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SEMINARIO DE DIAGNOSTICO ELECTRONICO

SEMINARIO DE DIAGNOSTICO ELECTRONICO AUTOMOTRIZ

Ing. Vicente Celani mail: [email protected]


Repaso de sistemas de inyección de gasolina Ø  Sistema electrónico : Motronic ME 7 o  Sistema de inyección con acelerador electrónico o motorizado.

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Repaso de sistemas de inyección de gasolina Ø  Sistema electrónico : Motronic MED 7 o  Sistema de inyección con acelerador electrónico o motorizado e inyección directa en la cámara de combustión.

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Gases de escape de un motor de combusJón interna Ø  Durante el funcionamiento de un motor térmico, se emiten diferentes gases desde el sistema de escape. Algunos de ellos son muy dañinos para el medio ambiente y otros son inocuos.

Aire

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Control exacto de la mezcla -‐ El factor Lambda (factor λ) Ø  Coeficiente λ Ø  Esta definido como la relación entre el aire que realmente entra al motor en las condiciones de funcionamiento y el aire teórico que debería entrar para quemar todo el combustible inyectado. Ø  Como se observa en el gráfico, tiene una gran influencia en la emisión de gases nocivos.

Ø  λ = 1 Ø  λ < 1 Ø  λ > 1

mezcla estequiométrica mezcla rica en combustible mezcla pobre en combustible

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El catalizador de gases de escape Ø  Dispositivo que sirve para reducir los gases tóxicos de escape. El elemento catalizador es un bloque de cerámica especial tipo panal de abeja revestido interiormente. Ø  El revestimiento interior del catalizador es un film de metales nobles como Platino (Pt), Rodio (Ro) y Paladio (Pd) . Ø  Un catalizador que funciona normalmente alcanza una temperatura de funcionamiento de 400 °C a 700 °C o mayores.

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Gases antes y después del catalizador Ø  Tomando la medición de la concentración de los tres gases antes y después del catalizador se puede encontrar una disminución muy importante de los HC, Nox y del CO. Esto puede observarse en la figura.

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Funcionamiento en lazo cerrado y lazo abierto .... Ø  Lazo cerrado: El funcionamiento de la sonda lambda, leyendo la cantidad de oxígeno en los gases de escape, permite que la central de control ajuste la cantidad de combustible para lograr la mezcla Aire / Combustible adecuada en todo momento.

Ø  Se ajusta de esta manera la mezcla para logra el valor estequiométrico A/C.

Ø  Sin embargo, esta situación no siempre es posible, ya que en situación de motor frío, o en otras situaciones como aceleración brusca, etc. la central de control no ajusta la mezcla con valores estequiométricos.

Ø  En este caso la señal de la sonda no influye en la conformación del pulso de inyección.

Ø  Este funcionamiento se llama lazo abierto .

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Sistemas anJcontaminación Control de mezcla en desaceleración Ø  La desaceleraciones bruscas con mariposa totalmente cerrada y motor girando a gran velocidad favorecen la formación de hidrocarburos sin quemar (HC).

Ø  Se usan dos estrategias para solucionar este problema: o  Cut - Off o corte de combustible: la central de control advierte por medio del sensor de la mariposa el cierre violento de la misma. o  Ante esto corta el suministro de combustible para evitar la formación de HC y mantiene fijo el avance de encendido.

o  Dash Pot o retardo de cierre de la mariposa: consiste en retardar por medios mecánicos el cierre

total de la mariposa cuando se cierra bruscamente con lo que impide la fuerte depresión en el colector de admisión cuando se produce una desaceleración muy violenta, lo que favorece la creación de HC.

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Sistemas anJcontaminación Recirculación de gases de escape (EGR) Ø  El proceso EGR (recirculación de gases de escape) se utiliza como medio muy eficiente para la reducción de gases N0x, que aparecen bajo alta carga y temperatura. Ø  Se provoca que una parte de los gases de escape sean reingresados en la cámara de combustión, lo que enfría la misma disminuyendo de esta forma la concentración de Nox.

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Sistemas anJcontaminación Eliminación de Gases de cárter de motor – Sistema PCV Ø  Están formados por CO en bajas proporciones y HC en altas proporciones. Los gases de este tipo están originados por la evaporación de compuestos de aceite y restos de combustible y de gases de combustión que pasan a través de los aros de pistón. Ø  Este proceso trae aparejado algunos inconvenientes: o  Pérdida de potencia: se contamina la mezcla. o  Aparecen incrustaciones de la cámara, cilindros, válvulas, electrodos de bujía, y tubo de admisión. o  Las incrustaciones favorecen el preencendido.

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Sistemas anJcontaminación Eliminación de vapor de combusJble del depósito Ø  Vapores de tanque de combustible o  El sistema antievaporación consta de un depósito de carbón activado o canister, en donde se almacenan los vapores formados en el tanque. o  Una electroválvula controlada por la central permite o bloquea el paso de los mismos hacia la cámara de combustión.

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Sistemas anJcontaminación Regulador de presión de combusJble Ø  Los sistemas de inyección incorporan un dispositivo regulador de presión de combustible, que normalmente puede ser de dos tipos básicos. Ø  Este regulador mantiene la presión en valores tales que la cantidad de combustible inyectado siempre es función del tiempo de inyección y nunca de la diferencia de presiones entre múltiple de admisión y combustible.

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Tipos básicos de montaje de regulador

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Sensores del sistema de inyección electrónica de gasolina.


Clasificación por principio de funcionamiento Ø  Como se explicó en la primera parte de este curso, el objetivo de los sensores es relevar y transmitir información respecto del funcionamiento del motor. o  Cada variable de funcionamiento de motor, es convertida en una señal eléctrica y enviada a la central de control el sistema. o  Como primera clasificación, podemos señalar los principios físicos de funcionamiento de los sensores que están en la mayoría de los sistemas de inyección son:

v  v  v  v  v  v  v  v  v  v 

Inductivos o magnéticos Efecto Hall Sensores activos (Hall diferencial y magnetoresistivos) Piezoeléctricos Hilo caliente o placa caliente Potenciómetro Termistores Sensores tipo óptico Sensores tipo switch Otros

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Sensores inducJvos Ø  Los sensores inductivos constan de una bobina y un imán permanente en un mismo cuerpo. o  Para funcionar deben están enfrentados a una rueda dentada que en su rotación altere el campo magnético del imán permanente para generar una señal propia. o  Emiten una señal de corriente alterna como se muestra en la figura. o  Muchas ruedas dentadas tienen un faltante de uno o dos dientes a los efectos de reconocer la posición del cilindro número 1.

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Circuito del sensor inducJvo Ø  El circuito típico de un sensor inductivo es muy simple, consta de una bobina y dos terminales que van a la central de control. Ø  Para diagnosticar un sensor inductivo basta observar el esquema de la figura. o  Se lo debe desconectar para verificarlo por resistencia eléctrica o mantenerlo conectado para verificarlo con CA o frecuencia (Hz) o  También es posible medir la frecuencia de la onda emitida por el sensor. o  Algunos manuales piden verificar resistencia. Esta verificación es necesaria pero no es suficiente para asegurar la existencia de señal y el buen estado del sensor

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Sensores de efecto Hall Ø  Estos sensores de giro son también ampliamente usados en muchos sistema de inyección. o  Tienen características muy diferentes a los sensores inductivos, ya que la señal propia de estos sensores

es una onda de tensión cuadrada (digital). o  El principio de funcionamiento de un sensor de efecto Hall puede comprenderse fácilmente con el dispositivo de la figura siguiente. v  Un semiconductor v  Un imán o campo magnético B que incide en el semiconductor v  Una corriente eléctrica I perpendicular al campo, que es generada por una fuente externa.

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Sensor de efecto Hall Ø  La interacción entre el campo magnético, la corriente eléctrica I y el semiconductor permiten que en las caras perpendiculares del mismo aparezca una tensión eléctrica V. o  En la figura vemos la aplicación de un sensor Hall a un distribuidor de encendido.

o 

El Sensor Hall genera una onda de señal cuadrada, que disminuye su período T y aumenta su frecuencia f a medida que la velocidad angular aumenta ( f (Hz) = 1/T )

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Verificación del funcionamiento del sensor Hall Ø  Poner el switch de contacto del vehículo en ON. o  Colocar el multímetro en Vcc verificar la llegada de tensión de alimentación (5V ó 12V en algunos

casos). o  Con el multímetro en frecuencia (Hz) verificar la salida de señal como se muestra, haciendo girar el motor. A medida que aumenta la velocidad de giro debe aumentar la frecuencia medida con el multímetro.

Ø  Ventanas 4 4 6 6

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Condición arranque ralenti arranque ralenti

Valor en Hz 8 a 12 25 a 35 12 a 20 40 a 50

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Sensores de giro Jpo ópJcos Ø  Un haz luminoso emitido por una fuente tipo diodo LED incide en un receptor constituido por un fototransistor (dispositivo sensible a la luz). o  El haz luminoso es interrumpido por una placa circular que gira sobre el eje del distribuidor lo que genera una tensión pulsante de salida. o  La interrupción de este haz luminoso genera una señal de onda cuadrada similar a la del sensor de efecto Hall.

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Sensores de giro Jpo ópJcos Ø  Como la intensidad de señal es muy débil, se requiere una etapa de amplificación. o  La señal de salida de este sensor es una onda cuadrada (señal digital) como se indica. o  El cableado de este sensor también tiene tres conductores, 5V, masa y señal respectivamente. o  Con el mismo criterio de diagnóstico que se ha explicado en el caso del sensor Hall se hace la verificación de este sensor.

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Sensores de temperatura -‐ Termistores Ø  Los termistores son elementos que cambian su resistencia eléctrica en función del cambio de temperatura. o  Se los usa para medir la temperatura del aire de admisión, temperatura de refrigerante, temperatura de lubricante, de combustible, etc. o  En el caso de los sensores de temperatura de aire de admisión y de temperatura de refrigerante, su información es de suma importancia para el cálculo del tiempo de inyección de combustible.

Ø  También es importante la señal de estos sensores para: o  Estrategia de funcionamiento de motor frío o  Corte de combustible en desaceleración o  Control de válvula EGR o  Control de inyección adicional de aire (en frío para reducir HC y CO) o  Estrategia de Comando de electroventiladores o  Cálculo de la densidad de aire

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Sensores de temperatura -‐ Termistores Ø  Existen dos variedades diferentes de sensores de temperatura, en función de la variación de resistencia con el cambio de temperatura. o  Tipo NTC: Coeficiente de temperatura negativo - la resistencia del mismo disminuye a medida que la temperatura aumenta. La mayor parte de los sensores de temperatura son de este tipo. o  Tipo PTC: se comportan de manera exactamente inversa al NTC.

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Sensores de temperatura -‐ Termistores Ø  El circuito típico de un sensor de temperatura es como es el representado en la figura. Ø  Se puede inspeccionar el sensor de temperatura del mediante la conexión mostrada en la figura, para medir salida de tensión. o  Si se inicia la medición con el motor frío se puede visualizar la caída de tensión a medida que el motor adquiere temperatura si el sensor es NTC o al revés si es un sensor tipo PTC.

V NTC

temp ºC

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DiagnósJco de sensores de temperatura Ø  La otra forma es medir la resistencia del sensor para cada temperatura de funcionamiento. Con el tester en posición resistencia se va verificando el valor en Ω para cada temperatura, como se muestra en la figura.

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Sensores de presión/depresión Ø  Los sensores medición de presión o depresión son ampliamente usados en sistemas de Inyección de gasolina para tomar señales diversas como: o  Depresión en conducto de admisión - MAP o  Presión barométrica - BARO o  Presiones de descarga de turbocompresor o  Presiones de combustible y/o depósito. o  Presiones de lubricante y otros usos.

Ø  Podemos establecer la siguiente clasificación de los sensores de presión: v  Analógicos v  Digitales

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Sensores de presión Jpo analógico. Construcción: o  Sobre una placa de material deformable con la presión o depresión se encuentran fijas unas resistencias. Cuando la placa se deforma, las resistencias también lo hacen. o  En la figura se ve el esquema de conexión del voltímetro para un sensor MAP de salida analógica. La salida de señal del mismo es una línea que va desde casi 0 V hasta un valor cercano a 5 V. o  Con el motor girando, la señal de salida debe variar ante aperturas y cierre de acelerador.

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Sensores de presión del Jpo digital Digitales Ø  Este tipo de sensores de presión tienen incluido un condensador en un circuito oscilante interno que al varian su capacitancia C con la presión o depresión. Ø  A su vez, la variación de capacitancia C se transforma en una onda cuadrada gracias a la acción de un circuito eléctrico.

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Prueba con pistola de vacío

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Sensores de presión/depresión combinados con sensores de temperatura integrado Ø  En este caso, el cableado del sensor es de 4 cables, agregándose uno para la señal del sensor de temperatura. o  El criterio de diagnóstico ya visto para cada sensor por separado vale en este caso para este sensor combinado.

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Sensores Jpo hilo caliente o placa caliente (MAF) Ø  Llamados sensores másicos pues su señal es proporcional al caudal másico (Kg de aire / segundo) que ingresa al motor. o  El hilo o placa caliente, no es otra cosa que una resistencia de formas variadas interpuesta en la corriente de aire. o  La central de control hace pasar una corriente calefactora por la misma, que eleva su temperatura. o  A medida que el aire ingresa, la resistencia varía su temperatura en función de los Kg/Hora de aire ingresante al motor.

Analógico

Digital

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Sensores Jpo hilo caliente o placa caliente (MAF) Ø  Los circuitos representativos de los medidores de masa (MAF) se pueden ver en las dos figuras siguientes. o  La primera corresponde a un sensor que tiene incorporado en su cuerpo un sensor de temperatura de aire y la segunda figura un sensor de flujo de aire sin sensor de temperatura.

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DiagnósJco de sensores Jpo hilo caliente Ø 

La verificación del sensor MAF la debemos hacer de la siguiente manera: Constatar la llegada de +12V de alimentación al sensor con el multímetro en Vcc con el switch de contacto en ON. o  Hacer girar el motor para constatar la salida de señal con el multímetro en Vcc, como se muestra en el esquema. La salida de señal se comporta como se muestra en la curva mostrada siguiente.

Ejemplo: Sistema Bosch Motronic M2.10.3/4 •  Ralenti •  (2000 a 3000)RPM

1,0 a 2,0 Volts 30, a 4,0 Volts Ing. V. Celani

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Sensores resisJvos Jpo potenciómetro Ø  Los sensores resistivos de giro (o potenciómetros) tienen la capacidad de variar su resistencia en función de una posición determinada. Son numerosas las aplicaciones de estos sensores en sistemas de inyección.

o  o  o  o 

Sensores de posición de mariposa(TPS). Aplicación en mariposas motorizadas modernas. Sensores de pedal de acelerador. Sensores de levantamiento de válvula EGR.

Ø  Algunos tipos de potenciómetros mas usados son: o  Pista potenciométrica simple. o  Pista potenciométrica doble. o  Con o sin interruptores de máximo o mínimo.

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Sensor de posición de mariposa o TPS Ø  Objetivo: enviar una señal de tensión proporcional al ángulo de apertura de la mariposa de aceleración. o  También para informar de situaciones como aceleración rápida o aceleración gradual. o  En los sistemas que no usan sensor de presión absoluta se usa la posición de mariposa para determinar el ángulo de avance de ignición junto a otros parámetros.

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Sensor de posición de mariposa o TPS Sensor de mariposa o TPS de dos pistas Ø  Se usó mucho en los sistemas mas antiguos, en los cuales el cálculo del flujo de aire se hacía por medio de las señales combinadas de revoluciones de motor y señal de TPS. o  Otorga mayor sensibilidad y exactitud en aperturas parciales entre 0° y 24°. Después 24º de apertura la primera pista mantiene su salida de señal constante. o  A partir de los 18° la segunda pista entrega una señal creciente pero con menor pendiente que la primera pista. Como se observa en el circuito ambas pistas están conectadas en paralelo.

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Sensor de posición de mariposa o TPS Ø  Actualmente se usan mucho los potenciómetros dobles, en los cuales el cableado varía en número según si que las pistas compartan o no el positivo de polarización y la masa. o  En algunos casos específicos los potenciómetros dobles tienen seis cables de conexión con la central de control, cuando no comparten ningún cable. o  Las señales de salida de estos potenciómetros son similares a las ya vistas en caso de pista potenciométrica simple. Es común que para ciertos usos, las señales de ambas pistas no sean idénticas, por ejemplo una varía de 0,5 V a 4,8 V y la otra lo hace de 1,5 V a 3,8 V. o  También puede darse el caso, menos común que mientras una señal es creciente la otra es decreciente.

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Sensor de posición de mariposa o TPS Contactos o interruptores de potenciómetro de mariposa Ø  Indican posiciones extremas de la mariposa a la central de control, por lo general el punto de mínimo. o  En la actualidad este sistema ya no es usado en los potenciómetros de mariposa ni para otros usos.

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Sensor Jpo aleta sonda o volumétrico Ø  En este tipo de sensores el volumen de aire que entra es proporcional al giro de la aleta sonda que tiene el mismo en su interior. o  También se lo llama caudalímetro y la señal del mismo es una medida del caudal volumétrico que entra al motor (litros / segundo). o  La aleta es solidaria a un resorte de retorno y a un potenciómetro como los ya explicados. El potenciómetro indica la posición de la aleta en cada momento para que la central de control pueda calcular el volumen básico de inyección. o  La señal de este sensor es una señal proporcional al caudal volumétrico (litros/seg) de aire de admitido.

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Sensores de detonación o picado Ø  Construidos con materiales piezoeléctricos para detectar la detonación de la mezcla de aire y combustible. o  Gracias a la señal de este sensor la central de control adapta el adelanto de encendido en todo momento para adecuar el mismo a las condiciones óptimas de funcionamiento del motor y asegurar mínima contaminación. o  En algunos casos especiales, la central de control capta la detonación incipiente por medio de las variaciones momentáneas de velocidad del cigüeñal, por medio de la señal del sensor de revoluciones. Esta facultad de la central de control solo está implementado en algunos pocos sistemas de inyección de gasolina bastante evolucionados.

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Sondas de oxígeno o Sondas Lambda Ø  La sonda de oxígeno es un sensor que mide la cantidad o concentración de oxígeno en los gases de escape. o  La información de la misma es esencial para controlar que el sistema trabaje en la zona de relación estequiométrica o en la zona muy cercana a Lambda = 1, llamada zona Lambda. o  Existen diferentes tipos de sondas Lambda: v  Sonda lambda óxido de Zirconio, con sus diferentes variedades. v  Sonda de Lambda titanio o resistiva. v  Sonda planar de banda ancha o Universal

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La sonda de oxígeno o sonda Lambda Ø  La sonda de oxígeno es un sensor que mide la cantidad o concentración de oxígeno en los gases de escape. Ø  La información de la misma es esencial para controlar que el sistema trabaje en la zona de relación estequiométrica o en la zona muy cercana a Lambda = 1, llamada zona Lambda. Ø  La sonda que interviene en la modificación del pulso de inyección es la sonda primaria. Ø  La sonda secundaria se coloca en los sistemas para verificar en los sistemas OBD II (diagnostico de a bordo de segunda generación) el funcionamiento del catalizador.

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Sonda Lambda de Zirconio Ø  Es la sonda Lambda mas usada en los modelos actuales pudiendo tener 1, 3 ó 4 cables de conexión. La misma puede o no ser calefaccionada, siendo el modelo calefaccionado el mas común. El aspecto de una sonda Lambda de este tipo se ve en la figura. o  Esta sonda Lambda es llamada digitiforme por la forma particular de la misma.

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Sonda Lambda de Zirconio primaria y secundaria Ø  La figura siguiente nos muestra un sistema de inyección con su sonda Lambda antes del catalizador (primaria) y una posterior al catalizador (secundaria). o  La sonda que interviene en la modificación del pulso de inyección es la sonda primaria. o  La sonda secundaria se coloca en los sistemas para verificar en los sistemas OBD II (diagnostico de a bordo de segunda generación) el funcionamiento del catalizador.

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Funcionamiento de la sonda Lambda de Zirconio Ø  La sonda de oxígeno está en contacto con los gases que hay en el interior del escape y también está en contacto con el oxígeno de la atmósfera. La diferencia de concentración entre ambos porcentajes de O2 genera una señal de tensión eléctrica (tensión de Nerst). o  La cantidad de oxígeno remanente en el escape es un indicativo de la riqueza o pobreza de la mezcla y es medido por la sonda en cada momento. o  Debido a la característica de funcionamiento de esta sonda se la llama de dos puntos, pues presenta una variación violenta de señal en las cercanías de λ=1 como puede observarse en la figura superior. Esta sonda cambia también la salida de señal en función de la temperatura.

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Nomenclatura de la sonda de Zirconio Ø  El color de cableado de las sondas de Zirconio responde en la mayoría de los casos al esquema siguiente. o  Sin embargo, pueden aparecer casos en el que hay diferencias en los colores asignados. v  1 cable (de señal) – EGO v  2 cables (señal y masa aislada) – ISO_EGO v  3 cables (señal, calefacción 12 V y masa de calefacción) – HEGO v  4 cables (señal, calefacción 12 V y masa de calefacción y masa de señal) – ISO-HEGO

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Señal de la sonda de Zirconio en régimen constante Señal de la sonda de oxígeno con el motor en régimen de velocidad constante Ø  Si se observan mediante un osciloscopio los cambios de señal de la zonda de oxígeno en un motor en régimen, velocidad constante (por ejemplo de 2000 rpm), se puede ver una figura como la siguiente. o  La variación de esta señal responde al ajuste permanente que la central hace alrededor de la zona λ=1. o  Este gráfico de señal será observado cuando el sistema esté funcionando en modo de LAZO CERRADO.

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DiagnósJco de la sonda con tester Ø  Asegurarse primero que el motor esté en temperatura de régimen. o  Verificar la llegada de +12 V al calefactor de la sonda. Verificar también que el calefactor de la sonda

no este cortado o tenga una resistencia inadecuada (debe estar entre 4Ω y 6Ω ). o  Verificar la salida de señal de la sonda con el multímetro en Vcc (motor estable a 1500 rpm). o  La lectura debe ser variable entre 100 mV y 900 mV (ver gráfico de señal de la sonda). o  Si esta última lectura no se verifica no descartar la sonda por malfuncionamiento pues la sonda puede estar en buenas condiciones y existir otro problema que causa la mala lectura. Ejemplo: entrada indebida de aire, inyector goteando combustible, sensor de temperatura de aire o de refrigerante, etc.

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DiagnósJco de la sonda con tester Para asegurar que la sonda funciona correctamente hacer lo siguiente o  Desconectar alguna manguera de vacío (mientras el motor gira a 1500 – 2000 RPM) para provocar una entrada de aire indebida y desconectar la sonda del cableado. Medir la señal con el multímetro como se muestra en el esquema. La sonda inmediatamente deberá marcar una señal correspondiente a mezcla pobre. o  Mientras el motor gira a 1500 – 2000 RPM inyectar una muy pequeña cantidad de combustible por la mariposa de aceleración (por ejemplo con una jeringa) y comprobar que la sonda de inmediato detecta mezcla rica. Si estas dos comprobaciones se cumplen correctamente el problema no está en la sonda de oxígeno

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Causas fpicas de contaminación de la sonda de Zirconio. A – contaminación con anticongelante

B – Mezcla muy rica por tiempos muy prolongados

C – Consumo elevado de lubricante

D – Contaminación por silicona (provenientes de lubricantes, selladores, etc)

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Sonda Lambda Planar Ø  La sonda lambda planar, tiene la misma característica de funcionamiento que la sonda Lambda digitiforme calefaccionada, por lo que es una sonda de dos puntos. o  En este caso, la estructura interna de la misma es diferente, componiéndose de una serie de láminas de cerámica y otros materiales superpuestas como se muestra en la figura.

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Sonda Lambda Planar Ø  A diferencia de la sonda anterior que tomaba su referencia del aire atmosférico, en este caso existe una cámara de referencia hermética con oxígeno en su interior. o  La característica de señal de respuesta de esta sonda es la misma que la sonda calefaccionada anterior.

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Sonda Lambda Planar de banda ancha Ø  Se llama así a un tipo de sonda que tiene capacidad para medir el factor λ en un amplio rango de valores. Esta característica lo hace útil para su uso en motores de gasolina, diesel, de gas, etc. Es llamado también Sonda Lambda Universal. o  Este sensor es un generador de tensión, con una señal de salida prácticamente lineal para una gran rango de valores de λ (0,75 < λ < 1,3), aunque se la use mas en relación con motores que funcionan en el rango de mezcla pobre. o  Se distingue de los sensores anteriores en su linealidad de señal, pues la misma nunca varía bruscamente. o  Su apariencia externa es la misma que la de los sensores convencionales. La sonda no suministra una señal útil hasta que se alcanza una temperatura de servicio de 600... 800 °C como mínimo. o  Ip es la corriente de bombeo desde la central de control a la sonda.

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Sonda Lambda Planar de banda ancha Ø  Esta característica lo hace muy útil para su uso en motores y sistemas que pueden trabajar con mezclas pobres, con relaciones λ 1,15 o mucho mayores. o  También es ventajosa otra característica de este sensor: permite que el sistema permanezca en lazo cerrado en condiciones de aceleración brusca y tiene un tiempo de reacción ante cambios mucho menor.

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Sonda Lambda Planar de banda ancha Conexionado en motores FSi +12V

Masa

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Actuadores del sistema de inyección electrónica de gasolina.


Actuadores del sistema de inyección Ø  Los actuadores son los dispositivos comandados por la central de control del sistema de inyección para ejecutar acciones determinadas.

Ø  Estas acciones de control sobre los actuadores, son hechas por la central de control de acuerdo a los parámetros momentáneos que los sensores envían a la central y al mapa de datos que la misma tiene.

o  o  o  o  o  o  o  o 

Actuadores según la función que desempeñan: Inyectores Bomba de combustible Bobinas de encendido Reguladores de ralentí Comando de mariposa de acelaraicón Termostato controlado (en los sistema de inyección directa) Electro válvulas varias: EGR, compensación para accionamiento de AA, aire adicional, inyección de aire secundaria, purga de cánister, control de turbocompresor, control de sistemas de admisión variable y distribución variable, etc.

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Inyectores del sistema de inyección. Ø  Los inyectores son electro válvulas que abren o cierran el paso de combustible hacia el motor. o  Los inyectores de combustible pueden ser del tipo monopunto, cuando es único para un número determinado de cilindros: por ejemplo u inyector para 4 cilindros en línea o dos cuerpos de inyección monopunto para motores V6, uno por bancada. o  Es un sistema multipunto cuando existe un para cada cilindro. Se pueden ver en la figuras un cabezal para inyector monopunto y en la figura de la página siguiente una rampa de inyectores y un inyector del tipo multipunto.

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Circuito eléctrico de un inyector Ø  En la figura se representa un circuito eléctrico de un inyector de gasolina, tanto para el tipo monopunto o multipunto. o  El mismo esta polarizado a través de la red del vehículo con una tensión de 12 V, o algo menor si hay una resistencia en serie como se muestra. o  La central de control conecta la masa pulsada (representada por un switch en su interior) para completar el circuito.

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Ø  Si observamos la variación de la señal de tensión en un osciloscopio (conectado al cableado como en el voltímetro de la figura anterior) podemos ver una señal en la pantalla como la siguiente. o  El tiempo ti es el tiempo que dura el pulso de inyección, y a su vez es el tiempo que la masa esta conectada en el interior de la central de control. A medida que el motor es cargado, se puede ver perfectamente como varía el tiempo ti representativo del tiempo de inyección.

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Verificación de inyectores con tester Ø  Los inyectores son bobinas, por lo que deben ser verificados como tal. Debe verificarse también la existencia de tensión de +12 V desde la red del vehículo.

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Ø  Algunos valores típicos de resistencias de inyectores para diferentes sistemas o  BOSCH MOTRONIC MP3.3

15 a 17 Ω

o  BOSCH MOTRONIC M1.7:

13,5 a 16,5 Ω

o  BOSCH MONOMOTRONIC MA 3.0:

6,4 a 7,2 Ω

o  MAGNETI MARELLI IAW 1AP:

13 a 16 Ω

o  MAGNETI MARELLI IAW 4Q4 P8:

15,4 a 17 Ω

o  SAGEM SL96:

14 a 18 Ω

o  EEC IV, CFI MONOPUNTO, EFI MULTIPUNTO:

15 a 17 Ω

o  HONDA PGM FI (CON RESISTOR):

Resistor: 5 a 7 Ω Inyector:1,5 A 2,5 Ω

o  HONDA PGM FI (SIN RESISTOR):

10 a 13 Ω

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Acelerador electrónico Ø  Como ya se explicó en el inicio del curso, en el caso de los sistemas de inyección de última generación, la mariposa de aceleración se encuentra comandada por un motor eléctrico, que esta dentro de un cuerpo o conjunto cerrado. Ø  Ese dispositivo es llamado comúnmente acelerador electrónico o mariposa motorizada indistintamente en la bibliografía y manuales técnicos. Ø  Se lo usa para regular el par motor mediante la central de control del sistema de inyección.

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Acelerador por cable comparado con acelerador electrónico Ø  Acelerador por cable o  Al pisar el acelerador el conductor regula la posición de la

mariposa. o  El sistema de control esta manera no puede intervenir en esta regulación y no puede controlar el par motor.

Ø  Acelerador electrónico o  En este caso la central puede regular la posición de la mariposa en función de: v  Potencia necesaria de acuerdo a los deseos del conductor v  Emisiones de escape mínimas. v  Consumo acotado v  Seguridad.

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Esquema funcional del acelerador electrónico

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Acelerador electrónico en corte

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Válvulas de Ralenf Las válvulas o dispositivos de ralentí permiten la estabilización de las RPM de motor con mariposa cerrada en cualquier situación de carga como: ralentí durante calentamiento, AA encendido, cargas eléctricas severas, etc.

Ø  De accionamiento eléctrico: o  Electro válvula de ralenti o  Motor paso a paso o  Motor rotativo o  De corriente continua para sistemas monopunto Ø  Dispositivos con otro tipo de accionamiento: o  Ralentí controlado por termo válvula o  Ralentí controlado por válvula neumática o vacío o  Tornillos de ralentí

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Válvulas de Ralenf

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Válvulas de Ralenf El esquema de la figura anterior nos muestra un ejemplo ya antiguo de un motor que tiene tres dispositivos de ralenti: o  El tornillo de regulación de ralenti 6, que se usa para alcanzar el mínimo sin intervención de los demás dispositivos. o  La válvula de dosificación de aire 7, para estabilizar el ralenti con motor frío. o  La válvula 8 que entrega aire adicional que mantiene el ralenti con el motor bajo carga (con alternador cargado, aire acondicionado, dirección de potencia, luneta térmica, etc). o  Los sistemas mas modernos solo necesitan una válvula de ralenti para todas la funciones posibles y no poseen tornillo de regulación de ralenti.

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Electro válvulas de ralenf Ø  Existen dos tipos principales de esta variedad: ON-Off y Carga Cíclica o  Tipo ON/OFF: se laman así porque están abiertas o cerradas y dan una caudal fijo de aire para

ralenti. Son básicamente solenoides que abren totalmente o cierran totalmente una vía de paso de aire sin pasos intermedios.

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Electro válvulas de ralenf Ø  Carga cíclica: hacen uso de las llamadas ondas PWM (modulación de ancho de pulso). o  El caudal que aportan es variable. o  La señal de tensión que se lee en el voltímetro es un escalón donde la parte inferior del mismo

corresponde a la válvula conectada (masa conectada) y la parte superior del escalón a la válvula desconectada (masa abierta). o  Cuando el voltímetro acusa 0V la válvula esta conectada y suministrando aire de ralenti.

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Electro válvulas de ralenf

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Válvula de ralenf Jpo motor paso a paso Ø  Los motores paso a paso (PAP) son motores de giro controlado por pulsos de tensión que la central de control produce. o  Con cada nueva requisitoria de aire, la central de control hace girar mediante pulsos el motor PAP abriendo o cerrando el paso de aire.

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Válvula de ralenf Jpo motor paso a paso En la siguiente figura se observa la secuencia de cambio de polarización de cada bobinado, que provoca un cambio de polaridad magnética y obliga al eje del motor a alinearse girando 90º por vez.

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Válvula de ralenf Jpo motor rotaJvo Ø  Hay dos tipos básicos: bobinado único mas resorte de retorno o de doble bobinado. o  Bobinado único: están formadas por un bobinado que al ser alimentado por una pulso PWM gira

sobre un eje en forma controlada. El caudal de aire de ralenti adicional al motor depende del grado de apertura de la compuerta como puede verse en las figuras, lo que a su vez depende del tiempo de duración del pulso PWM. Un resorte de retorno lo hace volver a su posición cuando cesa la alimentación por pulso.

o  Bobinado doble: el accionamiento de esta válvula en el caso de doble bobinado también es por onda PWM, pero posee una alimentación para apertura y otra para cierre.

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Válvula de ralenf Jpo motor rotaJvo

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Válvula de ralenf Jpo motor de corriente confnua Este tipo de dispositivo de ralenti se usaba en algunos sistemas de inyección monopunto mas antiguos. o  El dispositivo está formado por un motor de corriente continua que acciona un tornillo y este a su vez hace girar una rueda dentada. La rueda a su vez acciona sacando o metiendo un vástago o empujador para permitir la apertura o cierre de mariposa de aceleración para regular el ralenti. o  El vástago o empujador tiene en su extremo un switch de indicación de mínimo para la central de control.

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Válvula de ralenf Jpo motor de corriente confnua

1 - regulador de presión de combustible, 2 - conector eléctrico, 3 - regulador de ralenti, 4 – mariposa de aceleración, 5 – sensor de temperatura de aire, 6 – inyector monopunto Ing. V. Celani

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Electro válvulas para comando de otros disposiJvos. Se usan normalmente para realizar diferentes acciones como: apertura y cierre de EGR, control de Canister, control de alabes de turbo, otros usos variados. o  Pueden ser de una o dos vías. Son comandadas por la central de control y pueden ser de una o mas vías. o  Algunos ejemplos de uso de válvulas de control peden verse en las figura de la página siguiente. Por ejemplo se usan en Válvulas de control de purga de Canister y control de EGR.

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Electro válvulas para comando de otros disposiJvos.

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Relé o Relay Cuando se quiere controlar la conexión o desconexión de un dispositivo que consume un valor de corriente eléctrica elevada se recurre a controladores llamados relé o relays. o  Estos permiten el manejo seguro de corrientes grandes sin riesgos, ya que con una pequeña corriente de accionamiento del relé se puede manejar una corriente grande de cualquier dispositivo. o  El funcionamiento del relé se basa en el efecto electromagnético que se produce cuando circula corriente por una bobina que rodea a un núcleo de hierro dulce. o  Dispone de dos circuitos: uno para la corriente de conexión, a través del cual fluye la corriente de la batería hacia el elemento consumidor, y un circuito de excitación, que puede ser activado desde cualquier unidad de control con bajas corrientes o mediante un switch cuando el comando es manual.

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Relé o Relay

30 – positivo desde batería 15 – positivo desde switch 85 – entrada a bobina de relé 86 – masa de relé 87 - salida controlada Ing. V. Celani

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Relé o Relay En el caso de la figura siguiente se ve un relay principal de inyección que agrupa varias funciones. El mismo polariza la central de inyección en el pin 37, a la bomba de combustible y a la resistencia de calefacción de la sonda de oxígeno.

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Comando de bobinas de encendido Las bobinas de encendido de los sistemas de inyección de combustible actuales son comandadas generalmente por la misma central de control de inyección. o  Han existido aplicaciones de sistemas de encendido con módulo externo, pero actualmente la totalidad de los sistemas de inyección tiene la función anexa de comandar el sistema de encendido. o  En la figura siguiente se muestra un esquema funcional del comando de una bobina de una sola salida (necesita un distribuidor) con su circuito de comando esquemático. o  La masa pulsada desde la central controla la producción de la chispa. Estos sistemas tienen capacidad de controlar también el tiempo de carga de bobina de encendido.

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Comando de bobinas de encendido En el caso de los sistemas de encendido tipo DIS o chispa perdida, la conexión es similar a la mostrada en la figura siguiente, en la que se muestra una bobina de cuatro salidas para un motor de cuatro cilindros. o  Este es el sistema que se ha usado por mucho tiempo y que ha permitido que la central de control gestione totalmente el sistema de encendido.

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Comando de bobinas de encendido En los sistemas de ultima generación el sistema de chispa perdida está siendo reemplazado por los sistemas con bobina individual. Esto quiere decir que existe una bobina para cada cilindro colocada sobre la misma bujía por lo que el sistema carece de cables de alta tensión.

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Uso de mulfmetro automotriz


El mulJmetro automotriz

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Mulfmetro analógico o digital?

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Mulfmetro analógico o digital? Ø  La impedancia interna del instrumento afecta la exactitud de la lectura. Ø  Como puede verse, el multímetro digital con una impedancia de entrada adecuada logra una lectura mucho mas cercana a la medida verdadera de la tensión.

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Estado de carga de la batería

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Corriente de fuga o descarga Medición de corriente de fuga o descarga: cuando se sospecha que una pequeña corriente de fuga o descarga esta presente se procede como sigue. •  Conectar los terminales como se muestra •  Colocar el selector en mA (corriente continua) •  Extraer de a uno los fusibles de los dispositivos para detectar en que circuito se produce la fuga de corriente. •  Una corriente tolerable es de hasta 30 mA, pero en algunos vehículos se pueden existir corrientes momentáneas de hasta 150 mA.

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Donde medir tensiones en componentes de sistemas electrónicos?

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Como medir resistencias correctamente?

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Verificación de masa correcta •  Una medida muy importante a tomar en cuenta es la verificación de masa de la central de control y la masa de cada elemento. Una mala conexión a masa ocasiona fallas no siempre fáciles de encontrar. •  Verificar la caída de tensión entre masas, no debiendo ser esta mayor de 150 mV como criterio general para todos los casos. Si encontramos una caída de tensión mayor, entonces convendrá verificar la conexión por sulfato, óxido, suciedad o falso contacto, etc.

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Verificación de tensión de ondulacion del alternador Ø  Como se sabe, la tensión de salida del alternador es una corriente contínua que nace a raiz de la tectificación de tres corrientes alternas. Siempre tiene “riple” o una pequeña componente de alterna (VAC). Esta tensión alterna siempre debe ser menor a 500 mV de alterna.

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DiagnósJco electrónico de sistemas de inyección de gasolina


DiagnósJco electrónico de sistemas de inyección El diagnostico electrónico de fallas de origen eléctricas y electrónicas de sistemas de inyección de gasolina puede hacerse mediante varios métodos: o  Usando un multímetro automotriz o un osciloscopio: mediante el uso de alguno de estos instrumentos se accede a la señal de los sensores y/o valores de funcionamiento de los actuadores del sistema para hacer un análisis caso por caso de cada parte. Es un sistema mas laborioso y requiere un buen conocimiento de circuitos y uso de instrumental.

o  La lectura de códigos almacenados en la central de control: algunos sistemas permiten la

lectura de estos código de malfuncionamiento, a través de un procedimiento específico. Por lo general este procedimiento consiste en hacer un puente eléctrico en un conector para habilitar un destellos en la luz de diagnóstico de tablero o en algunos casos en una luz en la misma central de control. Esta facilidad no esta disponible en todos los sistemas, que en la mayoría de los casos requieren un terminal de diagnóstico o escáner.

o  Usando una terminal de diagnóstico: la exploración de códigos y valores de funcionamiento de

motor (RPM, temperaturas, señales de sensores, etc) se hace en este caso mediante una terminal de diagnóstico o escáner, que puede ser del mismo fabricante del vehículo o genérico.

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Importante Ø  En cualquiera de los casos siempre antes de proceder a realizar cualquier tipo de pruebas eléctricas en un sistema es necesario asegurarse de que no existen fallas de origen mecánico en el mismo. Se debe revisar la puesta a punto, luz de válvulas, etc.

Ø  Adicionalmente se debe controlar siempre los siguientes ítems: o  Presión de combustible adecuada, o  Filtro obstruido, o  Problemas de encendido, o  Problemas con filtro de aire, o  Conectores con falsos contactos, o  Falta de masa eléctrica, o  Conductores deteriorados a simple vista, etc.

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DiagnósJco de sistemas mediante lectura de códigos de falla Este procedimiento, como se señaló anteriormente requiere de un procedimiento específico en un conector colocado a tal efecto.

o  Existen mucos tipos de conectores ya que cada fabricante adoptó en un principio en propio, al

igual que la colocación del mismo en el vehículo. o  Este sistema no es empleado en la actualidad ya que la totalidad de los vehículos actuales poseen capacidad de comunicación con un escáner automotriz. o  Se dará solo un ejemplo a continuación de cómo hacer este procedimiento, ya que la gran cantidad de vehículos y modelos de diversos fabricantes no hacen posible la inclusión de todos ellos.

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Ejemplo Ø  En el Honda Civic posterior al año 1991 la ficha de diagnóstico se localiza debajo de la guantera. La misma es de color celeste. o  Procedimiento: v  Realice un puente eléctrico entre ambos contactos de la ficha de diagnóstico. v  Coloque en ON el switch de contacto del vehículo. v  Lea los códigos en el tablero con la ayuda de la siguiente ilustración. Destellos largos se cuentan como 10 y destellos cortos como 1(ver ejemplo).

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Ejemplo Ø  Listado de códigos de fallas: o  o  o  o  o  o  o  o  o  o  o  o  o  o  o  o  o  o 

0 – Problema en central de control (ECU) 1 – Sonda de Oxígeno 3 o 5 – sensor de depresión de conducto de admisión 4 - sensor de giro de cigüeñal 6 – sensor de temperatura de refrigerante 7 - sensor de mariposa de aceleración 8 – sensor de punto muerto superior 9 – sensor de posición de cilindro Nº 1 10 – sensor de temperatura de aire 12 – sistema de válvula EGR 13 – sensor de presión atmosférica 14 – válvula de ralenti 15 – señal de salida de encendido 16 – inyector de combustible 17 – sensor de velocidad de vehículo

En este caso, para borrar la memoria de estos códigos se procede a desconectar la batería del vehículo durante al menos 30 segundos.

19 – solenoide de control de Lock Up (solo Transmisión Automática) 20 – detector de carga eléctrica 41 – calefactor del sensor de oxígeno

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DiagnósJco con scanner automotriz Ø  Para definir un scanner podemos decir que es una herramienta que al conectarse electrónicamente al sistema de inyección nos permite: o  Exploración de fallas codificadas en un sistema electrónico. o  Lectura y grabación de parámetros de funcionamiento o  Codificar elementos específicos o  Otras funciones no siempre presentes, como osciloscopio y graficador de señales. o  Algunos ejemplos de escáner automotriz pueden verse en la figura siguiente. Todos los mostrados en ella son del tipo palmar o con pantalla incorporada y pueden ser trasladados en el mismo vehículo mientras se hace el diagnóstico.

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DiagnósJco con scanner automotriz Ø  Existen también los escaners que no tienen pantalla incorporada, como es el caso de los ejemplos anteriores. o  Estos dispositivos se conectan a una computadora por medio del puerto paralelo (mas antiguos) o por medio del puerto USB en los mas modernos y usan la pantalla o monitor de la computadora.

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Conexión de scanner al vehículo Ø  La conexión del scanner al sistema electrónico de inyección o a cualquier otro sistema se hace mediante una ficha de conexión específica, que puede ser de dos tipos conocidos. o  Específica del fabricante: Los primeros vehículos y sistemas que tenían capacidad de interacción con un scanner automotriz, lo hacían con fichas de conexión de diseño propio de cada fabricante.

o  Tipo OBD II (On Board Diagnostic II - diagnóstico de a bordo de segunda generación). Las

terminales de conexión de este tipo son conectores estandar que describiremos a continuación y cumplen con muchas condiciones específicas de lo que llamamos sistema OBD II.

Específica de cada marca

Tipo OBD II

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DiagnósJco de a bordo – OBD II OBD II es un sistema de diagnóstico electrónico integrado en el vehículo, que es capaz de monitorear funciones anticontaminantes del motor y generar códigos de fallas específicos. o  La sigla OBD significa ON Board Diagnostic (Diagnóstico a Bordo). En este caso es de segunda generación. o  Los protocolos de comunicación, los códigos de error, el enchufe de diagnóstico y la ubicación del mismo están estandarizados en OBD II.

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Enchufe de diagnósJco OBD II Ø  La asignación de funciones de cada contacto de la ficha de conexión esta de acuerdo al protocolo de comunicación que corresponde en cada caso. o  La ficha de la figura siguiente es del tipo A y tipo B respectivamente.

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Protocolos de comunicación Ø  En la actualidad se están usando los siguientes protocolos de comunicación entre el escáner y las centrales de control. o  J1850 PWM (ancho de pulso modulado) o  J1850 VPW (ancho de pulso variable) o  ISO 9141-2 / ISO 14230-4 (Keyword Protocol 2000) o  ISO 15765-4 / SAE J2480 (CAN).

Ø  El tipo de protocolo tiene cada vehículo se puede reconocer con la ayuda de la siguiente tabla que nos da las funciones de cada pin relacionado al tipo de protocolo.

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Formato de los códigos de fallas OBD II El formato y significado de los códigos de falla que el sistema OBD II entrega a un estándar que esta detallado en la figura siguiente. o  De esta manera es posible identificar cada código alfanumérico de 5 cifras con una parte o región del vehículo y con los números o letras siguientes identificar la parte específica con falla.

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Luz de advertencia de averías (MIL) del sistema OBD II La sigla MIL significa Malfunction Indicator Lamp (lámpara de indicación de avería) y es la luz de advertencia de tablero que se enciende (luz permanente o luz intermitente) cuando ocurre una avería en el sistema. o  Luz intermitente: Cuando la avería encontrada es tal que corre peligro de daño el catalizador, la luz se enciende en forma intermitente para advertir al conductor de esta contingencia. En ese caso el mapeo de inyección es el adecuado a mínima potencia y consumo. o  Luz continua: si la avería detectada indica un empeoramiento de la calidad de gases emitidos, entonces el sistema encenderá la luz de advertencia en forma permanente.

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DiagnósJco OBD II y criterio de comprobación del sistema Ø  El control del sistema que hace OBD II abarca a todos los sensores y actuadores que son relevantes para la composición de los gases de escape de motor. Existen diferentes criterios de comprobación: o  Comprobación de señales de entrada y salida (criterio de plausibilidad). o  Comprobación por cortocircuito a masa. o  Comprobación por cortocircuito a positivo. o  Interrupción de conductor. o  Comprobación por problemas de encendido Ø  A continuación se muestra un ejemplo de cómo es este procedimiento que OBD II hace para relevar fallas.

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DIAGNÓSTICO CON OSCILOSCOPIO •  Recopilación de ondas típicas

http://www.picotech.com/auto/waveforms.html


Sensor doble de posición de pedal de acelerador – voltajes correctos

Aceleración

Ralenti


Sensor másico (hilo caliente) – voltaje correcto

Aceleración

Ralenti


Sensor volumétrico de aire (tipo paleta) – voltajes correcto


Sensor volumétrico de aire (tipo paleta) – con fallas


Sensor de hilo caliente con fallas Comparado con potenciómetro de mariposa

Sensor de hilo caliente

Potenciómetro mariposa


Sensor inductivo de cigüeñal fallado


CAN BUS de datos - correcto


CAN BUS de datos mas detallado - correcto


Encendido Lectura en primario y secundario


Sensor Lambda tipo Zirconio


Sensor Lambda tipo Zirconio Volvo 960

?


Sensor MAP analógico

?


Sensor MAP digital


Motor P.A.P – 4 cables


MUCHAS GRACIAS!!! Ing. Vicente Celani mail: [email protected]

DIAG sensoresELECTRONICO.pdf

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