REVISTA ENERGÍA MECÁNICA INNOVACIÓN Y FUTURO
Vol. 13 Núm. 6 / 2024
RONQUILLO J., CHANCAY E., ESTRELLA M., Desarrollo de una Metodología para la Generación de Mapas Cartográficos
de Inyección y Encendido Utilizando una ECU Programable en Motores de Encendido Provocado con Cuerpo de Aceleración
Electrónico
Edición No.13/2024 (10) ISSN 1390- 7395 (6/10)
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Desarrollo de una Metodología para la Generación de Mapas Cartográficos de
Inyección y Encendido Utilizando una ECU Programable en Motores de Encen-
dido Provocado con Cuerpo de Aceleración Electrónico
Development of a Methodology for the Generation of Cartographic Maps of
Injection and Ignition Using a Programmable ECU in Ignition Engines with
Electronic Throttle Body
1Josué Castro, 1Eddi Chancay 1Marcelo Estrella
1 Universidad Politécnica Salesiana /Carrera de Ingeniería Automotriz/GMovlnt , Guayaquil, Ecuador
Correspondencia Autores: g: echancayv@est.ups.edu.ec, jronquilloc@est.ups.edu.ec, mestrellag@ups.edu.ec
Recibido: 19 de agosto 2024, Publicado: 18 de diciembre de 2024
Resumen— Este estudio aborda la creciente preocupación por
las emisiones de gases de efecto invernadero del sector del
transporte y la necesidad de optimizar el rendimiento de los
motores de combustión interna. El objetivo principal fue desa-
rrollar una metodología para generar mapas cartográficos de
inyección de combustible y encendido utilizando una unidad
de control electrónico (ECU) programable en motores de en-
cendido provocado con cuerpo de aceleración electrónico. La
metodología empleada consistió en tres etapas principales: 1)
caracterización del sistema de inyección del motor, incluyendo
la identificación y parametrización de sensores y actuadores;
2) programación de mapas cartográficos de inyección y en-
cendido utilizando el método de eficiencia volumétrica; y 3)
validación experimental mediante pruebas en dinamómetro.
Se utilizó un vehículo Kia Rio 1.4L equipado con una ECU
programable Haltech Elite 1500. Los resultados mostraron
una mejora en el rendimiento del motor tras la implementa-
ción de la ECU programable. Se logró un incremento del
4.41% en la potencia máxima (de 86.20 HP a 90 HP) y del
3.44% en el torque máximo (de 98.70 lb-ft a 102.10 lb-ft). Los
mapas cartográficos generados permitieron optimizar la efi-
ciencia volumétrica del motor entre el 50% y 90%, depen-
diendo del régimen y carga. Además, se implementó un con-
trol lambda objetivo para limitar el enriquecimiento excesivo
de la mezcla y reducir emisiones. Este estudio demuestra el
potencial de las ECU programables para mejorar el rendi-
miento y eficiencia de los motores de combustión interna, con-
tribuyendo a la reducción de emisiones en el sector automo-
triz.
Palabras clave— ECU, EFI, mapas de inyección, mapas de
encendido, motor de encendido provocado.
Abstract— This study addresses the growing concern over
greenhouse gas emissions from the transportation sector and
the need to optimize internal combustion engine performance.
The main objective was to develop a methodology for
generating fuel injection and ignition cartographic maps using
a programmable electronic control unit (ECU) in spark-ignition
engines with electronic throttle bodies. The methodology
employed consisted of three main stages: 1) characterization of
the engine's injection system, including identification and
parameterization of sensors and actuators; 2) programming of
injection and ignition cartographic maps using the volumetric
efficiency method; and 3) experimental validation through
dynamometer testing. A Kia Rio 1.4L vehicle equipped with a
Haltech Elite 1500 programmable ECU was used. Results
showed improved engine performance after implementing the
programmable ECU. A 4.41% increase in maximum power
(from 86.20 HP to 90 HP) and a 3.44% increase in maximum
torque (from 98.70 lb-ft to 102.10 lb-ft) were achieved. The
generated cartographic maps allowed optimization of the
engine's volumetric efficiency between 50% and 90%,
depending on engine speed and load. Additionally, a target
lambda control was implemented to limit excessive mixture
enrichment and reduce emissions. This study demonstrates the
potential of programmable ECUs to improve the performance
and efficiency of internal combustion engines, contributing to
emission reduction in the automotive sector.
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Vol. 13 Núm. 1 / 2024
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Keywords—. ECU, EFI, injection maps, ignition maps, en-
gine spark ignition.
I INTRODUCCIÓN
Una de las mayores problemáticas a nivel mundial es
el calentamiento global, el cual según varios estudios es
producido principalmente por la quema de combustibles
fósiles, esto aunado con la creciente demanda de
vehículos impulsado por el constante, incrementado así el
consumo de combustibles fósiles y por consiguiente las
emisiones de contaminantes generadas por ellos [1].
Varios estudios señalan que uno de los principales
sectores que contribuyen con la generación de CO2 es el
sector del transporte [2, 3] y se espera que estas emisiones
aumenten un 5,2% para el año fiscal 2025 [4, 5], por lo
que es esencial evaluar sus efectos en el medio ambiente
con el fin de identificar oportunidades de mejora en la
gestión y la calidad del aire [6]. Por tal razón los
gobiernos de las naciones han implementado políticas
ambientales y regulaciones cada vez más estrictas con el
fin de mitigar estos efectos [7].
Esto ha obligado a la industria automotriz a buscar
nuevas líneas de investigación que contribuyan a la
reducción del consumo de combustible y por ende a la
reducción de gases contaminantes, todo esto sin
comprometer el desempeño de los vehículos [8]. Entre las
innovaciones adoptadas se encuentran las mejoras
aerodinámicas de los vehículos [9], el desarrollo de
nuevos materiales [10] y sistemas de sobrealimentación
que permiten el uso de motores más pequeños y eficientes
[10, 11], el desarrollo tecnológico de nuevos
componentes de monitoreo y control de sistemas de
inyección electrónica [12, 13], así como también el
desarrollo de nuevos catalizadores para los sistemas de
escape [14] y el uso de combustibles alternativos [15].
Estas mejoras tecnológicas necesitan ser gestionadas de
manera óptima a través de una unidad de control
electrónico (ECU por sus siglas en ingles) que dosifique
la mezcla de aire y combustible necesario para adaptarse
a las nuevas demandas de los motores y el vehículo en
general [10].
En la actualidad, los sistemas electrónicos de control
(ECU) se han convertido en un componente fundamental
en la industria automotriz, encontrándose en
prácticamente todos los automotores modernos, cada una
de estas unidades se encargan de realizar funciones
específicas y dedicadas que va desde la gestión del motor
hasta el sistema de entretenimiento y las asistencias al
conductor [16, 17]
Estudios recientes han abordado estudios sobre las
ventajas de la implementa-ción de cuerpos de aceleración
electrónica, debido a las mejoras en el rendimiento del
vehículo que su uso desprende, como son: Primero, el
sistema permite un control más preciso de la posición del
acelerador en comparación con las conexiones mecánicas
tradicionales, mejorando la gestión de la admisión de aire,
que afecta directamente a la potencia, la aceleración del
motor y por consiguiente las emisiones [15]. Segundo,
una mejor capacidad de respuesta, ya que el acelerador
puede responder más rápidamente a las órdenes del
conductor, traduciéndose en una aceleración y
deceleración más suaves [18, 19], mejorando la
experiencia general de conducción. Por último, el uso de
controles de bucle cerrado que supervisan y ajustan
continuamente la posición del acelerador, garantizando
que se mantenga la apertura deseada del acelerador [20,
21].
La elección de una metodología adecuada para el
mapeo de los tiempos de inyección de combustible y
encendido influye significativamente en el rendimiento y
la eficiencia de los motores de encendido provocado
(MEP), mejorando notable-mente la potencia del motor,
el par, el consumo de combustible y sus emisiones [22,
23].
Se han implementado diversas metodologías para el
ajuste de combustible en motores de combustión interna,
siendo las más comunes las basadas en la carga del motor
y en el flujo másico de aire. Estas metodologías se
diferencian principalmente por el parámetro empleado
para estimar la cantidad de aire que ingresa al motor. La
estrategia basada en el flujo másico de aire (MAF), por
sus siglas en inglés) mide directamente el aire entrante
para calcular la cantidad de combustible requerida,
mientras que la metodología basada en la presión del
colector de admisión (MAP), por sus siglas en inglés)
utiliza dicha presión para estimar la carga del motor y
ajustar el suministro de combustible [24, 25].
Recientemente, la metodología de ajuste basada en la
eficiencia volumétrica ha ganado relevancia. Esta técnica
emplea modelos físicos combinados con parámetros
calibrados, como tablas de eficiencia volumétrica, para
optimizar el rendimiento del motor [26].
Cada metodología presenta ventajas y limitaciones,
por lo que este estudio, basándose en un análisis
exhaustivo de la literatura, tiene como objetivo
desarrollar una metodología optimizada para la
generación de mapas de inyección y encendido, adaptada
específicamente a motores de encendido por chispa con
cuerpos de aceleración electrónicos.
II MÉTODOS Y MATERIALES
Montaje Experimental
En esta sección, se detalla el montaje experimental y
la propuesta metodológica para la generación de mapas
cartográficos de inyección y encendido utilizando una
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ECU programable en motores de encendido provocado
con cuerpo de aceleración electrónico.
El vehículo utilizado, de cilindrada 1.4 litros A/C el
mismo que, cuenta con un motor de encendido provocado
gestionado por un sistema de inyección de combustible
indirecto, multipunto y encendido secuencial, cuyos
componentes electrónicos como sensores, actuadores y
módulos se muestran en la figura 1.
Figura 1. Montaje experimental para conexión de la unidad de
control electrónica.
Para la generación de los mapas cartográficos de
ajuste de inyección de combustible se utilizó un módulo
de control programable Haltech modelo 1500 que es
compatible con cuerpos de aceleración motorizados o
electrónicos (ETB), para la activación de las bobinas de
encendido independientes tipo Coil On Plug (COP) se
utilizó el módulo HPI4.
2.2. Metodología
La metodología propuesta para este estudio se
muestra en la figura 2 y está compuesta por tres etapas:
primero, la caracterización del sistema de inyección que
dispone el motor, segundo, la programación de los mapas
cartográficos de inyección y encendido, y por último la
validación experimental de los ajustes realizados.
La etapa de caracterización del sistema de inyección
del motor consiste en la identificación del tipo de sistema
de inyección electrónica disponible, la caracterización de
cada uno de los sensores y actuadores del sistema, y la
elaboración del arnés de conexión eléctrica. Para este
propósito, se empleó un multímetro automotriz marca
OTC modelo 3940, un osciloscopio Hantek 1008c de 8
canales y un escáner automotriz GScan2.
Figura 2. Flujograma para la elaboración de mapas cartográficos
de inyección y encendido de un motor de encendido provocado con
cuerpo de aceleración electrónico.
La segunda etapa, consiste en la configuración del
módulo de control electrónico con base a la información
obtenida en la etapa previa y las especificaciones del
motor (Figura 3). Aquí se define la metodología de
programación de los mapas cartográficos, para ello es
indispensable definir correctamente el tipo de sistema de
disparo al que está conectada la ECU, con el fin de
conocer la posición del motor y RPM, y cuando los
eventos de inyección de combustible y salto de chispa de
encendido deben ocurrir. Además, se configura de tipo
sistema de inyección de combustible y encendido que se
implementará en el motor, pudiendo optar por simultánea,
semisecuencial y secuencial. Así mismo, se informa a la
ECU, el tipo de sensores que dispone el motor y sus
parámetros característicos de funcionamiento. Esta
información utiliza la ECU para realizar los ajustes de la
cantidad de combustible inyectado en función de la
presión y temperatura ambiente, así como la relación ai-
recombustible (A/F) objetivo.
Otra configuración crucial es definir el método base
para el cálculo del combustible inyectado y la forma de
estimación de la carga del motor. Los métodos más
utilizados para determinar el tiempo de inyección son: el
método de ajuste por flujo masico de aire, presión
absoluta del aire en el colector y eficiencia volumétrica.
Cada uno de utiliza un sensor de medición de aire distinto
o incorpora restricciones al valor máximo de A/F
permitido.
Para la configuración de mapa cartográfico de avance
de encendido, se debe definir el tipo de sensor que se
utilizará como entrada de carga primaria para el cálculo
del ángulo de encendido, así como las correcciones al
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avance de encendido por temperatura y cada marcha del
vehículo. Así mismo, se debe determinar las funciones
adicionales que realizará la ECU, entre las cuales están:
el tipo de cuerpo de aceleración disponible y el tipo de
control de aire de ralentí, bomba de combustible y el
método de corte de inyección.
La tercera etapa, en cambio trata de las pruebas de
calibración y desempeño del vehículo, para ello se utilizó
un dinamómetro de ruedas motrices 2WD de la marca
Dynocom 5000 Series, con una capacidad de carga
máxima de 5000 lb-ft y potencia máxima de 1500 Hp a
una velocidad máxima de rotación de 8000 RPM. Un
esquema del montaje en el dinamómetro se muestra en la
figura 4. En esta etapa se define la relación entre el
régimen del motor y la velocidad del vehículo para que la
ECU pueda detectar la posición de la marcha. Es
necesario cablear y calibrar un sensor de velocidad del
vehículo antes de poder completar este proceso.
Figura 3. Flujograma para la programación del módulo de control
electrónico de un motor de encendido provocado con cuerpo de
aceleración electrónico.
Figura 4. Esquema del montaje experimental en el dinamómetro
para las pruebas de validación.
III. PRUEBAS Y RESULTADOS
Como resultado de la etapa de caracterización del sis-
tema de inyección del motor de, se identificó el tipo de
sensores y actuadores disponibles en el motor y sus res-
pectivos parámetros de funcionamiento, los cuales se re-
sumen en la tabla 1 y 2.
Se determinó que el motor cuenta con una rueda fó-
nica en el cigüeñal de 60 dientes – 2, cuyo diente perdido
está a 475° APMS, señal que es captada por un sensor de
posición del cigüeñal (CKP) de tipo inductivo de dos ter-
minales. Para determinar sincronización para el salto de
chispa utiliza un sensor de fase (CMP) digital de 3 termi-
nales, ubicado en cada uno de los árboles de levas.
Así mismo, para estimar la cantidad de aire que in-
gresa al motor, el sistema dispone de un sensor de presión
absoluta (MAP) ubicado en el colector de admisión de
tipo analógico, el cual incorpora en el un sensor de tem-
peratura de aire; dispone de 4 terminales, 3 de ellos para
el sensor MAP y el restante para la señal del sensor de
temperatura. La señal de tierra es compartida por los dos
sensores.
Tabla 1. Caracterización de los sensores disponibles en el motor
del vehículo Kia Rio 1,4lt. con cuerpo de aceleración electrónica, obte-
nidas mediante instrumentación automotriz.
La temperatura del motor es determinada por una ter-
mocupla tipo NTC (ECT) la cual cuenta con dos termi-
nales. Por otra parte, la ECM para determinar la demanda
del conductor, utiliza un sensor de posición del pedal del
acelerador (APP), el cual está conformado por dos poten-
ciómetros con el fin de asegurar la información en-viada
al módulo de control.
Para realizar los ajustes de avance por detonaciones
no deseadas, el motor cuenta con un sensor piezoeléctrico
tipo dona (KS), cuya señal análoga es enviada por medio
de 2 terminales a la ECM.
Sensor
Terminales
Valores
Característicos
Oscilograma
Posición del
árbol de levas
(CMP)
1 5 V
2 0 y 5 V
3 2,6 mV
Posición del
cigüeñal
(CKP)
1 1.6 V
2 1,6 V
Oxígeno
(O2S / λ)
1 2.6 mV
2 0,1 a 0,9 V
3 12 V
4 7,4 mV
Posición del
pedal de
aceleración
(APP)
1 2.6 mV
2 2.6 mV
3 0,5 A 4,5 V
4 5 V
5 5 V
6 0,5 A 4,5 V
Presión del abso-
luta del múltiple
de admisión
(MAP)
1 5 V.
2 0,5 a 4,5V.
3 0,5 a 4,5V.
4 11.8 mV.
Detonación /
Knock
(KS)
1 0,1 a 1 V
2 2.6 mV
Temperatura
(ECT)
1 2.6 mV
3 0,5 a 4,5 V
1
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En cuanto a actuadores el motor cuenta con 4 inyec-
tores de combustible de conmutador saturado, 4 bobinas
de encendido tipo COP, cuerpo de aceleración electró-
nico y una válvula de recirculación de gases de escape
(EGR).
Tabla 2. Caracterización de los actuadores disponibles en el motor
del vehículo Kia Rio 1,4lt. con cuerpo de aceleración electrónica, obte-
nidas mediante instrumentación automotriz
La programación de la ECM se configuró de acuerdo
con los parámetros mostrados en la tabla 3:
Tabla 3. Parámetros de configuración de la Haltech Elite 1500 para
un vehículo Kia Rio 1,4lt. con cuerpo de aceleración electrónica.
Para la tercera etapa, se realizó el montaje del
vehículo en el dinamómetro marca Dynocom 5000 Se-
ries, según se evidencia en la figura 5. Las pruebas se rea-
lizaron bajo la norma SAE J1349.
(a) (b)
Figura 5. Montaje del vehículo Kia Rio 1,4lt. en el dinamómetro
marca Dynocom 5000 Series para las pruebas de calibración y valida-
ción de la programación del módulo de control electrónico Haltech Elite
1500.
En las figuras 5(a) y (b), se puede observar 3 repeticiones realizadas
con el módulo original de fábrica y el módulo programable Haltech
Elite 1500. De las cuales se obtuvo una potencia máxima de 86,20 [HP]
a 5250 rpm y un torque máximo de 98,70 [lb-ft] a 3450 rpm utilizando
el módulo original de fábrica y una potencia máxima de 90 [HP] a 5350
rpm y un Torque máximo de 102,10 [lb-ft] a 3300 rpm utilizando el
módulo reprogramable.
Figura 5. Curvas de Torque y Potencia del vehículo Kia Rio 1,4lt,
con cuerpo de aceleración electrónica., obtenidas en el dinamómetro
Dynocom 5000, al utilizar: (a) el módulo original de fábrica y (b) mó-
dulo Haltech Elite 1500 reprogramado.
El motor del vehículo de pruebas dispone de un sen-
sor de presión absoluta en el múltiple de admisión que la
ECM utiliza para la estimación de la cantidad de aire que
ingresa al motor. Bajo esta consideración es factible la
utilización de tres opciones para la generación del mapa
de inyección de combustible: la primera es Tiempo de In-
yección, esta permite ingresar una cantidad bruta de
Actuador
Terminales
Valores
Característicos
Oscilograma
Inyector
1 0,1 V
2 12 V
Válvula EGR
1 12 V
2 0,1V
Bobina
de ignición
1 0,1 V
2 12 V
Cuerpo de
aceleración
electrónico
(ETB)
1 0,1 V
2 5 V
3 12 V
4 0,5 a 4,5 V
5 0,5 a 4,5 V
6 0,1 V
1
Parámetros de Motor
Ajuste de Combustible
Mapa de Avance de Encendido Base
Cilindrada
1400 cc
Método de ajuste
Eficiencia Volumet.
Angulo de avance @ rpm, presión
Tipo de motor
4 tiempos
Tipo combustible
Gasolina
Correcciones Ajuste Mapa Base
# cilindros
4
Tipo carga combustible
Estimar del MAP
Temperatura del motor
Aspiración
Normal
Presión de combustible
300 KPa
Marcha de transmisión
Rpm máx. Arranque
380 rpm
Mapa Lambda Objetivo
Límite de Rpm
Orden de encendido
1-3-4-2
Lambda @ rpm, presión
Ajuste por detonación
Configuración de Disparo
Mapa Combustible Base
Funciones de Motor
Tipo Disparo
Theta Gen
%Eficiencia motor @ rpm, presión
Cuerpo de aceleración
Electrónico
Sensor CKP
Reluctor
Correcciones ajuste mapa base
Bomba de combustible
Conmutada
Sensor CMP
Efecto Hall
Temperatura del motor
Control Ralentí
Acel. electrónico
Sistema de Inyección
Temperatura de aire
Met. Temporización
Fin/inyección
Marcha de transmisión
# inyectores
4
Límite de Rpm
Tipo de inyección
Secuencial
Ajuste Combustible Aceleración
Sistema de Encendido
Tipo Carga
Est. presión colector
Tipo de encendido
Directo
Ajuste de Encendido
Tipo - Dwell
Carga constante
Tipo carga / encendido
Est. presión colector
1
(a)
(b)
1
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tiempo de inyección en el mapa cartográfico base de
combustible, su unidad es milisegundos [ms].
La segunda opción es caudal de combustible, esta op-
ción permite afinar el mapa cartográfico ingresando el
caudal de combustible deseado en el mapa de combusti-
ble base. Esta función considera el número de cilindros,
desplazamiento del motor y las características de flujo del
inyector. Las unidades utilizadas son cm3/min, gl/min y
lb/h.
La tercera opción es eficiencia volumétrica, esta op-
ción utiliza el cálculo para la tabla base de combustible.
Esta opción toma en cuenta el número de cilindros, des-
plazamiento del motor, carga del motor, temperatura del
aire, densidad del combustible y las características de
flujo del inyector. Los valores de la tabla de Combustible
base reflejan la eficiencia del motor, pero son corregidos
considerando la tabla de lambda objetivo. Esta última ta-
bla permite limitar el enriquecimiento de la mezcla A/F
para reducir emisiones. Es así que la opción utilizada para
este análisis es la Eficiencia Volumétrica. La figura 6 y 7
muestran los mapas cartográficos de inyección de com-
bustible y lambda objetivo desarrollado en este estudio.
Figura 6. Mapa cartográfico de inyección de combustible basado
en la eficiencia volumétrica del motor [%] del motor del Kia Rio 1,4
lt, con cuerpo de aceleración electrónica y modulo Haltech Elite 1500.
Figura 7. Mapa cartográfico lambda objetivo basado en la eficien-
cia volumétrica [ ] del motor del Kia Rio 1,4 lt, con cuerpo de acele-
ración electrónica y modulo Haltech Elite 1500.
En la figura 6, se puede observar que para bajas revo-
luciones y bajo régimen de carga, la eficiencia volumé-
trica oscila entre el 50 al 58%, esto se debe a la baja ve-
locidad del aire que ingresa al motor, sin embargo, a me-
dida que se aumenta las revoluciones y la carga del motor
este parámetro oscila entre el 70 y 90% de eficiencia. Por
otra parte, esto se complementa con el mapa cartográfico
lambda objetivo, la misma que determina como se regu-
lará la mezcla A/F. en la figura 7 se puede ver que, para
bajas revoluciones y baja carga, el objetivo de la dosifi-
cación va a ser la mezcla estequiométrica, reduciendo de
esta manera la generación CO, y NOx. Sin embargo, a
medida que aumenta las revoluciones y la carga, la mez-
cla se empieza a enriquecer hasta un 14% de defecto de
aire. Permitiendo de esta manera proporcionar una mayor
cantidad de energía suministrada al motor y mejorar su
potencia final.
Así mismo, en la figura 8 se presenta el mapa
cartográfico del avance de en-cendido en función de la
carga y el régimen del motor, se puede observar que para
bajas revoluciones el ángulo avance de encendido está
definido a 12°, pero a medida que aumenta el régimen del
motor el tiempo disponible para que se produzca la com-
bustión completa de la mezcla se reduce, por tal razón se
puede apreciar un incremento en el ángulo avance de en-
cendido.
Figura 8. Mapa cartográfico de avance de encendido [°] basado en
la eficiencia volumétrica del motor del motor del Kia Rio 1,4 lt, con
cuerpo de aceleración electrónica y modulo Haltech Elite 1500.
La metodología utilizada para la programación del
módulo Haltech Elite 1500 permitió mejorar hasta un
4,41% en la potencia y 3,44% en el torque del motor, si
bien es cierto el incremento no es significativo, este mé-
todo permite limitar el enriquecimiento de la mezcla A/F
con el fin de reducir al máximo las emisiones, sin reducir
el desempeño del motor
IV. CONCLUSIONES
Este estudio presenta una metodología para la op-
timización de mapas cartográficos de inyección de
combustible y encendido en motores de encendido
provocado con cuerpo de aceleración electrónico, Se
utilizó una unidad de control electrónico (ECU) pro-
-100 -91,3 -81,3 -71,3 -61,3 -51,3 -41,3 -36,3 -31,3 -26,3 -21,3 -16,3 -11,3 -6,3 -1,3
7000 68,5 69,3 70,2 70,4 72,1 72,7 73,2 74,4 75 75,3 75,7 76,2 76,7 77,1 77,6
6500 68,5 71 72 72,3 73,5 75,6 78,3 79,6 80,2 80,6 81 81,4 82 82,4 82,8
6000 68,5 71,9 73,3 73,3 75 78,6 82,4 83,9 84,5 84,8 85,2 85,7 86,2 86,6 87,1
5500 68,8 69,9 71,8 72,1 75,7 80,2 83,3 84,6 85,8 86,2 86,7 87,1 87,6 88,1 88,6
5000 67,6 68,9 70,9 72,1 74,9 80 84,9 86,1 87 87,8 88,2 88,7 89,2 89,7 90,1
4500 64,5 67 69,5 71,6 74,3 79 83,1 84,8 86 86,8 87,3 87,8 88,2 88,7 89,2
4000 64,1 66,3 68 70,2 73,1 78,3 84,3 85,8 86,9 87,9 89 89,7 90,4 91,1 91,8
3500 61 63,1 64,4 68,5 71,1 76,5 82,6 84,8 86,1 87,3 88,1 88,8 89,6 90,3 91
3250 60,8 63,3 63,3 66,1 70 74,3 82,3 84,9 86,4 87,6 88,6 89,3 90 90,8 91,5
3000 57,9 60,1 62,2 61 66,4 71,7 80,4 82,8 84,7 86,1 87,2 87,9 88,6 89,4 90,1
2500 52,7 53,4 55,5 56,5 61 69,3 79,4 82,5 85 86,5 87,2 87,9 88,6 89,4 90,1
2000 52,4 53 53,8 53,3 59,8 67,7 78,8 81,9 84,2 85,4 86 86,9 87,8 88,8 89,7
1500 55 55,3 50,7 50 59,4 67,6 78,1 81,2 83,3 84,4 85,8 86,7 87,8 88,7 89,7
1000 54,8 54,9 49,6 50 59,4 67,6 78,3 80,3 82,5 83,7 85 86 87 88 88,9
500 54,8 54,8 50,6 50 59,4 67,6 78,6 80,7 82,9 84,3 85,7 86,7 87,8 88,7 89,7
0 53,8 53,8 53,9 54 59,9 67,6 78,4 80,4 82,5 83,8 85,1 86,1 87,1 88,1 89
Combustible - Carga del motor [KPa]
Regimen del motor [rpm]
-100 -91,3 -81,3 -71,3 -61,3 -51,3 -41,3 -31,3 -21,3 -11,3 -1,3
7000 0,89 0,89 0,88 0,88 0,87 0,87 0,87 0,87 0,86 0,86 0,86
6500 0,9 0,9 0,9 0,9 0,89 0,88 0,88 0,87 0,87 0,86 0,86
6000 0,92 0,92 0,92 0,91 0,91 0,9 0,89 0,88 0,87 0,86 0,86
5500 0,93 0,93 0,93 0,92 0,92 0,91 0,9 0,89 0,88 0,87 0,86
5000 0,94 0,94 0,94 0,94 0,93 0,92 0,91 0,9 0,89 0,88 0,86
4500 0,95 0,95 0,95 0,95 0,94 0,93 0,92 0,91 0,9 0,88 0,87
4000 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,94 0,93 0,91 0,9 0,88 0,87
3500 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,95 0,93 0,92 0,9 0,89 0,87
3000 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,97 0,95 0,93 0,91 0,89 0,87
2500 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,97 0,96 0,94 0,92 0,9 0,88
2000 1 1 1 1 1 0,98 0,97 0,95 0,92 0,9 0,88
1500 1 1 1 1 1 0,98 0,97 0,95 0,93 0,91 0,89
1000 1 1 1 1 1 0,98 0,97 0,95 0,93 0,91 0,89
500 1 1 1 1 1 0,98 0,97 0,95 0,93 0,91 0,89
0 1 1 1 1 1 0,98 0,97 0,95 0,93 0,91 0,89
Regimen del motor [rpm]
Combustible - Carga del motor [KPa]
REVISTA ENERGÍA MECÁNICA INNOVACIÓN Y FUTURO
Vol. 13 Núm. 6 / 2024
RONQUILLO J., CHANCAY E., ESTRELLA M., Desarrollo de una Metodología para la Generación de Mapas Cartográficos
de Inyección y Encendido Utilizando una ECU Programable en Motores de Encendido Provocado con Cuerpo de Aceleración
Electrónico
Edición No.13/2024 (10) ISSN 1390- 7395 (6/10)
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gramable Haltech Elite 1500. La investigación se cen-
tró en un motor Kia Rio 1.4L, caracterizando sus sen-
sores y actuadores para establecer parámetros de ope-
ración para la reprogramación de la ECU.
El método de Eficiencia Volumétrica se imple-
mentó para determinar el suministro de combustible,
incorporando parámetros geométricos del motor,
carga, ré-gimen, temperatura del aire y motor, densi-
dad del combustible y características de flujo del in-
yector. Este enfoque integral se complementó con un
mapa de Lambda objetivo para modular el enriqueci-
miento de la mezcla, buscando un equilibrio óp-timo
entre rendimiento y emisiones.
Las pruebas realizadas en el dinamómetro, des-
pués de la implementación de la ECU programable,
demostraron que es posible mejorar el torque y la po-
tencia. El análisis comparativo de las curvas caracte-
rísticas de torque y potencia del motor antes y después
de la implementación de la ECU programable reveló
mejoras en el rendimiento. El motor alcanzó un incre-
mento del 4,41% y 3,44% en la potencia y torque del
motor
Los resultados experimentales, validados me-
diante pruebas dinamométricas, demostraron mejoras
significativas en el desempeño del motor. Se observó
un incremento del 4.41% en potencia y 3.44% en tor-
que, evidenciando la eficacia de la programación per-
sonalizada de la ECU en la optimización de los pará-
metros de inyección y encendido.
Estos hallazgos subrayan el potencial de las ECU
programables para mejorar simultáneamente la efi-
ciencia del motor y reducir las emisiones, un aspecto
crucial en el contexto actual de regulaciones ambien-
tales cada vez más estrictas. La metodología desarro-
llada no solo optimiza el rendimiento, sino que tam-
bién proporciona un marco para el control preciso de
la relación aire-combustible, fundamental para la ges-
tión de emisiones.
Este estudio abre nuevas vías de investigación en
el campo de la gestión electrónica de motores, sugi-
riendo la posibilidad de aplicar esta metodología a di-
versas configuraciones de motor y tipos de combusti-
ble. Futuros estudios podrían explorar la adaptabili-
dad de este enfoque a combustibles alternativos, con-
tribuyendo así al avance continuo en eficiencia ener-
gética y sostenibilidad en la industria automotriz.
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