H., Choi, H., Lee, K., . . . Kim, H. (5 de Abril de
2016). Development of New High-Efficiency Kappa 1.6L GDI Engine.
doi:https://doi.org/10.4271/2016-01-0667
10. Manual de Taller Picanto JA Morning 1.2. (2020). Recuperado el 12 de Febrero de 2020, de
KIA: https://www.kia.com/co/service/manual.html
11. Morquecho Andrade, F. L. (2018). Análisis de Rendimiento y Costo de los Combustibles
Ecopaís y Super. INNOVA Research Journal, 135-149.
doi:https://doi.org/10.33890/innova.v3.n10.1.2018.899
12. Ortega, H. A. (Septiembre de 2017). Repositorio UIDE. Obtenido de Diseño Del Manual De
Operación Del Scanner Automotriz G-Scan 2 Para Diagnóstico Electrónico En Sistemas De
Inyección Electrónica A Gasolina: https://repositorio.uide.edu.ec/bitstream/37000/2319/1/T-
UIDE-162.pdf
70
13. Puente, E. (Octubre de 2017). Análisis De Las Curvas Características Y La Opacidad De Un
Motor JO5ETC16173 Con La Implementación De Un Turbocargador. INNOVA, 97-108.
doi:https://doi.org/10.33890/innova.v2.n10.1.2017.567
14. Robayo, F. (12 de Septiembre de 2018). ¿Qué gasolina debe usar? Informarse es la clave.
Recuperado el 15 de Octubre de 2020, de
https://www.carburando.ec/noticias/actualidad/gasolina-debe-informarse-clave.html
15. Robayo, F. (6 de Septiembre de 2018). Los Kia en Ecuador pueden operar con gasolina
extra. Recuperado el 15 de Octubre de 2020, de
https://www.carburando.ec/noticias/actualidad/kia-ecuador-operar-gasolina-extra.html
16. Rovai, F. F., & Landgraf, L. (7 de Octubre de 2008). Ventajas de la asistencia para el
control automático del arranque en frío. doi:https://doi.org/10.4271/2008-36-0083
17. Salazar, J. (2020). ¿CÓMO AFECTA LA ALTURA AL DESEMPEÑO DE LOS AUTOS?
Recuperado el 15 de Octubre de 2020, de https://www.patiodeautos.com/general/como-
afecta-la-altura-al-desempeno-de-los-autos/
18. SIERRA MOTORS. (26 de Enero de 2019). ¿EcoPais o Super, que gasolina debo usar en
mi auto? Recuperado el 15 de Octubre de 2020, de
https://www.sierramotors.com.ec/2019/01/26/ecopais-o-super-que-gasolina-debo-usar-en-
mi-
auto/#:~:text=Seg%C3%BAn%20el%20portal%20Sura%2C%20algunos,1%2C%20deben%
20utilizar%20gasolina%20s%C3%BAper.
19. Silva, N. R., & Sodré, J. R. (6 de Marzo de 2000). Uso de aditivos para mejorar el arranque
en frío en vehículos alimentados con etanol. doi:https://doi.org/10.4271/2000-01-1217
71
20. Sunghoon, L., & Bosung, S. (12 de Abril de 2011). The Design and Development of New
Hyundai Kappa 1.2L Dual CVVT Engine. SAE International, 11.
doi:https://doi.org/10.4271/2011-01-0416
21. ZOFTI. (2019). Recuperado el 5 de febrero de 2020, de Manual de taller Kia Picanto:
file:///C:/Users/H%20P/Downloads/Manual-Picanto-ESP-MY19.pdf