Control de la relación aire-combustibleEditar
La mayoría de los motores modernos utilizan algún tipo de inyección de combustible para suministrarlo a los cilindros. La ECU determina la cantidad de combustible a inyectar basándose en una serie de lecturas de los sensores. Los sensores de oxígeno indican a la ECU si el motor es rico (demasiado combustible o demasiado poco oxígeno) o pobre (demasiado oxígeno o demasiado poco combustible) en comparación con las condiciones ideales (conocidas como estequiométricas). El sensor de posición del acelerador indica a la ECU hasta qué punto se abre la placa del acelerador cuando se pisa el acelerador (pedal del gas). El sensor de masa de aire mide la cantidad de aire que entra en el motor a través de la placa del acelerador. El sensor de temperatura del refrigerante del motor mide si el motor está caliente o frío. Si el motor aún está frío, se inyectará combustible adicional.
El control de la mezcla de aire y combustible de los carburadores con ordenador está diseñado con un principio similar, pero se incorpora un solenoide de control de la mezcla o un motor paso a paso en la cubeta del carburador.
Control del ralentíEditar
La mayoría de los sistemas de motor tienen el control del ralentí incorporado en la ECU. Las RPM del motor son controladas por el sensor de posición del cigüeñal, que desempeña un papel primordial en las funciones de sincronización del motor para la inyección de combustible, los eventos de chispa y la sincronización de las válvulas. La velocidad de ralentí se controla mediante un tope de aceleración programable o un motor paso a paso de control del aire de ralentí. Los primeros sistemas basados en el carburador utilizaban un tope de mariposa programable con un motor de CC bidireccional. Los primeros sistemas de inyección de cuerpo de mariposa (TBI) utilizaban un motor paso a paso de control de aire en ralentí. Un control eficaz del ralentí debe anticiparse a la carga del motor al ralentí.
Un sistema de control del acelerador con autoridad total puede utilizarse para controlar el ralentí, proporcionar funciones de control de crucero y limitar la velocidad máxima. También supervisa la sección de la ECU para la fiabilidad.
Control de la sincronización variable de las válvulasEditar
Algunos motores tienen una sincronización variable de las válvulas. En un motor de este tipo, la ECU controla el momento del ciclo del motor en el que se abren las válvulas. Las válvulas suelen abrirse antes a mayor velocidad que a menor velocidad. Esto puede aumentar el flujo de aire en el cilindro, incrementando la potencia y el ahorro de combustible.
Control electrónico de válvulasEditar
Se han fabricado y probado motores experimentales que no tienen árbol de levas, pero tienen un control electrónico total de la apertura de las válvulas de admisión y escape, del cierre de las válvulas y del área de apertura de las mismas. Estos motores pueden arrancar y funcionar sin motor de arranque en el caso de ciertos motores multicilíndricos equipados con encendido electrónico de precisión e inyección de combustible. Un motor de arranque estático de este tipo proporcionaría las mejoras de eficiencia y reducción de la contaminación de un accionamiento híbrido-eléctrico suave, pero sin el gasto y la complejidad de un motor de arranque de gran tamaño.
El primer motor de producción de este tipo fue inventado (en 2002) e introducido (en 2009) por el fabricante de automóviles italiano Fiat en el Alfa Romeo MiTo. Sus motores Multiair utilizan un control electrónico de las válvulas que mejora drásticamente el par y la potencia, al tiempo que reduce el consumo de combustible hasta un 15%. Básicamente, las válvulas se abren mediante bombas hidráulicas, que son accionadas por la ECU. Las válvulas pueden abrirse varias veces por carrera de admisión, en función de la carga del motor. La ECU decide entonces la cantidad de combustible que debe inyectarse para optimizar la combustión.
En condiciones de carga constante, la válvula se abre, se inyecta combustible y se cierra. Bajo un aumento repentino del acelerador, la válvula se abre en la misma carrera de admisión y se inyecta una mayor cantidad de combustible. Esto permite una aceleración inmediata. Para la siguiente carrera, la ECU calcula la carga del motor a las nuevas y más altas RPM y decide cómo abrir la válvula: antes o después, muy abierta o semiabierta. La apertura y la sincronización óptimas se alcanzan siempre y la combustión es lo más precisa posible. Esto, por supuesto, es imposible con un árbol de levas normal, que abre la válvula durante todo el periodo de admisión, y siempre a plena altura.
La eliminación de las levas, los elevadores, los balancines y el juego de distribución reduce no sólo el peso y el volumen, sino también la fricción. Una parte importante de la potencia que produce un motor se utiliza sólo para accionar el tren de válvulas, comprimiendo todos esos muelles de válvulas miles de veces por minuto.
Una vez que esté más desarrollado, el funcionamiento electrónico de las válvulas producirá aún más beneficios. La desactivación de cilindros, por ejemplo, podría ser mucho más eficiente en términos de combustible si la válvula de admisión pudiera abrirse en cada carrera descendente y la válvula de escape se abriera en cada carrera ascendente del cilindro desactivado o «agujero muerto». Otro avance aún más significativo será la eliminación del acelerador convencional. Cuando un coche funciona con aceleración parcial, esta interrupción del flujo de aire provoca un exceso de vacío, lo que hace que el motor gaste una valiosa energía actuando como una bomba de vacío. BMW intentó evitar esto en su M5 con motor V-10, que tenía mariposas de aceleración individuales para cada cilindro, colocadas justo antes de las válvulas de admisión. Con el funcionamiento electrónico de las válvulas, será posible controlar la velocidad del motor regulando la elevación de las válvulas. Con el acelerador parcial, cuando se necesita menos aire y gas, la elevación de la válvula no sería tan grande. La aceleración total se consigue cuando se pisa el acelerador, enviando una señal electrónica a la ECU, que a su vez regula la elevación de cada evento de la válvula, y la abre hasta el final.