Régimen, temperatura del motor y más: cómo se puede utilizar CUMPAN en cualquier motor de combustión

Tomando como ejemplo el CUMPAN Universal, este artículo explica bajo qué condiciones técnicas el sistema puede utilizarse en motores de combustión interna de muy distinta configuración. El foco se sitúa en magnitudes de medición como el régimen del motor, la temperatura del motor y otros datos relevantes, así como en los principios básicos de su adquisición, independientemente del tipo de vehículo o del fabricante. Aunque para muchos vehículos ya existen ejemplos de instalación concretos y guías específicas, este artículo está dirigido de forma deliberada a aquellos casos en los que aún no existe una solución documentada, y explica los fundamentos técnicos de cada una de las funciones de medición. Los principios descritos son válidos para motores de 2 y 4 tiempos, monocilíndricos y multicilíndricos, así como para motores de gasolina y diésel, desde motocicletas y turismos hasta vehículos industriales y aplicaciones comparables.

Principios generales

El CUMPAN fue desarrollado para su uso en motores de combustión interna y actúa como un instrumento de visualización central para la supervisión de datos relevantes del motor. Permite, entre otras cosas, la visualización de régimen del motor, temperaturas, shift light, marcha engranada, presión de aceite así como valores lambda o AFR, en función de los sensores conectados.

Qué magnitudes de medición pueden mostrarse finalmente depende, por un lado, de la tecnología del vehículo y de las señales disponibles y, por otro, de qué sensores adicionales puedan instalarse, por ejemplo para mediciones de temperatura o presión.

Alimentación de 12 V

Una alimentación estable de 12 V es el requisito básico para el funcionamiento del CUMPAN. La alimentación debe conectarse a una línea conmutada y protegida (terminal 15), de modo que el dispositivo solo reciba tensión cuando el encendido esté activado. Una conexión directa a positivo permanente puede provocar un consumo indeseado de batería y, por lo tanto, no se recomienda. Asimismo, debe garantizarse una protección mediante fusible adecuada para proteger de forma fiable tanto la instalación eléctrica del vehículo como el dispositivo conectado.

Dependiendo del vehículo, existen diferentes opciones para tomar una línea de 12 V conmutada. A menudo ya hay conexiones preparadas para consumidores auxiliares. Como alternativa, pueden utilizarse derivaciones de fusible o conectores de empalme adecuados. Los puntos de conexión típicos y ejemplos de líneas de 12 V conmutadas se resumen en una guía independiente: Conexión a una alimentación de 12 V conmutada (PDF)

Visualización del régimen del motor

La señal de régimen del motor se obtiene generalmente a través del sensor de posición del cigüeñal. Este sensor está presente en los motores de combustión interna con encendido electrónico, ya que su señal es necesaria para determinar el punto de encendido y, según el diseño del motor, también para la inyección de combustible. El sensor de posición del cigüeñal suele estar situado en la zona del cigüeñal o del volante motor, a menudo en forma de generador de impulsos.

En la mayoría de los casos se trata de un sensor inductivo con dos cables (señal y masa). Con menor frecuencia se utilizan sensores Hall con tres cables, que requieren además una alimentación eléctrica. La señal de régimen relevante puede identificarse mediante esquemas eléctricos, mediciones eléctricas o analizando las características de la señal en la entrada de régimen del dispositivo.

La captación directa de la señal de régimen en el sensor de posición del cigüeñal es considerablemente más precisa y menos susceptible a interferencias que una captación inductiva indirecta en el cable de encendido. Para localizar el sensor pueden resultar útiles los despieces técnicos disponibles en bases de datos públicas de vehículos, por ejemplo en en.microfiches.net.

Shift light

El shift light es una función de visualización que proporciona una indicación visual en la pantalla cuando se alcanza un umbral de régimen definido. Puede utilizarse tanto como advertencia frente a un régimen excesivo como para indicar un punto de cambio de marcha deseado. La función trabaja exclusivamente basada en señales y no está vinculada a componentes específicos del vehículo. El único requisito es disponer de una señal de régimen válida, por lo que puede utilizarse independientemente del tipo de vehículo.

Además, el shift light puede vincularse a la temperatura del motor. De este modo es posible definir un umbral de régimen dependiente de la temperatura, por ejemplo para favorecer un calentamiento del motor a bajo régimen. El shift light puede activarse a un régimen inferior cuando la temperatura del motor es baja y liberar progresivamente el rango de régimen permitido a medida que aumenta la temperatura. El umbral correspondiente de régimen en función de la temperatura del motor es libremente configurable.

Ejemplo: con una temperatura del motor inferior a 60 °C, el shift light puede activarse ya a 4.500 rpm. Una vez que la temperatura del motor alcanza los 60 °C, el umbral de advertencia se eleva a 7.500 rpm. Si no se desea una advertencia dependiente de la temperatura, el shift light puede configurarse alternativamente al régimen máximo permitido y permanecer inactivo durante el funcionamiento normal.

Temperatura del motor

La temperatura del motor es una de las magnitudes más importantes para evaluar el estado de funcionamiento de un motor de combustión interna. Proporciona indicios tempranos de sobrecarga térmica, lubricación insuficiente o problemas de refrigeración y es un parámetro clave para elegir un régimen adecuado. Para medir la temperatura del aceite o del refrigerante, se instala un sensor en un componente que esté en contacto directo con el fluido correspondiente. Muchos motores ya disponen de tapones ciegos, orificios de servicio o roscas no utilizadas adecuadas para este fin.

Un resumen de los sensores de temperatura disponibles en distintas versiones y tamaños de rosca se encuentra en la página del producto del sensor de temperatura .

¿Temperatura del aceite o del refrigerante?
El refrigerante suele reaccionar más rápidamente a los cambios de temperatura que el aceite del motor. Por ello, la temperatura del refrigerante alcanza a menudo su rango normal de funcionamiento mientras que el bloque motor y el aceite aún no están completamente calientes. El sobrecalentamiento del aceite del motor es considerablemente más crítico, ya que puede provocar la rotura de la película lubricante, un desgaste acelerado o una sobrecarga térmica de juntas y cojinetes. Por esta razón, la temperatura del aceite es un indicador especialmente representativo del estado térmico real del motor.

Idealmente se supervisan ambas temperaturas. No obstante, dado que la mayoría de los motores refrigerados por líquido ya cuentan de serie con una supervisión de la temperatura del refrigerante, en muchos casos resulta conveniente vigilar adicionalmente la temperatura del aceite. En motores refrigerados por aire o aire-aceite, esta diferenciación no se aplica, ya que la temperatura del aceite es la única magnitud relevante disponible.

Temperatura ambiente

La temperatura ambiente se registra de forma permanente. Para ello, el dispositivo integra de serie un sensor de temperatura directamente en su interior. La visualización de la temperatura ambiente en el diseño de pantalla seleccionado depende de la configuración elegida. La unidad de temperatura puede ajustarse entre grados Celsius y Fahrenheit. En función de la posición del dispositivo, la temperatura ambiente mostrada puede verse influida por el calor ascendente del motor cuando el vehículo está detenido o circula a baja velocidad. Este efecto es inherente al diseño y no representa un fallo.

Entradas analógicas

El CUMPAN dispone de dos entradas analógicas (IN1 e IN2) con las que se registran y evalúan señales de tensión en un rango de 0 a 5 V. Estas entradas son libremente configurables y pueden utilizarse para distintas magnitudes de medición en función de la tecnología del vehículo y de los sensores conectados.

Indicador de marcha / cálculo de marcha por velocidad

Si existe un sensor de posición de marcha, puede utilizarse para ampliar la visualización con un indicador de marcha engranada. El requisito es que el vehículo disponga realmente de un sensor de marcha que emita una señal de tensión analógica. El CUMPAN puede evaluar estos niveles de tensión y asignarlos a las distintas marchas mediante una función de calibración.

Como alternativa, la marcha engranada puede calcularse a partir del régimen del motor y la velocidad del vehículo. Para ello se requiere un sensor REED adicional que registre las rotaciones de la rueda o del piñón.

Temperaturas adicionales del motor

Puede conectarse una temperatura adicional del motor a las entradas analógicas del CUMPAN. Esto permite, por ejemplo, supervisar la temperatura del refrigerante además de la medición primaria de la temperatura del motor. Para ello se requiere un sensor de temperatura adecuado y el módulo adicional Motortemperatur 2.

Para la supervisión de la temperatura del refrigerante puede utilizarse un adaptador para circuitos de refrigeración, disponible en distintos diámetros.

Presión de aceite

La presión de aceite es una magnitud clave para la supervisión del estado del motor. Proporciona información sobre el desgaste del motor, la viscosidad actual del aceite y posibles anomalías como dilución de aceite o falta de aceite. Muchos motores están equipados de serie con un interruptor de presión de aceite. Un sensor de presión de aceite adicional mide de forma continua la presión real (rango de medición 0–10 bar).

El interruptor de presión de aceite original se mantiene para conservar la función de advertencia del vehículo, mientras que el sensor adicional se instala de forma complementaria.

Lambda / AFR

Para una evaluación precisa de la mezcla aire-combustible en motores de gasolina con catalizador regulado se requiere una sonda lambda de banda ancha junto con un controlador lambda adecuado. Las señales proporcionadas por el controlador pueden ser captadas por el CUMPAN y mostradas como valores lambda o AFR.

Resumen

El uso del CUMPAN no depende de un modelo de vehículo concreto, sino de las señales disponibles y de la posibilidad de integrar sensores adicionales. La señal de régimen, la alimentación eléctrica y los puntos de instalación adecuados para sensores de temperatura, presión o lambda constituyen una base técnica comparable en todos los motores de combustión interna. Incluso si no existe una guía de instalación específica para un vehículo determinado, estos principios permiten evaluar qué magnitudes pueden medirse y qué componentes adicionales son necesarios. El CUMPAN es, por tanto, un sistema de visualización y supervisión flexible que puede adaptarse a la tecnología de cada vehículo.