Tema: Análisis Técnico del Arranque en Frío de Motores

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


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


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.


Figura 6

Sensor de Presión Absoluta del Colector y su Disposición en el Motor


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


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


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


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.


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


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.


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.


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


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)


24

Figura 10

Válvula Solenoide de Parada del Refrigerante del Motor Kappa 1200cc


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


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.


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


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


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


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


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


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



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.


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.


38

Figura 20

Gráfica de Funcionamiento del Voltaje de Salida del Sensor de Temperatura de Aire


39

Figura 21



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)


1. Conecte el KDS, controle los parámetros de funcionamiento


3. Desconecte el conector ECTS, mida la resistencia entre los terminales 1 y 2 del ECTS.


Figura 22

Parámetros de Funcionamiento del ECTS


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


42

3.3.5 Análisis de Funcionamiento del Sensor de Posición del Cigüeñal


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


44

Figura 25



45

3.3.6 Verificación de Funcionamiento de los Inyectores


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.


1. Conecte KDS, verifique las gráficas de pulsos de inyección


3. Desconecte el conector del inyector.

4. Mida la resistencia entre el terminal 1 de inyector y el terminal 2.


46

Figura 26

Gráfica de Pulsos de Inyección


47

Figura 27



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


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.


50

Figura 30

Reporte de Ingreso y Diagnóstico Realizados 5 de Agosto del 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


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


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


54

Figura 34

Reporte de Ingreso y Diagnóstico Realizados 7 de Mayo del 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


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


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


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


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


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


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


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


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


64

Figura 43

Gráficas de Funcionamiento de los Sensores de Oxígeno Pre y Post Catalizador luego de la

Actualización de la UCE.


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

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Tema: Análisis Técnico del Arranque en Frío de Motores