Adaptación de un sistema de inyección electrónica a motor de ciclo Otto con carburador

Abstract

Mediante el proyecto y diseño final desarrollado en este trabajo, se realiza la dosificación de combustible de un motor mono-cilíndrico de combustión interna de encendido provocado, como resultado de la adaptación de un sistema de inyección electrónica. El motor a ensayar pertenece a la marca HONDA y su cilindrada es de 160 [cm3 ], cuyo funcionamiento responde al ciclo Otto. Para lograrlo, se reemplazó el carburador original por un sistema de gestión electrónica cuya dosificación de combustible se realiza por medio de un inyector y la señal de control es un pulso eléctrico de una duración calculada por un microprocesador Arduino. Partiendo de una investigación bibliográfica se elabora un modelo de sistema que relacione las variables necesarias para la dosificación de combustible. Una vez elaborado el modelo, se estudiaron las características de funcionamiento de los componentes, lo que llevó a una posterior selección de sensores, actuadores y el microprocesador. Con técnicas de diseño mecánico y utilización de tecnología en impresión 3D se realiza el diseño y fabricación de piezas partes, necesarias para el montaje de los componentes. Para la comunicación con el microprocesador y la modificación de parámetros, se usa el software TunerStudio MS. Con el uso de una PC, esto permite la visualización de señales en tiempo real y realizar el “setting” de parámetros configurables. Como resultado final se logró la puesta en marcha del motor. El comportamiento del sistema no arrojó los resultados esperados, ya que, la marcha no mostró cambios frente a distintas cargas del motor al hacer variar la posición de la válvula mariposa de aceleración, obteniendo solo el funcionamiento a un régimen fijo del motor. Con la observación de las variables por medio del uso de software y mediciones sobre el modelo, se concluyó en que la presencia de errores en el relevamiento de señales de entrada, tal como las R.P.M y el ruido magnético de bobinas, como las principales causantes del incorrecto comportamiento del sistema. Las problemáticas surgidas, junto con las conclusiones de la experiencia se comparten al final del trabajo, dejando el camino abierto para trabajos futuros a realizar en busca de mejorar el rendimiento del sistema armado. Through the project and final design developed in this work, the fuel dosage of a single-cylinder internal combustion engine with spark ignition is carried out, as a result of the adaptation of an electronic injection system. The engine to be tested belongs to the HONDA brand and its displacement is 160 [cm3], whose operation responds to the Otto cycle. To achieve this, the original carburetor was replaced by an electronic management system whose fuel dosage is carried out by means of an injector and the control signal is an electrical pulse with a duration calculated by an Arduino microprocessor. Starting from a bibliographical investigation, a system model is elaborated that relates the necessary variables for the fuel dosage. Once the model was developed, the operating characteristics of the components were studied, which led to a subsequent selection of sensors, actuators and the microprocessor. With mechanical design techniques and the use of 3D printing technology, the design and manufacture of parts, necessary for the assembly of the components, is carried out. For communication with the microprocessor and parameter modification, the TunerStudio MS software is used. With the use of a PC, this allows the visualization of signals in real time and the “setting” of configurable parameters. As a final result, the start-up of the engine was achieved. The behavior of the system did not yield the expected results, since the gear did not show changes against different engine loads by varying the position of the throttle butterfly valve, obtaining only operation at a fixed engine speed. With the observation of the variables through the use of software and easurements on the model, it was concluded that the presence of errors in the survey of input signals, such as the R.P.M and the magnetic noise of the coils, as the main causes of the incorrect system behavior. The problems that have arisen, together with the conclusions of the experience, are shared at the end of the work, leaving the way open for future work to be carried out in search of improving the performance of the armed system.