Sistema Digifant de Volkswagen: Componentes, Funcionamiento y Mantenimiento

El Sistema Digifant, desarrollado por VW, es un sistema de gestión electrónica del motor que incorpora una Unidad de Control Electrónico (UEC) digital. Integra la inyección de combustible y el encendido (chispa), y es de tipo multipunto simultánea.

Funcionamiento Básico

1. Una serie de circuitos filtran las interferencias eléctricas y convierten las señales de los sensores en señales digitales.
2. El microcontrolador busca en la UEC las señales que fueron programadas de fábrica.
3. Genera señales eléctricas para excitar a los actuadores.
4. Los amplificadores dan potencia suficiente a la señal.

Sensores y Señales Clave

• Caudalímetro: No lleva tornillo de regulación de CO. Su ajuste se realiza a través de un potenciómetro.
• Potenciómetro de CO: Envía un valor de resistencia a la UEC para modificar el tiempo de inyección. Va instalado al lado del filtro de aire.
• Señal de Arranque: La tensión llega a la UEC a través del borne 50 para activar el inyector de arranque en frío.
• Transmisor Hall: Produce una señal cuya frecuencia es medida por la UEC para conocer las rpm del motor. También controla los tiempos de inyección, limita las rpm y gestiona el corte de inyección en deceleración. Se basa en la detección de la luz que atraviesa un disco perforado.
• Potenciómetro de Mariposa: Informa a la UEC de la posición angular de la mariposa. Es fundamental para estabilizar el ralentí.
• Sensor de Picado: Va acoplado al bloque motor en la parte externa de uno de los cilindros. Permite ajustar el momento del encendido al límite de la detonación y aprovechar la energía del combustible. Trabaja según el principio piezoeléctrico, ya que aparece un voltaje en sus caras cuando estas son sometidas a presión. Transforma las vibraciones del motor en señales eléctricas y se caracteriza por un sonido característico.
• Señales de Servicios: La UEC efectúa otras correcciones en función de las señales de servicio.
• Control del Encendido: Controla el sistema de inyección y el de encendido. La UEC emite una señal para cortar la corriente primaria en el momento preciso.

Medidas Anticontaminación

Regulación Automática de la Riqueza

La regulación automática de la riqueza se consigue manteniendo el factor λ dentro de un margen óptimo. Para ello, se analiza continuamente la composición de los gases de escape por medio de la sonda lambda.

Sonda Lambda

La sonda lambda es un sensor electroquímico que detecta el exceso o defecto de oxígeno residual y envía señales a la UEC. La UEC corrige los tiempos de inyección para que el factor λ esté en valores óptimos. Va montada en el tubo de escape antes del catalizador. Puede trabajar a temperaturas de 300-900 ºC. Está formada por un cuerpo cerámico de dióxido de circonio. La parte interna (positiva) está en contacto con el aire ambiente y la externa (negativa) en contacto con los gases de escape. Cuando la mezcla es rica, manda una tensión de 900 mV; si es pobre, 100 mV; y si es óptima, 400 mV. Hay dos tipos: sin precalentar y precalentadas (se diferencian por el número de cables).

Catalizador

El catalizador es un dispositivo de postratamiento de los gases de escape. Está cerca del colector de escape y su temperatura de funcionamiento es de 300 ºC. Es un conjunto de metales preciosos. Partes:

• Cerámico: Formado por platino, paladio y rodio (el más utilizado).
• Metálico: Formado por una hoja de acero inoxidable (mayor resistencia a altas temperaturas).
• Washcoat: Proporciona una superficie 7000 veces mayor.

Tipos de catalizadores:

• Dos vías: Convierte CO y HC.
• Tres vías y toma de aire: Para vehículos americanos. Convierte CO, HC y NOx.
• Tres vías: Similar al anterior, pero de uso común en Europa.

Depuración Catalítica

Los NOx se transforman a través de la reducción (rodio), los HC por la oxidación (paladio) y el CO también por la oxidación (platino).

Para mantener el catalizador en buen estado (su vida suele estar entre los 80.000 y 200.000 km):

• No utilizar gasolina con plomo.
• Realizar una puesta a punto correcta del motor.
• No agotar excesivamente el depósito de combustible.
• Comprobar que el consumo de aceite sea correcto.

Depósito de Combustible y Cánister

El depósito de combustible está cerrado herméticamente. Como la gasolina es volátil, los vapores que genera se recogen en un tubo de ventilación que comunica con un depósito lleno de carbón llamado cánister. Los vapores, al entrar en contacto con las partículas de carbón, se condensan en el cánister.

Tipos de Inyección Electrónica

Inyección Semisecuencial

Es un sistema de inyección multipunto utilizado en motores con cilindros pares, donde se abren simultáneamente los inyectores de los cilindros correspondientes.

Inyección Secuencial

Es un sistema más avanzado. Cada inyector se abre sincronizado con la válvula de admisión correspondiente.

Inyección Electrónica Directa

La gasolina es inyectada directamente en la cámara de combustión. La presión de la rampa es de 100 bares para alto régimen, 70 para ralentí y 30 en régimen transitorio. La duración de la inyección es determinada por la UEC en función de varios parámetros, y un sensor informa a la UEC. Ofrece un ahorro de combustible y disminuye la emisión de gases contaminantes.

Funcionamientos:

• Estratificado Pobre: La mezcla tiene una riqueza cercana a 1. Funciona en zonas de ralentí hasta 3500 rpm. Crea mayor cantidad de NOx.
• Mezcla Homogénea: La mezcla se enriquece hasta un valor de 1. La carga del motor es controlada por la mariposa electrónica. No hay ahorro de consumo. En algunas fases se utilizan mezclas ricas.

Elementos:

• Bomba de Alta Presión: Formada por 3 pistones axiales. Recibe el movimiento del árbol de levas y es alimentada de combustible a 5 bares por una bomba eléctrica a través de un filtro. Su función es alimentar a los inyectores a través de la rampa de inyección.
• Sensor de Presión: Mide el valor de alta presión existente en la rampa de inyección e informa a la UEC.
• Regulador de Alta Presión: Regula la presión del combustible en la rampa de inyección. Es controlado por la UEC con una tensión variable (a mayor tensión, mayor presión).
• Inyectores: Están reforzados y van provistos de una bobina de mayor potencia.

Análisis de Gases de Escape

En Europa, a partir de 2005, es obligatorio cumplir con la norma Euro IV. Los analizadores miden los gases y el factor λ. El CO, CO2 y O2 se miden en %, y el HC en partículas por millón (ppm). La prueba se realiza a ralentí y otra entre 3000 y 4000 rpm. El vehículo debe reunir: motor a su temperatura de funcionamiento, filtro de aire en buen estado, aceite en estado óptimo y tubo de escape sin agujeros. Las exigencias no son iguales en vehículos que utilicen carburador.

• CO: Disminuye cuando λ aumenta. Se puede regular en vehículos no catalizados.
• CO2: Cuanto mayor sea, mayor será el rendimiento del motor.
• HC: Aumenta cuando λ es mayor o menor que 1.
• O2: Si la mezcla es ideal, no debería sobrar O2. Sin embargo, como la combustión nunca es perfecta, siempre queda cierta cantidad.