Tema Zukunft del mes

El osciloscopio en mi taller ?

En los talleres siempre ocurre que llega el momento de plantearse si un osciloscopio podría aportar algún beneficio en la dura tarea de averiguar el origen de las diferentes fallas en los complicados vehículos de la actualidad , muchas veces la respuesta es no, debido a que en la imaginación del mecánico que observa la imagen de una captura proveniente de la observación de un componente del sistema de inyección electrónica o de otro subsistema , es algo complicada , se parece mucho a un dibujo de algún niño pequeño , que datos podría aportarme eso ?, incluso existe un convencimiento pleno de que es difícil manejarlo, es para un laboratorio

                                                                                   

                                  Alcances de los instrumentos de medición

Para poder analizar y responder a esa pregunta debemos considerar loa alcances de los instrumentos de medición que se usan en el taller , sin dudas la estrella es el escáner y dejando bien en claro que este instrumento si bien es imprescindible su uso también es cierto que  existen falsas expectativas que parten de un falso supuesto , es decir me compro un escáner y leo los códigos de error de la ECU y simplemente reemplazo a aquellos que han sido definidos como con fallas , para averiguar si esto es cierto vamos a considerar cuales son los métodos que tiene la computadora del motor(ECU) para  detectar errores .
Actualmente y desde ya muchos años la normativa OBD2 es la encargada de reglamentar todo lo referente a la electrónica de abordo en automóviles , incluso regula con especificaciones lo referente a la detección de errores introducidos por sensores , módulos electrónicos de control y actuadores en todos los subsistemas,.            

                                                                                           En la figura de arriba (cortesía de Zukunft GmbH )  podemos ver los límites que se fijan para definir a la señal y poder clasificarla como buena o mala , es decir si el sensor MAP entrega un valor hacia la ECU con un valor igual o inferior a 100mV va a ser clasificada como muy baja , fuera del límite inferior , por otra parte si dicha señal iguala o supera los 5v , va a ser clasificada como señal demasiado alta , ambas condiciones están definidas con dos líneas de trazo en la ya mencionada figura.

En el caso supuesto de que el sensor o su cableado tenga un error de medición pero que el valor de voltaje que entrega esta dentro de los límites especificados como normales el sistema de detección de errores no va a setear un código de fallas , por ejemplo si en ralenti a 20 pulg de Hg no entrega el voltaje especificado por el fabricante (1,5v) sino que entrega  unos 2v a la Ecu , la consecuencia seria un mayor tiempo de inyección sin códigos de error . La situación se torna más confusa aún. Cuando quizás el sistema de detección fallas vea que la sonda lambda entrega una señal demasiado rica todo el tiempo , seteando un código de fallas (DTC) que delate ese problema , es decir un DTC fantasma que define a un componente del sistema de inyección como el origen de un problema pero que en realidad fue impactado , en síntesis el mecánico que basa su diagnóstico exclusivamente en el uso del escáner  decide reemplazar al sensor lambda porque se lo indica un DTC y no sospecha lo que ocurre realmente

        Imagen mostrando las funciones de un tester automotriz (cortesía Zukunft GmbH )

 Un técnico  reparador que haya asistido a un buen curso podría argumentar que el sabe hacer pruebas diversas de este sensor que, logran determinar sin ningún lugar a duda cualquier falla en sensores como el del ejemplo , y usando un tester comienza a medir y responder preguntas estratégicamente ordenadas  siguiendo las pautas del  diagnostico estructurado  aprendido , por  ejemplo  verifica si el  sensor  está debidamente alimentado y controla su respuesta con la ayuda de un vacuometro , todo correcto y  lo logra hacer con los elementos de medición mencionados pero sin usar un osciloscopio,Pero hasta aquí  llega el alcance del tester ,entonces , cuales fallas podrían quedar ocultas  usando un tester  para  medir?

                                                  A la luz del osciloscopio         

Cuando se estudian sistemas complejos que forman parte de un automóvil actual , se recurre a separar a  sus componentes en grupos , uno de ellos son los sensores que tienen como factor común que le envían información a los módulos de control , en otro grupo están los cables que alimentan a los sensores y que posibilitan que la información llegue , como tercer grupo está el modulo que procesa este caudal de información con sus diferentes circuitos internos (filtros , conversores A/D , memorias , fuente , microprocesadores , y drivers ) por último están los actuadores que reciben órdenes del módulo y los cables que posibilitan que dichas ordenes lleguen , en su trayecto hacia la unidad de mando (ECU) , los cables atraviesan a un ambiente verdaderamente hostil , con altas temperaturas , vibraciones y son impactados por las emisiones electromagnéticas que provienen de componentes inductivos ( relays , electroválvulas , inyectores , componentes del sistema de encendido , motores eléctricos, entre otros ).

El efecto de interferencia que ocurre en los cables del sistema que pasan cerca de las fuentes de origen antes mencionadas altera tanto a los valores de alimentación de los componentes  como también a las señales que transfieren información a la ECU , desdibujando a las señales llegando incluso a ser declaradas como no plausibles cuando se las somete al control rutinario de fallas de sensores ,cableado y actuadores que forman el sistema .

Un ejemplo de similares características podría ser las emisiones de una estación de radio de AM  y un receptor ubicado a kilómetros , supongamos que en la mitad de camino entre ambos se desata una tormenta eléctrica con rayos y relámpagos , es común que esas descargas provoquen que la emisión  radial quede prácticamente inaudible debido a que las descargas generan ruidos que evitan que se escuche lo que dice el locutor , lo mismo ocurre con las señales de los sensores , recolectan  señales provenientes de fuentes de ruido electrónico que no se pueden escuchar ni ver con nuestros sentidos , y también permanecen ocultos bajo la lupa de un tester . Es muy común que aparezcan códigos de fallas (DTCs)  referentes a fallas en señales de sensores luego de reemplazar a una bobina de encendido  por falta de mantenimiento  en otros componentes de la ignición o que parten desde un relay o electroválvula simplemente impactan por la cercanía que sin duda es un indicio para tener en cuenta a la hora de investigar la probable causa de una posible interferencia en alguna señal de algún componente .

Como se dijo antes , esto no se aprecia utilizando los sentidos ni tampoco utilizando un tester pero es una de las fallas que no escapa al análisis que se realiza con un osciloscopio automotriz , simplemente la interferencia deja una huella típica reconocible montada sobre la señal original que deja en evidencia por su forma característica y  con otros  datos como el momento en el que ocurre , podemos hallar su origen .Imaginemos que el sensor impactado por las EMI (emisiones electromagnéticas ) es el MAP que por su cercanía (recordar siempre este factor , la cercanía ) a un relay de electroventiladores , es impactado por una interferencia al desconectarse el relay por haber terminado el ciclo de trabajo de estos , es decir se ha enfriado el motor , la señal del MAP se altera y provoca un salto abrupto del voltaje que entra a la ECU , también provoca la abrupta elevación del tiempo de inyección y el motor se detiene .viendo el panorama del paisaje del diagnóstico  es realmente desolador , es decir , no hay DTCs tampoco tiene mucho sentido que el motor se detenga luego de cortarse la activación de los electros , es decir no hay una conexión con la experiencia previa y no se encuentra errores en las mediciones con otros elementos como el tester , vacuometro o compresometro . Solo se detecta con un osciloscopio

                            Qué otras fuentes de ruido EMI hay en un vehículo?             

Todos los componentes eléctricos que tienen bobinas (inductivos) , generan al desconectarse un pico de alto voltaje que en teoría podría alcanzar cientos de volts en un breve periodo de tiempo , todo cable que está. En las cercanías de estos componentes terminan afectados por el efecto cuyo nombre es de auto inducción  electromagnética y toman forma en el vehículo como

                                                   Bobinas de encendido
                                                   Electrvalvulas
                                                   Relays
                                                   Inyectores

Las EMI no solo tienen origen en componentes inductivos , también son  emisores de este fenómeno físico las cargas resistivas activadas por señales digitales tipo PWM (modulación o cambio del ancho de pulso ) muy comunes en calefactores de sonda lambda y termostatos pilotados , incluso en  componentes electrónicos , circuitos integrados internos a la ECU o a cualquier otro módulo periférico.

Otros componentes como cables de bujías o incluso bujías de encendido, motores de arranque y electroventiladores son fuentes de origen de este problema poco conocido en los talleres de reparación.

                                                                                         


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