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PRECIO: $ 17.50 USD 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

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Page 1: PRECIO: $ 17.50 USD - Encendido Electronico – …encendidoelectronico.com/Reporte5EstrategiasdeComprension/Report… · A estas alturas, tú ya comprendes que los oscilogramas,

PRECIO: $ 17.50 USD

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

Page 2: PRECIO: $ 17.50 USD - Encendido Electronico – …encendidoelectronico.com/Reporte5EstrategiasdeComprension/Report… · A estas alturas, tú ya comprendes que los oscilogramas,

A estas alturas, tú ya comprendes

que los oscilogramas, o señales de

onda, constituyen una pieza

fundamental en el diagnóstico de

fallas automotrices.

Pero tal vez aún no captes el

alcance que esto tiene.

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.

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.

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.

Los Principios Fundamentales del

Análisis de Oscilogramas

Enseguida voy a compartir contigo

los que yo considero que son los

tres principios más importantes,

para aprender más y efectuar

análisis certeros de oscilogramas.

Principio No. 1: Los Oscilogramas

Son Información

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.”

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.

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.

Toda persona que esté trabajando

entre cables, circuitos, sensores y

módulos de control, debe tener

una pasión por los fenómenos

físicos y eléctricos.

Y si tú estás interesado en el

negocio del diagnóstico

automotriz y quieres vivir de esto,

estás obligado a desarrollar tu

“lado científico”.

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.

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.

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

Page 3: PRECIO: $ 17.50 USD - Encendido Electronico – …encendidoelectronico.com/Reporte5EstrategiasdeComprension/Report… · A estas alturas, tú ya comprendes que los oscilogramas,

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

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.

Page 4: PRECIO: $ 17.50 USD - Encendido Electronico – …encendidoelectronico.com/Reporte5EstrategiasdeComprension/Report… · A estas alturas, tú ya comprendes que los oscilogramas,

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

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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

Page 6: PRECIO: $ 17.50 USD - Encendido Electronico – …encendidoelectronico.com/Reporte5EstrategiasdeComprension/Report… · A estas alturas, tú ya comprendes que los oscilogramas,

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.

Diagrama de Bloques para

Oscilogramas

¿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

eléctrico.

Comprender un proceso complejo

resulta mucho más sencillo

cuando utilizamos diagramas de

bloques.

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.

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.

De hecho, es posible explicar

cualquier cosa con diagramas de

bloques.

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.

Nuestro objetivo es saber cómo

exprimirle esa información, pero

de una forma simplificada.

Pero antes de hacer eso, es

preciso comprender cómo

funciona la información contenida

en el oscilograma mismo.

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.

Un oscilograma te está hablando

de dos cosas al mismo tiempo:

1.- Te habla acerca de voltaje.

2.- Te habla acerca de energía.

¿Por qué es importante ponerlo

en esos términos?

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.

Oscilograma

Energía

Información

Corriente

Voltaje

Resistencia

Sistema

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.

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¿Y cómo puedo yo hacer para

verificar que esos consumos se

estén dando de una manera

ordenada, como el fabricante lo

diseñó?

¿Y para verificar las desviaciones?

Por ahora digamos que la

transferencia de la energía

eléctrica entre componentes, es

un fenómeno de fácil medición.

¿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.

Si recuerdas tus viejas clases de

electricidad básica, la definición

oficial de “energía” es la

“capacidad para realizar trabajo.”

En verdad es una definición muy

ambigua y la hicieron así porque

no hallaron una forma mejor.

En verdad es difícil definir lo que

la energía es.

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.

Page 8: PRECIO: $ 17.50 USD - Encendido Electronico – …encendidoelectronico.com/Reporte5EstrategiasdeComprension/Report… · A estas alturas, tú ya comprendes que los oscilogramas,

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.

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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.

Page 10: PRECIO: $ 17.50 USD - Encendido Electronico – …encendidoelectronico.com/Reporte5EstrategiasdeComprension/Report… · A estas alturas, tú ya comprendes que los oscilogramas,

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.

Page 11: PRECIO: $ 17.50 USD - Encendido Electronico – …encendidoelectronico.com/Reporte5EstrategiasdeComprension/Report… · A estas alturas, tú ya comprendes que los oscilogramas,

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.

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.

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.

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.

Observa las mediciones de la fig.

No. 6 y compara con la fig. 7.

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

¿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 dónde está el

problema?

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.

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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?

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.

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

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.

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.

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.

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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.

Y ello exige estudio, preparación,

constancia.

Como puedes darte cuenta, es

todo un reto.

¿Estás listo?

En la figura 2 de la página 6,

hallarás el diagrama de bloques

que te dice cómo funciona un

oscilograma.

Te expone los procesos

fundamentales de un oscilograma:

cómo está conformado un

oscilograma y qué es lo que hace.

El diagrama de bloques de un

oscilograma puede dividirse en

tres secciones:

Fig. 8.- Señal del sensor de oxígeno; volvió a la lectura normal tras haber corregido el problema de mezcla pobre.

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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 voltaje-

corriente-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

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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 la

respuesta, encuentra la

pregunta.”

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.