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COLECCIÓN DE REPORTES –
No. 5
Estrategias de
Comprensión de
Oscilogramas y
Análisis de Señales
de Onda en
Aplicaciones
Automotrices
-
En nuestra industria del
diagnóstico automotriz, los
oscilogramas y señales de onda
son fuentes imprescindibles de
información. A diferencia del
multímetro y el escáner, el
osciloscopio ofrece estrategias
únicas que permiten trabajar
rápido y sin errores.
Por Beto Booster
A estas alturas, tú ya comprendes
que los oscilogramas, o señales de
onda, constituyen una pieza
fundamental en el diagnóstico de
fallas automotrices.
para aprender más y efectuar
análisis certeros de oscilogramas.
una pasión por los fenómenos
físicos y eléctricos.
Principio No. 1: Los Oscilogramas
Son Información
Pero tal vez aún no captes el
alcance que esto tiene.
Si eres nuevo en el mundo del
diagnóstico automotriz, no te
bloquees mentalmente ni pienses
que “los oscilogramas se tratan de
electricidad y yo no sé nada ni de
osciloscopios ni de electricidad.”
Y si tú estás interesado en el
negocio
del
diagnóstico
automotriz y quieres vivir de esto,
estás obligado a desarrollar tu
“lado científico”.
Permíteme profundizar.
La fortaleza de los oscilogramas
radica en que le ofrecen al
diagnosticador
revelaciones
únicas
y
extremadamente
detalladas
acerca
de
las
actividades de los sistemas,
procesos de comunicaciones y de
distribución de energía entre
componentes.
Aunque suene rebuscado, el
osciloscopio es una herramienta
esencial en el taller de servicio
y el oscilograma, o señal de
onda, es el componente
esencial utilizado en el
lenguaje
que
los
diagnosticadores profesionales
utilizamos para disertar sobre
los datos recopilados en un
diagnóstico y la información
obtenida de un sistema.
Los
oscilogramas
no
son
simplemente sobre electricidad;
los oscilogramas son información.
La información que encuentras en
un oscilograma viene presentada
en un formato gráfico. Dicho
formato consiste en mostrar la
conducta del voltaje, mientras el
tiempo transcurre.
Para
que
puedas
analizar
oscilogramas, necesitas estar
abierto a absorber todo tipo de
información. Analizar fenómenos
físicos y eléctricos es analizar
información.
Si haces esto, el osciloscopio
automáticamente será para ti una
máquina muy productiva, incluso
aunque por ahora no sepas gran
cosa de electricidad. Si eres
principiante, basta conque tengas
deseos de iniciarte en las labores
de diagnóstico. Si ya tienes algo
de experiencia, de inmediato
captarás el alcance de lo que te
digo.
Este artículo te introducirá a
algunas técnicas y estrategias
para aprender más acerca de
las señales de onda y te
ayudará a guiarte durante el
proceso de análisis.
Los Principios Fundamentales del
Análisis de Oscilogramas
Los oscilogramas sirven para
representar
cualquier
cosa,
incluyendo
presión,
ruido,
temperatura, movimiento, luz…
inclusive electricidad. Todo eso se
puede analizar en un simple
oscilograma: ciertamente, los
científicos lo utilizan a diario
como una técnica más en su
trabajo diario.
Enseguida voy a compartir contigo
los que yo considero que son los
tres principios más importantes,
Toda persona que esté trabajando
entre cables, circuitos, sensores y
módulos de control, debe tener
Porque a final de cuentas, de lo
que el proceso de diagnóstico con
osciloscopio se trata,
es de
obtener la mayor cantidad posible
de datos que se les pueda
exprimir a un oscilograma.
Por fortuna, no es requisito tener
un título universitario, pero sí es
necesario tener una orientación
técnica y un gusto natural para
entender conceptos técnicos y
enseguida, trabajar con ellos.
Veamos un ejemplo sencillo sobre
cómo absorber la información de
un oscilograma de un sensor de
pedal del acelerador; como bien
sabes, hoy en día muchos de ellos
consisten en potenciómetros
dobles o triples. En este caso es
doble.
Observa la Fig. 1 en la página
siguiente; lo cierto es que no
necesitas
saber
nada
de
electricidad para darte cuenta de
que existe un problema con este
pedal electrónico. Cuando pisas el
acelerador de una forma suave y
enseguida lo retiras, nuestro
instinto técnico nos dice que
ambas trazas, tanto la azul como
la amarilla, deberían coincidir
Fig. 1. Oscilograma de un sensor de pedal electrónico al momento de pisar el acelerador y quitar el pie; obsérvese la inconsistencia en la traza amarilla.
porque están hermanadas, sin
embargo, la señal amarilla no
concuerda con lo que estás
haciendo.
La pequeña desviación en esta
señal, visualmente te está
indicando la presencia de un
problema, sin la necesidad de
interpretar voltajes ni de medir
tiempos. En un caso sencillo como
éste, tú sabes cuanto tiempo
pudo haberte tomado poner y
quitar el pie del acelerador; dicho
movimiento debería concordar
gráficamente con el oscilograma
doble. ¿Pero qué es lo que vemos
en la pantalla del EECOM 2108?
Vemos que la traza amarilla se
está desviando de lo que
esperamos que haga.
Y con mayor detalle, ¿qué será
eso?
Si la parte más baja de ambas
trazas representan naturalmente
al acelerador sin aplicar el pie y la
parte más alta, al pedal con el pie
hasta el fondo, la lógica nos dice
que el ascenso de ambas trazas
debería ser simultáneo. La
relación no es más complicada
que eso. ¿Y entonces ese pico
descendente en la traza amarilla
qué significa? El pico nos dice que
la sección del potenciómetro en el
pedal electrónico, tiene un
defecto.
La lectura de este oscilograma
pertenece a una camioneta Pick
Up Dodge Ram 2500; la queja del
cliente era que al acelerar, ya
fuera desde un semáforo o en
ocasiones a velocidad crucero, la
camioneta se jalonaba “como
caballo desbocado sin riendas”
pero al acelerar un poco más, el
síntoma desaparecía.
Al desacelerar era menos notorio.
En ralentí no había ningún
problema y al acelerar a fondo
tampoco. A veces la velocidad de
procesamiento de un escáner no
es tan rápida como para detectar
cambios tan súbitos; por eso al
conectar el osciloscopio, la
detección del defecto no nos llevó
más de 2 minutos.
Principio
No.
2:
Leer
Oscilogramas se Trata de Hallar
Relaciones
La explicación de este caso es
aparentemente sencilla, pero
¿cómo fue que llegamos a esa
conclusión así de rápido?
Verás… La lectura de la
información contenida en un
oscilograma
te
permite
determinar las relaciones entre la
señal y el circuito, el sistema y su
entorno.
Es precisamente la comprensión
de estas interrelaciones, lo que le
imprime
significado
a
los
oscilogramas.
Solamente cuando comprendas la
interrelación entre la acción
emprendida
y la reacción
esperada, podrás entender lo que
un oscilograma está diciéndote.
En nuestras labores cotidianas de
diagnóstico automotriz, la meta es
hallar la relación directa entre la
lectura que nos arroja el
instrumento (ya sea multímetro,
escáner u osciloscopio) y el
síntoma que tenemos frente a
nosotros. Y otras veces lo que
queremos es completamente lo
opuesto: buscamos justamente no
encontrar esa relación.
La Fig. 1 es un ejemplo que nos
permite comprender la relación
entre el movimiento de tu pie, lo
cual es sinónimo del giro del plato
del cuerpo de aceleración, y los
cambios gráficos que observas en
el oscilograma. La pequeña
inconsistencia en el oscilograma
representa una relación que
obviamente no concuerda con tus
acciones de prueba, pero que por
contraste, sí simboliza una sólida
relación con un síntoma de
jaloneo durante una pisada al
acelerador.
Al evaluarlo con un multímetro
digital, definitivamente sí verás el
ascenso y descenso de voltaje,
pero apreciar la súbita y fugaz
desviación, la cual solamente dura
fracciones de segundo y además
apoyándote solamente en la
rápida variación de los dígitos en
el display, puede dejarte un
amplio espacio para suponer
muchas cosas y en el peor de los
casos, cometer un error.
¿Por qué? Porque el multímetro
digital
es
un
excelente
instrumento para tomar lecturas
continuas (voltaje, corriente,
resistencia,
capacitancias,
frecuencias, etc.), pero que por
otro lado, no es de mucha ayuda
para captar lecturas fugaces y
aisladas. Esa es su limitante..
Si por otro lado lo revisamos con
un escáner, sí podremos verificar
el comportamiento del sensor del
acelerador de manera gráfica, sin
embargo, existen dos desventajas.
1)
Cuando
son
pedales
electrónicos de doble o triple
potenciómetro, en la mayoría de
los casos el escáner no desplegará
las lecturas dobles o triples, sino
que solamente desplegará una
lectura equivalente.
2) Aunque sí exhibe la forma
gráfica, siempre existirá la duda
de la “velocidad de reporte”, es
decir, si la fugacidad de la falla es
mayor que la velocidad de
procesamiento, la falla no saldrá
en el display del escáner.
El requisito para que una falla de
este tipo sí salga graficada, es que
el defecto sea la suficientemente
grande y profuso para que el
escáner tenga oportunidad de
graficarlo; y a eso hay que
agregarle el asunto de la
resolución y la nitidez. Si un
escáner no es lo suficientemente
nítido y claro, además de rápido
para exhibir defectos súbitos,
podríamos pasarnos horas enteras
tratando de averiguar qué
significa esa rayita o es pequeño
pixel que vemos en pantalla. No
pretendo descalificar al escáner ni
mucho menos; al contrario,
pienso que el escáner es un
instrumento fenomenal, pero al
igual que el multímetro, tiene
serias limitantes gráficas y de
procesamiento, de las cuales todo
técnico en diagnóstico automotriz
debería estar enterado.
El diagnóstico automotriz es una
ciencia de mil detalles… pero si no
puedo ver el detalle del detalle,
entonces corro el riesgo de
cometer errores y eso es malo
para mi negocio.
Principio No. 3: El Análisis
Avanzado
de
Oscilogramas
Automotrices se Trata de
Comprender Procesos
Establecer
y
entender
las
relaciones entre síntomas y
lecturas, es tan sólo una de las
bases principales que todo técnico
en
diagnóstico
debe
acostumbrarse a dominar, pero la
disciplina del diagnóstico de fallas
automotrices va mucha más allá
de establecer simple relaciones.
El diagnóstico automotriz se trata
de leer información y de
interpretarla para conocer acerca
de los procesos, las dinámicas y
las acciones que ocurren en el
sistema.
En palabras simples, es como si
preguntáramos: “¿Qué sucedió?,
¿Qué está sucediendo? y ¿Qué
sucederá?”
Más concretamente, los procesos
tienen que ver con la forma en
que las piezas, las fases y los
pasos que componen al proceso
mismo, están conectados entre sí.
Para adquirir la habilidad de
diagnosticar problemas, que no
son otra cosa más que
desviaciones del proceso mismo,
eso nos exige, primero que nada
conocer al proceso. La forma
metódica
de
hacerlo,
es
conociendo sus sistemas, sus
componentes y las relaciones que
guardan entre sí.
En pocas palabras: lo que estamos
averiguando es definir cómo un
fenómeno repercute directa o
indirectamente
sobre
otro…
porque si yo conozco todos los
pasos de un proceso y el orden
consecutivo que guarda cada uno,
entonces, cuando uno de los
pasos no ocurra como debiera en
la secuencia del proceso, lo
primero que necesito hacer es
verlos más de cerca, en detalle.
En el contexto de sistemas
automotrices, se trata de como un
evento mecánico nos lleva y
ejerce influencia en el siguiente.
Pongamos un ejemplo fácil: si giro
la llave de ignición, eso cierra el
circuito de control del solenoide
del
motor
de
arranque;
enseguida, el solenoide mismo se
magnetiza y cierra el circuito de
alimentación, lo que energiza al
motor de arranque. Ahora el
motor está marchando. Al mismo
tiempo que giré la llave, también
energicé a la PCM; ahora la PCM
está lista para recibir señales de
los sensores CKP y CMP. Como el
motor
ya
está
girando
lentamente, los sensores CKP y
CMP reaccionan ante dicho
movimiento giratorio lento y
envían
una
señal
proporcionalmente lenta; la PCM
detecta dicha señal y ordena al
circuito de inyección la primera
apertura del siguiente inyector
según el reloj interno, el reloj
continúa su curso, la válvula de
admisión se abre, el pistón va en
carrera
hacia
abajo,
el
combustible
inyectado
ya
mezclado con el aire es ahora
absorbido hacia dentro de la
cámara, la válvula de admisión se
cierra, el pistón ahora está
ascendiendo en carrera de
compresión movido aún por el
giro del motor de arranque y
entre 40° y 50° grados de giro
previos al PMS, la PCM le ordena
al circuito primario de encendido
aterrizar el driver, el campo
magnético se acumula en el
centro magnético de la bobina,
ahora la PCM ordena abrir el
circuito primario, esto provoca
que el campo magnético, o
energía magnética acumulada en
el centro magnético de la bobina
pierda su estabilidad y se
transfiera
al
embobinado
secundario, lo cual la transforma
en energía eléctrica, pasando
enseguida por los componentes
del circuito secundario como
cables y bujías hasta llegar al
electrodo, y al hacer el salto
electrónico en forma de chispa, se
produce la excitación química de
la mezcla aire/combustible dentro
de la cámara; dicha excitación
produce la reacción en cadena de
la combustión de las moléculas en
la cámara, el resultado de dicha
combustión
genera
principalmente cinco productos:
dióxido de carbono, vapor de
agua, ruido, calor y alta presión,
de los cuales, la alta presión es la
que promueve el empuje del
pistón en su carrera de fuerza. A
partir del momento de esta
primera explosión, el trabajo
mecánico de giro del cigüeñal ya
no es realizado por el motor de
arranque, sino por la siguiente
explosión que se produzca en el
pistón correspondiente… y así,
sucesivamente. Fin del algoritmo.
Seguramente me faltaron más
detalles, pero la idea que intento
transmitirte es que es la misma
transferencia de la energía y de la
información dentro del sistema, lo
que produce un resultado
deseado. Y son tus conocimientos
exactos de cada paso, en detalle y
de cualquier sistema (motor,
transmisión, ABS, antirrobo, etc.)
los que te permitirán apreciar
cualquier conducta que se salga
fuera de lo normal.
Por eso, en lenguaje científico,
una descompostura del sistema
no es más que una simple
desviación de uno o más pasos a
lo largo de todo el proceso.
La comprensión del algoritmo, es
decir, los procesos consecutivos,
la cadena de eventos de lo que
debe suceder, es la clave para
encontrar el problema.
El conocimiento de los procesos
de un sistema es la verdadera
llave para comprender al sistema.
Es el único camino para lograr un
profundo conocimiento a nivel de
experto.
La señal de onda del sensor TPS
en la Fig. 1 representa a todos los
eventos que ocurrieron entre la
pisada del acelerador y el
funcionamiento resultante del
motor. La pequeña falla, es una
desviación en el proceso en ese
punto en el sensor. Todo lo que
está ocurriendo desde antes de
ese punto y hasta llegar a él, está
bien. El “evento” proviene de un
componente defectuoso y todo lo
que suceda después de eso
constituye información incorrecta
circulando en el sistema, lo cual
resulta en un problema que
distorsiona la lógica del sistema
mismo.
eléctrico.
Diagrama de
Oscilogramas
El diagrama de bloques es una
herramienta visual que sirve para
simplificar un proceso en sus
partes más básicas. Así podremos
revisar parte por parte y cuando
terminemos con todas, habremos
comprendido los detalles del
proceso en una forma profunda.
Nuestro objetivo es saber cómo
exprimirle esa información, pero
de una forma simplificada.
Te describí el proceso de puesta
en marcha de un motor de
combustión interna en forma
textual, y aunque es muy
ilustrativa, realmente no es una
forma práctica; una forma más
práctica y profesional de explicar
el proceso de arranque de un
motor, es con un diagrama de
bloques.
Y es que, aunque tenga apariencia
de
estar
estático
y
sin
movimiento, en realidad existe
todo un proceso dinámico
desarrollándose frente a tus ojos,
mientras miras el oscilograma.
Bloques
Comprender un proceso complejo
resulta mucho más sencillo
cuando utilizamos diagramas de
bloques.
para
¿Has utilizado alguna vez un
diagrama de bloques para
apoyarte
durante
tus
diagnósticos?
Un diagrama de bloques es como
una versión simplificada de un
diagrama eléctrico, pero que en
lugar de mostrarte todos los
detalles, solo te muestra las
principales partes del sistema
junto con las relaciones que se
dan entre las mismas.
Debido a esta simple perspectiva,
los diagramas de bloques nos
ayudan a concentrarnos en el
funcionamiento del sistema, sin
necesidad de abrumarnos con
todos los detalles como los que se
obtienen en un diagrama
Pero antes de hacer eso, es
preciso
comprender
cómo
funciona la información contenida
en el oscilograma mismo.
Un oscilograma te está hablando
de dos cosas al mismo tiempo:
1.- Te habla acerca de voltaje.
De hecho, es posible explicar
cualquier cosa con diagramas de
bloques.
2.- Te habla acerca de energía.
¿Por qué es importante ponerlo
en esos términos?
Sistema
Información
Energía
Oscilograma
Voltaje
Resistencia
Trabajar con oscilogramas puede
parecer complicado en un
principio, pero lo cierto es que un
oscilograma contiene mucha
información
que
podemos
extraerle para nuestro beneficio.
Corriente
Fig. 2.- Diagrama de bloques para comprender el funcionamiento de un oscilograma; en la parte inferior
se resaltan los datos que el oscilograma ofrece; en la parte superior se resaltan los fenómenos que el
oscilograma representa. Le corresponde al analista establecer las relaciones entre datos y fenómenos.
La respuesta es que por un lado,
el voltaje es la única vía de
información que tenemos a
nuestro alcance para seguirle la
pista a los cambios que van
presentándose milisegundo tras
milisegundo; y es que por fortuna
medir voltajes es fácil; por el otro
lado, mientras el sistema o el
componente está operando,
existe una cantidad de energía
que está siendo consumida.
Es decir, a la energía no es posible
verla, pero sabemos que ahí está;
sabemos que será consumida, ya
sea por componentes y/o por
sistemas y también sabemos que
ese consumo debe ocurrir tal y
como el fabricante lo diseñó.
¿Y cómo puedo yo hacer para
verificar que esos consumos se
estén dando de una manera
ordenada, como el fabricante lo
diseñó?
Si recuerdas tus viejas clases de
electricidad básica, la definición
oficial de “energía” es la
“capacidad para realizar trabajo.”
¿Y para verificar las desviaciones?
En verdad es una definición muy
ambigua y la hicieron así porque
no hallaron una forma mejor.
Por ahora digamos que la
transferencia de la energía
eléctrica entre componentes, es
un fenómeno de fácil medición.
En verdad es difícil definir lo que
la energía es.
¿Por qué?
Porque a diferencia de otras
formas de energía (calorífica,
química, mecánica, luminosa,
auditiva, etc.), la energía eléctrica
es muy predecible, dócil y
ordenada, por eso resulta sencillo
medirla a tal grado, que hasta
podemos darnos el lujo de
mandarla por un cable y hasta
graficarla en una pantalla.
¿Por qué te digo todo esto?
Porque para ser exitoso en el
diagnóstico
automotriz,
la
relación más importante que
tienes que comprender es la que
se da entre la energía eléctrica y
el voltaje… porque como bien
sabes, energía eléctrica y voltaje
no son lo mismo.
Son parecidos, están muy
relacionados, pero no debes
confundirlos.
Sabemos lo que es capaz de hacer
y sabemos lo que vale… pero lo
que es… eso no es tan sencillo.
Por eso le pusieron “capacidad”,
porque lo cierto es que ni los
mismos científicos saben con
exactitud de qué se trata.
Y si a eso le sumamos el
fenómeno eléctrico, es decir,
cuando a un grupo de electrones
se les suministra “energía”, esa
“misteriosa capacidad de poder
hacer cosas”, ahora tenemos que
el electrón es capaz de realizar
trabajo, porque le fue asignada
una cantidad de energía… y que
ahora adopta la peculiaridad de
llamarse “energía eléctrica”, pero
que a final de cuentas es la misma
energía, solo que transportada
por un electrón.
Entonces para ponerle nombre a
todo esto, hace muchos años, tres
señores ilustres pero cada uno por
separado, dijeron que:
1.- La energía se mide en Joules y
la energía sirve para hacer
trabajo… entonces como el
trabajo consume energía, el
trabajo también se mide en
Joules… y Joule era su apellido.
James Prescott Joule.
2.- La carga eléctrica del electrón
se mide en Coulombs y nada
más… y Coulomb era su apellido.
Charles Augustine de Coulomb.
3.- Dado que los electrones
(Coulombs) son capaces de
realizar trabajo (Joules), se definió
entonces que el trabajo realizado
por
los
electrones
sería
denominado “trabajo eléctrico” y
que la cantidad de trabajo
realizado sería proporcional a la
cantidad de energía que cada
electrón tuviera sobre de sí… algo
así como si el electrón tuviera un
tanque de combustible que se
consume y que es necesario
volver a rellenar, o recargar cada
vez que se vacíe. En pocas
palabras, se trata de cuantos
Joules puede consumir un
Coulomb… pero como suena muy
complicado, se dijo que dicha
propiedad de poseer energía y
tenerla almacenada se llamaría
Voltio… y su apellido era Volta.
Alejandro Volta.
Si tú puedes comprender que
voltaje y energía no son
exactamente lo mismo…
Fig. 3.- En la traza amarilla, la señal del sensor de oxígeno antes del catalizador, en traza azul sensor de oxígeno después del catalizador. Obsérvese que la
traza amarilla muestra conducta de mezcla pobre.
Si tú puedes comprender que los
cambios que el voltaje sufre, son
una medida indirecta de las
cantidades cambiantes de energía
almacenada,
transportada
y
consumida en un circuito…
Y si tú puedes comprender que los
mismos cambios de energía son
precisamente los micro-informes
que te dicen lo que está
ocurriendo en un circuito en
específico, en un momento
específico…
Si tú puedes comprender que
todo esto simplemente es así, que
tienes acceso para ver con tus
ojos dichos cambios y si tienes la
paciencia suficiente para aprender
a leerlos e interpretarlos,
entonces tienes lo que se
necesitas para ser un verdadero,
un genuino diagnosticador de
fallas automotrices.
Y no nada más un improvisado
que piensa que con una lámpara
de continuidad y un multímetro
de $ 5 dólares de Autozone, va a
diagnosticar sensores, inyectores,
circuitos y a reparar vehículos
último modelo.
Por favor.
Esto es serio. Esta disciplina no
admite juegos ni aficionados.
Lo que debes tener presente,
cuando te encuentres analizando
oscilogramas y tratando de
relacionarlos con el síntoma que
el vehículo exhiba, es que el
circuito y los componentes
involucrados en tu medición están
todos juntos participando en los
cambios de energía; por eso
necesitas conocer al componente
y al circuito antes de sacar
conclusiones.
Veamos lo siguiente.
Observa el oscilograma de la Fig.
No. 3. Lo que estás viendo ahí son
las señales del sensor de oxígeno
antes del convertidor catalítico en
amarillo, y en azul al sensor de
oxígeno después del convertidor.
Es un Ford Focus motor Zetec
modelos 2003.
¿Cuál está defectuoso?
¿Cuál funciona correctamente?
¿Qué puedo asumir acerca del
convertidor catalítico con solo
echar un vistazo a este
oscilograma?
De entrada, no puedo decir aún
que los sensores defectuosos. Es
muy pronto para decir algo así.
La traza azul del sensor después
del catalítico me dice 2 cosas: que
el sensor funciona normalmente y
que el catalítico aún está vigente.
¿Qué cómo lo sé? Por la teoría
básica general de inyección de
combustible y sistemas OBD. Así
que por lo pronto puedo irme
olvidando de ellos.
¿Ahora qué pasa con ese sensor
de traza amarilla?
Definitivamente algo no nada
bien. Ese sensor me está diciendo
que aparentemente la mezcla
aire/combustible está pobre.
En este caso la luz Check Engine sí
estaba iluminada, además había
dos códigos de falla, uno era el
número P0170 y el otro el P0302,
el STFT y LTFT están saliéndose
Fig. 4.- Oscilograma de inyección de un Ford Focus motor Zetec; en traza amarilla el oscilograma de pulso de inyección medido en voltaje; en traza azul,
el oscilograma del pulso de inyección medido en consumo de corriente con pinza amperimétrica. Obsérvese la caída lenta en la derecha de la traza azul.
del 10%, en fin, pistas más, pistas
menos que lo único que me dicen
es que la mezcla está pobre, lo
cual yo ya lo sé con solo ver la
respuesta del sensor. El otro dato
relevante es que al parecer, el
cilindro 2 no responde como
debería. Tampoco se sabe si el
problema del cilindro 2 es por
exceso o falta de combustible,
problemas de compresión o de
encendido.
Y hasta ahí es dónde el escáner
me puede ayudar. Ya no puedo
sacarle más información.
¿Ahora qué hago?
Para comprobar que el sensor no
estuviese contaminado o que
tuviera lectura cansada, rocié algo
de gas propano en la admisión y
de inmediato me dio lectura en
los 900 mV, lo cual me dice al
instante que no hay nada mal con
el
sensor
de
oxígeno.
Obviamente, el problema está en
otra parte y cuando lo encuentre,
ese sensor debe volver a leer de
manera normal.
Las causas de una mezcla pobre
son las mismas de siempre y las
más severas son por causa de
inyectores sucios o defectuosos,
aunque también hay otras. Todos
sabemos eso. De cualquier
manera, el barrido de pruebas de
componentes hay que hacerlo
completo.
Cuando
sospecho
de
los
inyectores, en mi rutina siempre
les “echo un ojo” para revisarles
dos cosas: su señal de voltaje y su
señal de consumo de corriente,
con
pinza
amperimétrica,
naturalmente.
Antes de hacerles cualquier cosa,
primero les mido esto siempre. Es
procedimiento de rutina, es la
regla. Si todo sale bien con esas
dos mediciones, entonces sigo
adelante y ya consideraré
mandarlos a limpieza o a ver qué
hacemos con ellos.
Pero en esta ocasión nada de eso
fue necesario. El oscilograma de
consumo de corriente de uno de
los 4 inyectores resultó con una
conducta más que notoria con
respecto a los otros 3. Observa el
oscilograma de la Fig. 4 en la
página anterior.
¿Puedes ver qué es lo que está
mal con este inyector?
Como puedes suponer, la traza
color amarillo corresponde a la
lectura del pulso de inyección
para inyectores convencionales
controlados con drivers de
voltaje. No hay nada novedoso en
eso. (No te pierdas uno de los
siguientes números para hablar
más a fondo de este asunto.)
Lo interesante está en la traza
color azul, que corresponde al
consumo de corriente medido con
pinza amperimétrica para ese
mismo inyector. Naturalmente,
ambas lecturas se toman de
manera simultánea.
¿Cómo debe ser esa traza al inicio,
durante y al final? ¿Qué nos dice
esa traza sobre la forma en que el
inyector
está
consumiendo
corriente? ¿Está todo bien? ¿Hay
algún problema? ¿Los niveles
están bajos, están altos? ¿Cómo
andan los tiempos? ¿Se alcanzó la
saturación? ¿Se saturó de más?
Son muchas preguntas las que
debemos
hacernos
cuando
evaluamos la conducta eléctrica
de un inyector durante el proceso
de inyección.
Por ahora no hay oportunidad de
profundizar en todos los detalles,
pero lo que sí podemos saber es
que el corte de corriente está muy
excedido en tiempo.
Típicamente, en la traza corriente
deberíamos ver un corte casi
Fig. 5.- Oscilograma de encendido Motor Zetec; el dato relevante en este caso es verificar el tiempo de quemado; cada cuadrícula está ajustada a
1ms/div y las lecturas promedio rondaban desde los 0.85 ms a 0.95 ms; los cilindros 1,3 y 4 arrojaron estos valores; se consideran valores normales.
vertical. Es aceptable un poco de
rampa de amperaje descendente
al corte, pero solo un poco, no
obstante, esta curva de disipación
de corriente descendente es
excesiva.
Algo no anda bien en ese circuito
y como bien lo has adivinado, se
trata nada más y nada menos que
del inyector del afortunado
cilindro No. 2.
Parece que hemos encontrado
algo.
Ahora, la pregunta obligada es:
¿Existirá alguna relación entre la
lectura de mezcla pobre del
sensor de oxígeno, el código
P0302 y el raro y largo descenso
de esa rampa de amperaje del
inyector No. 2?
Es posible, pero no debemos
apresurarnos a sacar conclusiones
precipitadas.
Un inyector defectuoso puede
manifestarse de 3 maneras:
inyectar de menos, inyectar
demasiado o no inyectar nada.
En este caso, las pocas pistas que
tenemos me hacen pensar que,
tal vez, repito, tal vez, este
inyector estaba inyectando de
menos. Con certeza no lo sé, pero
sí pienso que existe una relación
entre la mezcla pobre detectada
por el sistema OBD y esa rampa
de caída lenta.
Si
ese
inyector
estuviera
defectuoso, entonces la respuesta
más simple es que al remplazarlo,
la caída lenta de esa rampa
debería corregirse para que
enseguida nos de una caída más
pronunciada.
Antes de comprar ningún
componente, hice una prueba
lógica: lo único que hice fue
intercambiar el inyector y ponerlo
en otro cilindro. Lo puse en el
cilindro No. 3; obviamente, el
inyector del cilindro No. 3 lo puse
en el cilindro No. 2. Si el problema
fuera el inyector, entonces esa
rampa de caída lenta debería
aparecer nuevamente, pero ahora
en el cilindro No. 3.
Pero eso no sucedió. ¿Quieres
saber que fue lo que ocurrió?
La rampa lenta volvió a aparecer
en el inyector que coloqué en el
mismo cilindro No. 2; por otra
parte, la rampa de consumo de
corriente que le medí al inyector
original y que coloqué en el
cilindro 3, resultó perfectamente
normal, con caída pronunciada.
En efecto, hemos detectado que
existe
un
problema
eléctrico/electrónico de manejo
de corriente en el circuito del
inyector No. 2 y sabemos también
que los inyectores están en
perfecto estado.
Ya vamos acercándonos cada vez
más, pero ahora la pregunta que
surge es la siguiente: ¿esa rampa
de caída irregular, será la
causante de la falla de cilindro y
de la mezcla pobre?
Aún no es momento para concluir
que sí. ¿Por qué? Porque una
mezcla pobre detectada por un
sensor de oxígeno puede provenir
de uno o de varios cilindros. El
sensor de oxígeno no sabe ni
puede decirnos de dónde
proviene.
En resumen: 1º) sabemos que hay
una falla en el cilindro No. 2, 2º)
sabemos que el circuito del
inyector 2 tiene un problema, 3º)
sabemos que hay un problema
general
de
mezcla
pobre
detectado por el sensor de
oxígeno, 4º)
suponemos que
probablemente el problema de la
caída irregular de corriente quizá
tenga relación con todo lo
anterior generando una inyección
pobre y finalmente 5º) todo esto
no lleva a suponer que la mezcla
pobre probablemente provenga
del cilindro No. 2.
Hasta ahora tenemos muchas
suposiciones, pero si pudiéramos
comprobar, en alguna forma, que
la mezcla pobre está generándose
en el cilindro 2, entones ahora sí
estaríamos
completamente
seguros de que esa caída irregular
de corriente en el circuito del
inyector No. 2 está impactando a
la estequiometria de la mezcla,
como la causante de todo esto.
Pero ahora, la pregunta obligada
es… ¿cómo podemos corroborar
el estado de la estequiometria de
la mezcla aire/combustible?
¿Acaso es posible hacerlo?
Desde luego que sí. ¿Cómo?
Midiendo y comparando los
tiempos de quemado en los
oscilogramas de ignición de los 4
cilindros.
Un tiempo normal de quemado
está entre los 0.85 ms hasta los
1.3 ms; esta variación o tolerancia
es válida para la vasta mayoría de
fabricantes. (De hecho, tiempos
de quemado cercanos a los 0.80
ms comienzan a verse un poco
más a menudo con motores más
eficientes.) Ver fig. 5 en página
anterior.
El tiempo de quemado en un
oscilograma de encendido, es una
medida relativa de la cantidad de
combustible disponible para cada
cilindro: la teoría es que si todos
los cilindros funcionan sin
problemas
y
de
manera
equitativa,
entonces
todos
deberían exhibir tiempos de
quemado muy cercanos entre sí.
En otras palabras, si a todos les
toma el mismo tiempo quemar el
combustible, es porque a todos
les fue inyectada la misma
cantidad de combustible. Si
alguno tarda más, es porque tiene
más combustible que quemar; y al
contrario, si alguno tarda menos
tiempo, es porque tiene menos
combustible disponible.
Para la operación de un cilindro,
esa es una duración inaceptable. Y
en cuanto a disponibilidad de
combustible ¿esto qué significa?
Que evidentemente le está
llegando menos de la mitad que al
resto de los cilindros.
Pero la contundencia y validez de
la prueba no radica tanto en la
duración del tiempo por cada
cilindro en lo individual, como lo
es la comparación entre un
cilindro y los demás; es decir,
cuando vemos que un cilindro se
comporta de manera diferente al
resto,
podemos
inferir
desviaciones sobre ese cilindro.
En este caso, la medición no nos
arrojó ninguna sorpresa.
Conclusión preliminar: el cilindro
número 2 estaba padeciendo una
evidente falta de suministro de
combustible, debido a un defecto
en el circuito del inyector No. 2
Nos dio justamente lo que
habíamos sospechado: el tiempo
de quemado del cilindro No. 2 era
muy inferior, en comparación con
el resto.
Mientras los demás estaban cerca
de los 0.85 ms a los 0.95 ms, el
tiempo de quemado del cilindro
No. 2 estaba a la mitad
comparado contra los demás, con
un tiempo medido en osciloscopio
cercano a los 0.40 ms.
Observa las mediciones de la fig.
No. 6 y compara con la fig. 7.
¿Ahora qué sigue?
Ubicar al defecto en el circuito.
Ahora sí, esto se trata de
electrónica pura, pero no es tan
complicada. De hecho, este paso
es más sencillo.
El estudio de oscilogramas de
consumo de corriente con pinza
amperimétrica para diversos
componentes, es toda una
disciplina que merece su propio
estudio personal y que te permite
diagnosticar muchísimos defectos,
pero y ya hablaremos de eso.
(Para la siguiente explicación
refiérete de nuevo a la Fig. 4.) Por
ahora, el perfil de consumo de
corriente del inyector se ve
normal en su ascenso, pero el
descenso ya dijimos que no
concuerda. Por su parte, el perfil
de voltaje se ve normal.
Esto nos dice que el circuito de
alimentación del inyector no tiene
problemas, lo cual nos deja con el
circuito de control; hice la revisión
convencional del cableado desde
el conector del inyector hacia la
punta en el conector múltiple de
la PCM y no presentaba ningún
defecto: cero resistencia, ninguna
caída de voltaje, aislado de
cualquier otro cable, sin ningún
corto ni a tierra ni a voltaje. Todo
en orden. Esa sección del cable
estaba intacta.
Entonces:
1.- Si el problema está en el
circuito.
2.Pero
el
circuito
de
alimentación no tiene problemas.
3.- Ni el inyector no tiene
problemas y finalmente,
4.- Ni el cable que va del conector
del inyector a la PCM tampoco
tiene problemas…
¿Entonces
problema?
dónde
está
el
Lo único que nos queda es la
PCM: necesariamente, el defecto
tiene que estar en el “driver”, o
circuito controlador, que no es
otra cosa más que un transistor
Fig. 6.- Oscilograma de encendido del cilindro No. 2; la cuadrícula está ajustada a 1 ms/Div; obsérvese que el tiempo de la línea de quemado está cerca de los
0.40 ms, sinónimo de escasez de combustible. Esto tiene un impacto directo en la altura de la línea de disparo, elevándola más de lo normal. Estos son claros
indicadores de escasez de combustible en la mezcla; comparando con el resto de los cilindros, este cilindro está operando con la mitad de combustible.
de potencia MOSFET NPN.
Ubicarlo en la placa de circuito
impreso (PC Board) es muy
sencillo. Removerlo y remplazarlo,
no tanto.
No entraré en lo detalles de la
revisión y reparación de la placa,
porque eso ya es simple
electrónica tradicional, pero baste
decir que el MOSFET había
perdido sus propiedades, se
cambió por otro y asunto
resuelto.
El driver volvió a la normalidad, el
inyector inyectó como los demás,
el tiempo de quemado se igualó
con el resto y el sensor de oxígeno
reportó mezcla estequiométrica
una vez más. Compara las figuras
4 y 7. ¿Puedes ver la diferencia en
la traza azul? Observa la fig. 8.
Siendo honesto, este es un caso
muy difícil que merece ser
compartido. Me llevó casi 3 horas
hacer la revisión completa, uno de
mis muchachos se encargó del
resto y el vehículo estuvo listo al
siguiente día por la tarde.
¡Oh! ¿Te comenté que este auto
había pasado ya por varios
talleres, lo habían afinado, lavado
inyectores, le habían cambiado el
dichoso inyector No. 2 y que
además el sensor de oxígeno
también era nuevo?
muy
sencillos,
son
tan
modestamente simples en su raíz
y tan predecibles en su
comportamiento,
que
a
cualquiera que tenga la voluntad
de aprenderlos le permiten llegar
hasta donde se lo proponga.
El propietario hasta me dijo que
hubo un mecánico que le
“diagnosticó” que los asientos de
válvulas estaban dañados y que
por eso la falla de cilindro y la
mezcla pobre… imagínate.
La habilidad de reconocer qué es
lo que le ocurre a un sistema, a un
componente o circuito la aprendí
de un antiguo profesor mío.
Y en fin… estos son mis secretos…
así es como lo hago. Con
oscilogramas, con mediciones,
con pruebas, comparaciones, con
lógica… y ya.
No hay más.
¿Pero cómo y dónde fue que
aprendí a hacer las cosa así?
Los conocimientos juegan un
papel muy importante, pero al
final, a la conclusión que
inevitablemente llegas es que los
conceptos que en apariencia se
ven complejos en realidad son
Fue él quien me enseño que si lo
que yo quería era desarrollar la
habilidad de identificar problemas
en los sistemas, entonces yo
estaba obligado a comprender la
relación entre voltaje y energía,
pero como al voltaje no puedo
verlo pero sí medirlo y como a la
energía no puedo ni verla ni
medirla pero sé que está ahí,
necesitaba de un intermediario
que me mostrara la relación entre
ambos… porque a final de
cuentas, eso es lo más que
podemos hacer.
Ese
intermediario
es
el
oscilograma, es la frontera entre
nuestro mundo y el mundo de la
Fig 7.- Oscilograma de inyección del cilindro 2 después de reparar el driver; el pulso de voltaje no exhibió pistas de ningún daño. El pulso de consumo de
corriente fue muy revelador al corregir la caída de la rampa. Estos significa que el driver está operando de manera normal.
Fig. 8.- Señal del sensor de oxígeno; volvió a la lectura normal tras haber corregido el problema de mezcla pobre.
energía eléctrica, es la ventana
por donde podemos mirar y
enterarnos de todo lo que ocurre.
El oscilograma cumple la función
de comunicador entre la energía y
el voltaje; porque el oscilograma
puede ver a la energía, pero su
limitante es que solamente puede
hablarnos en términos simples
como voltajes, corrientes y
tiempos… sin embargo, de lo que
en realidad nos está hablando es
de energía, trabajo, información y
desempeño de sistemas.
Es decir, cuando en el oscilograma
vemos cambios de voltajes,
aumentos y disminución de
tiempos, o subidas y caídas lentas
o súbitas de consumos de
corrientes, lo que nosotros
debemos hacer es transportarnos
de la simpleza del voltaje, del
tiempo y la corriente, a la
elegancia de la energía, el trabajo,
los sistemas y la información.
Porque conectar puntas y medir
tiempos, voltajes y corrientes con
un osciloscopio, cualquiera puede
hacerlo… pero darles significado y
establecer relaciones para hallar
respuestas,
solamente
los
profesionales.
Es esa apertura mental lo que
hace
del
oscilograma
la
herramienta más valiosa y eficaz
en el diagnóstico automotriz.
En la figura 2 de la página 6,
hallarás el diagrama de bloques
que te dice cómo funciona un
oscilograma.
Y ello exige estudio, preparación,
constancia.
Te
expone
los
procesos
fundamentales de un oscilograma:
cómo está conformado un
oscilograma y qué es lo que hace.
Como puedes darte cuenta, es
todo un reto.
¿Estás listo?
El diagrama de bloques de un
oscilograma puede dividirse en
tres secciones:
Veamos la primera sección:
1.- Lo que vemos en la pantalla
del osciloscopio: el oscilograma en
si mismo. (Lo puedes ver en el
centro del diagrama.)
Veamos la segunda sección:
2.- Las diferentes formas que
adopta el oscilograma. (Esta es la
parte baja del diagrama.)
2, a) En cualquier punto donde el
oscilograma presente un cambio,
existirá un cambio en la relación
voltaje-corriente-resistencia.
2, b) Cualquier cambio en el
voltaje, corriente o resistencia es
el resultado directo de cambios en
uno o más de los componentes
del circuito.
2, c) Los componentes de un
circuito
cambian
en
su
comportamiento debido a una de
tres razones:
1-defectos del componente,
2-factores ambientales externos,
3-órdenes/comandos del sistema.
Veamos la tercera sección, la cual
considero la más importante:
3.- Lo que un oscilograma hace.
(Esta es la parte superior del
diagrama.)
3, a) Un oscilograma muestra la
forma en que la energía del
sistema ejecuta un trabajo (abrir
un inyector, disparar una bobina,
operar un solenoide).
3, b) Los cambios de la energía
contienen la información acerca
del circuito (la forma de un
oscilograma de un inyector o de
una bobina, indican claramente la
integridad física y eléctrica de los
componentes que conforman el
circuito) y de la operación del
sistema (el ancho de pulso del
inyector como un comando de
respuesta para inyectar una
cantidad
específica
de
combustible, etc.)
Toda esta información puede
simplificarse para comprender
más
fácilmente
el
comportamiento del oscilograma,
reformulando
nuestras
observaciones
mediante
preguntas sencillas.
Para comprender cómo un
oscilograma obtiene la forma que
tiene, pregúntate lo siguiente:
1.- ¿De qué manera cambiaron las
relaciones de voltaje-corriente-
resistencia para darle su forma
final al oscilograma?
2.- ¿Cuál componente fuel el que
modificó la relación voltajecorriente-resistencia?
3.- Finalmente, ¿cuál dinámica
cambió el comportamiento de ese
componente?
Para leer el oscilograma, revisa el
diagrama de arriba hacia abajo:
1.- ¿Qué me dice el oscilograma
acerca de la conducta de la
energía dentro del circuito?
2.- ¿Qué me dice el oscilograma
acerca de la actividad del circuito
y de sus componentes que lo
conforman?
3.- ¿Qué me dice el oscilograma
acerca del sistema en general y de
la información que el sistema
necesita para operar?
Ser tu propio maestro, ser
autodidacta, significa guiarte a ti
mismo durante los procesos de
aprendizaje y de diagnóstico. Una
de las estrategias más efectivas
para hacer esto es formulándote
preguntas básicas, tales como
“¿Qué más me falta por
analizar?”, o “¿Cuál puede ser
otra forma alternativa de revisar
esto?” Aún hoy me sigo
sorprendiendo
cómo
al
formularme una simple pregunta
en el momento que lo necesito,
me abre la mente a considerar
más alternativas que de otra
manera, no se me habrían
ocurrido.
Por eso, voy a brindarte el “tip”
más importante que existen en el
diagnóstico automotriz:
“Si no puedes encontrar
respuesta,
encuentra
pregunta.”
la
la
Y para que tu progreso te resulte
más fructífero, te sugiero que
agarres algunos libros de física y
electricidad, dedícale algo de tu
tiempo para que repases lo
básico, si es que lo consideras
necesario. Verás que de esa
forma, en muy poco tiempo
comenzarás a hablar el lenguaje
del osciloscopio.
Por lo pronto esto será todo.