Cómo funciona la inyección electrónica EFI de Harley-Davidson

Los sistemas de inyección electrónica ya forman parte de nuestra vida sobre dos ruedas. Son más eficientes ya que producen más potencia con la misma cantidad de combustible, contaminan menos y permiten que el motor funcione con mayor precisión.
Vamos a explicar de la manera más sencilla posible el funcionamiento básico de estos sistemas cada vez más avanzados.

Inyectando combustible
La inyección electrónica o EFI (Electronic Fuel Injection) sustituye al carburador en su cometido de alimentar el motor con el combustible necesario para su funcionamiento (en principio el motor sigue siendo el mismo y desarrollará la misma potencia bruta, sólo cambia la manera de alimentarlo).
En un sistema EFI se distinguen 3 partes fundamentales: la centralita, los sensores y los actuadores.

La centralita
También llamada ECM o ECU (Electronic Control Unit) es el cerebro del sistema. Se trata de un pequeño computador, que se comunica con los demás componentes de manera analógica (por voltaje) y también de modo digital, a través de una especie de “internet” que tiene la moto (para más detalles puedes leer este otro artículo).

La función de la centralita es determinar cuánta cantidad de combustible y en qué preciso momento debe ser inyectado en cada cilindro. Para ello analiza la información que le llega de los diferentes sensores (temperatura, RPM, apertura del acelerador...) y la compara con unas tablas o mapas escritos en su memoria. Tras calcular la cantidad y el momento exacto da órdenes para que se abran los inyectores permitiendo el paso de la gasolina a los cilindros. También se encarga de decidir cuándo deben emitir la chispa la bujías, controlando el encendido. Todo ésto varios cientos de veces por segundo.

Sensores o inputs
Los sensores se encargan de facilitar toda la información que necesita la ECU para saber las condiciones en las que rueda el vehículo (y su motor). Los principales son:

• CKP (Crankshaft Position) o sensor de posición del cigüeñal:

Situado en en cárter del motor el sensor distingue unas ranuras mecanizadas en el cigüeñal y determina la velocidad de rotación del mismo, indicando a la centralita la velocidad del motor o RPM.

• CMP (Camshaft Position) o sensor de posición del árbol de levas.

Indica en qué fase se encuentra el motor (admisión, compresión, explosión o escape) a través de la lectura de unas marcas en el árbol de levas.

• MAP (Manifold Air Pressure) o sensor de vacío de admisión.

Mide la depresión en el múltiple de admisión, indicando a la ECM la carga del motor y el aire que entra en los cilindros.

• ET (Engine Temperature) o sensor de temperatura del motor.

Situado en la culata o cilindro, este sensor informa de los grados a los que está funcionando el motor, de este modo la ECM conoce si el motor está frío o a temperatura operativa.

• TPS (Throttle Position Sensor) o sensor de posición del acelerador.

A través de este input la centralita conoce cómo de abierto lleva el conductor su puño de acelerador. Suele estar situado cerca de la mariposa de admisión.

• IAT (Intake Air Temperature) o sensor de temperatura del aire de admisión.

Informa de la temperatura ambiental del aire exterior a través del medidor situado en la entrada de aire.

• O2 Sensor o sonda Lambda.

Situado en el escape, este sensor da información sobre la calidad de la combustión, permitiendo a la ECM saber si la mezcla es ligeramente “rica” o “pobre” en tiempo real.

• Knock Sensor o sensor de “picado” de motor.

Es un diminuto "micrófono" pegado al bloque motor que ofrece a la centralita la capacidad de distinguir vibraciones generadas por un avance mal ajustado, en tiempo real, evitando de este moto consecuencias catastróficas para los componentes internos.

• Baro sensor o sensor barométrico

Indica la presión atmosférica y las variaciones de altura, ya no es necesario ajustar el carburador si nos desplazamos desde el nivel del mar a la meseta, o si cambian las condiciones atmosféricas.

Este sensor tiende a desaparecer en los últimos años ya que el sensor MAP también realiza esta función, justo antes de arrancar la moto.

El ciclo de entrada
Para entender todos estos dispositivos o inputs en conjunto, vamos a poner un ejemplo:
Estamos rodando por una carretera a 90 KM por hora. La ECM sabe que vamos a 2060 RPM gracias a la señal del sensor del cigüeñal. También conoce cuándo el pistón de cada cilindro está en su punto muerto superior de admisión cotejando las RPM con la señal proviniente del sensor de posición del árbol de levas.
La ECM conoce además que rodamos “a punta de gas” a través del sensor de posición del acelerador, y que subimos una ligera cuesta comprobando los datos del sensor MAP, conociendo de este modo la carga del motor. El motor está a temperatura operativa, lo indica el voltaje de la sonda de temperatura del motor.
Con estos datos la centralita verifica la presión atmosférica y la temperatura del aire y compara toda la información con las tablas de los mapas, para determinar cuánta gasolina es necesario inyectar al motor en ese mismo momento y cuándo enviar la chispa a la bujía. Antes de calcularlo, tiene en cuenta la información de la sonda Lambda para reajustar sus cálculos.
Recuerda, todo ésto pasa en tu moto cientos de veces por segundo mientras tu sientes la suave brisa en el rostro y decides acelerar un poco más...

Outputs del sistema
Una vez recibida la información de los diferentes sensores la centralita o ECM compara todos estos datos con los que tiene almacenados en sus tablas o mapas y tras procesar la información emite órdenes a los diferentes dispositivos de control o salidas para que el motor funcione de la manera deseada.
Éstos son los principales Outputs del sistema:

• IAC (Idle Air Control)

Es el motor “paso a paso” de control del ralentí.

Abre o cierra un paso de aire en la admisión para que el motor se mantenga a las RPM programadas. Por lo tanto, para bajar las revoluciones a ralentí hay que reprogramar su tabla.

• Inyectores

Proporcionan la cantidad de gasolina exacta a cada cilindro en el momento justo.

Dicha cantidad la decide la ECM y la controla aumentando o disminuyendo el tiempo que estos permanecen abiertos.

• Bobina de encendido

La bobina produce la chispa individualmente para cada cilindro en el momento exacto.

De este modo podemos ver que la ECM además de controlar la inyección también se encarga del avance y ajuste del encendido, automáticamente, utilizando la información proporcionada por los sensores.

• Sistemas de admisión y escape activos

Estas válvulas abren y cierran la entrada de aire en el filtro y la salida en el escape, se utilizan para poder cumplir con la normativa de emisiones.

Si se desactivan hay que “decírselo” a la ECM, mediante programación.

• TCA (Throttle Control Actuator)

El Motor de Control del Acelerador se encarga de la apertura de la mariposa de admisión en los sistemas con acelerador electrónico.

En este caso el acelerador funciona como un mando de “scalextric” , mandando una señal a la ECM, y es ésta la que se encarga de abrir o cerrar la mariposa a través del motor de control.

Control total
Aunque parezca complejo, lo cierto es que con la adopción de los nuevas sistemas de control de la inyección se puede tener acceso al mismo tiempo al manejo del encendido, a las emisiones, al frenado y seguridad activos... todo sin duplicidad de componentes y de una manera totalmente transparente a la hora de realizar diagnósticos del sistema, por lo que se simplifica su mantenimiento.

Por ejemplo, con ayuda de los sensores de frenado ABS la ECM (centralita) puede detectar si se produce deslizamiento al acelerar y decidir activar un sistema de control de tracción simplemente modificando las salidas del TCA (acelerador) y la Bobina (modificando el encendido), sin necesidad de piezas adicionales.
Otra ventaja de la que ya se puede disfrutar con algunas centralitas es la adopción de diferentes mapas (Económico, Deportivo, Ciudad, Mojado...) y cambiar el comportamiento del vehículo inmediatamente con la pulsación de un botón, con lo que se obtiene una moto más manejable, menos contaminante y más divertida.

Frank Burguera

#mecanicaharley