osciloscopio automotriz 2010 v 1.0

Material preparado por: Omar Antonio Araque

CONVENIO ESPECIAL DE COOPERACIÓN No. 00036 DEL 2010 CELEBRADO ENTRE EL SENA Y ASOPARTES

BIENVENIDOS

Convenio SENA / ASOPARTES



CARACTERÍSTICAS, APLICACIÓN E

INTERPRETACIÓN DELOSCILOSCOPIO AUTOMOTRIZ



REFLEXIÓN

La tecnología facilita todo tipo de operación, solamente

Cuando se tiene, un uso correcto de ella con el conocimiento adecuado.



1. Portátil y de tamaño reducido.2. Fácil de utilizar y con el mínimo de botones posible.3. Robusto para el trabajo sometido a vibraciones, calor e

incluso golpes.4. Con funciones de multimetro para no tener que cambiar

de instrumento.5. Digital con posibilidad de detener y grabar la imagen para

analizarla con detalle.

¿CÓMO DEBE SER UN OSCILOSCOPIO AUTOMOTRIZ?



6. De dos canales para poder analizar dos señales diferentes a la vez.

7. Con trazado de gráficas para analizar una señal en el tiempo.

8. Con posibilidad de actualización de software para adaptarlo a verificaciones de nuevos componentes.

9. Que disponga de un manual de instrucciones claro y detallado, especificando la forma de conexión correcta de todos los elementos a comprobar en el automóvil.

¿CÓMO DEBE SER UN OSCILOSCOPIO AUTOMOTRIZ?



PUERTOS DE ENTRADA

Imagen 1



LLAVES DE CONTROL

Imagen 1



VOLTAJE POR DIVISIÓN (V/d)1

1

1

1

1

1

1

Imagen 2

0



VOLTAJE POR DIVISIÓN (V/d).5

.5

.5

.5

.5

.5

.5

Imagen 2

0




5

5

5

5

5

5

Imagen 2

0




1

1

1

1

1

1

Imagen 2

0



TIEMPO POR DIVISIÓN (T/d)

1 1 1 1 1 1 1 1 1

Imagen 3

0




1 1 1 1 1

1 1 1 1

Imagen 3

0




.2 .2 .2 .2 .2 .2 .2 .2 .2

Imagen 3

0




10 10 10 10 10 10 10 10 10

Imagen 3

0



PENDIENTE DE DISPARO

Imagen 3

0



NIVEL DE DISPARO

Imagen 3

0



PENDIENTE DE DISPARO

Imagen 3

0



NIVEL DE DISPARO

Imagen 3

0



TERMINOS GENERALES

Imagen 3

0

Amplitudde

Voltaje

Vpp



TERMINOS GENERALES

Imagen 3

0

VoltajePico

Vp



TERMINOS GENERALES

Imagen 3

0

VoltajeEficaz

Vrms



TERMINOS GENERALES

Imagen 3

0

Periodo



TERMINOS GENERALES

Imagen 3

0

Frecuencia



CICLO

es la parte de la onda que se repite. Para determinar el ciclo nos tenemos que fijar en un punto de la onda, de manera que el ciclo estará comprendido desde ese punto hasta que se vuelva a repetir.

La forma de onda es la representación gráfica de una señal que muestra el tiempo en el eje horizontal y el valor de tensión en el eje vertical.

TERMINOS GENERALES



PERIODO

Es el tiempo que tarda una onda en realizar un ciclo completo.

El periodo puede medirse directamente en pantalla.

Si contamos el número de divisiones que contiene el ciclo y lo multiplicamos por la base de tiempo, tendremos la duración del periodo en segundos.

TERMINOS GENERALES



PERIODO

Ejemplo:

Si el ciclo ocupa 4 cuadrados y la base de tiempo es 125 µs/d.

El periodo será a 4 x 125 = 500 µs,

o lo que es igual a 0,5 milisegundos.

TERMINOS GENERALES



FRECUENCIA

Es la definición del número de ciclos que se repiten en un segundo.

La unidad de frecuencia es el hercio (Hz) que equivale a un ciclo por segundo (1 c/s).

Existe una relación entre el periodo y la frecuencia, de modo que la frecuencia es la inversa al tiempo que tarda un ciclo.

TERMINOS GENERALES



FRECUENCIAExpresado matemáticamente es:

f = 1/t t = 1/f

Siendo: f = frecuencia t = periodo.

TERMINOS GENERALES



FRECUENCIA

Ejemplo: todos tenemos presente que la frecuencia de la red doméstica es 50 Hz.

Si queremos saber el tiempo que dura un ciclo:t = 1/f = 1/50 = 0,020 segundos

O si tenemos el periodo, la frecuencia, será: f = 1/t = 1/0.020 = 50 Hz.

TERMINOS GENERALES



AMPLITUDSe define como el valor de tensión instantáneo o el valor de pico a pico.

Es decir, la altura que tiene la señal eléctrica con respecto a la línea de cero voltios o la distancia entre el pico positivo y negativo en el caso de corriente alterna.

Para saber su valor, recordemos que hay que contar los cuadros y multiplicar por la escala voltios/división.

TERMINOS GENERALES



Hemos hablado de corriente continua y de corriente alterna, pero existe un tercer tipo que posee las característicasde ambas.

Son los impulsos.

Para controlar el perfecto funcionamiento de distintos actuadores como electroválvulas, inyectores, motores de ralentí, los módulos de control electrónico generan impulsos de mando sobre el actuador.

CARACTERÍSTICAS DE LAS ONDAS DE IMPULSOS



El control puede hacerse de dos formas distintas:

1. enviando impulsos de corriente continua y variando la frecuencia

2. manteniendo la frecuencia constante y variando la anchura del impulso.

En los dos casos se consigue regular la corriente de mando que pasa por el actuador y, en consecuencia, su funcionamiento




El procedimiento de regulación más empleado es el de frecuencia fija y variación de tiempo de trabajo.

A este método se le conoce con distintos nombres, tales como: regulación por ciclo de trabajo variable, variación del Dwell, variación del factor de trabajo o PWM (modulación de ancho del pulso).

Este método es empleado para el control de las electroválvulas de inyección, para el mando regulado de algunos actuadores de ralentí, para la activación de diferentes electroválvulas, etc.




Los actuadores reciben impulsos de mando con una tensión y frecuencia fija, y se hace variar la relación entre la anchura del impulso a nivel bajo (masa) y alto (tensión de batería); se modifica la relación entre la señal cuando trabaja y cuando no trabaja.

El resultado final es que los dispositivos a controlar reciben una corriente perfectamente regulada y el modulo de control electrónico no se somete al peligro que supone la alimentación continua, por el exceso de temperatura y consumo que se produce.

El periodo de trabajo puede medirse en porcentaje, Dwell o en tiempo en milisegundos según nos interese en cada caso.




ANCHO DE PULSO MODULADO

100 %OFF OFF OFF

10%

90%

ON ON

Imagen 3

0

12



ANCHO DE PULSO MODULADO

100 %OFF OFF

90%

10%

ON ON ON

Imagen 3

0

12



HALLAR CICLO DE TRABAJO

100 %OFF

25%

75%

ON

5 ms 5 ms 5 ms 5 msImagen 3

0

12

V/div = 2V t/div = 5 mS

Ciclo de trabajo (D)Es igual a

Periodo activo (t-)Dividido

Periodo total (t)Multiplicado por 100

D = (t-/t)*100

D = (0,015/0,020)*100

D = (,015/,020) = ,75*100 = 75%



HALLAR CICLO DE TRABAJO

100 %

OFF75%

25%ON

1 ms 1 ms 1 ms 1 msImagen 3

0

12Ciclo de trabajo (D)

Es igual a Periodo activo (t-)

Dividido Periodo total (t)

Multiplicado por 100

D = (t-/t)*100

D = (0,001/0,004)*100

D = (,001/,004) = ,25*100 = 25%

V/div = 2V t/div = 1 mS



Sensor MAP Sensor MAFSensor TPS

Sensor ECT Sensor IATSensor O2

Sensor PFE Sensor DPFESensor VAF

SEÑALES ELECTRICAS DEL TIPO DC (ANALOGAS)



Sensor CKP Sensor CAMSensor VSS

Sensor KS Sensor ABS

Sensores Tipo Reluctancia Variable (Magnéticos)

SEÑALES ELECTRICAS DEL TIPO AC (ANALOGAS)




Sensor MAP Sensor MAF

Sensores Tipo Efecto HALL

SEÑALES ELECTRICAS DEL TIPO DIGITAL




Sensores Tipo Ópticas

SEÑALES ELECTRICAS DEL TIPO DIGITAL



Activación de Inyectores Control de encendido

Control de EGR Control de EVAP

Control IAC / ISC

SEÑALES ELECTRICAS ANCHO DE PULSO MODULADO



Sensor de la Temperatura del Anticongelante (Coolant Temperature Sensor)



Sensor de la Temperatura del Aire Entrante(Intake Air Temperature)



Sensor de Posición de Mariposa(Throttle Position Sensor)



Éste es alimentado con 5V de referencia y una señal detierra enviados por el ECM.

Estas señales son típicamente compartidas con otros sensores.



ESTRATEGIAS DE DIAGNOSTICO

Equipo: Osciloscopio

Aplicación: Todos los vehículos

Conexiones Conectar la terminal de prueba positiva al lado de la salida (señal) del sensor.

La punta negativa a tierra.



ESTRATEGIAS DE DIAGNOSTICOAJUSTAR RANGO

Escala de voltaje Aproximadamente una cuarta parte del voltaje de referencia

Tiempo Base

Prueba a Baja Velocidad

500 milisegundos por división

Prueba a Alta Velocidad


Nivel de Disparo (trigger) 100 milivoltios por encima del voltaje base.

Pendiente o Inclinación (slope) Positiva



Forma de onda normal




Asegurémonos que la función de "auto-disparo (trigger)" esté desactivada, y que el osciloscopio esté ajustado para capturar una señal de barrido única.

Siempre debemos verificar este tipo de sensor moviendo el eje de la mariposa lentamente, luego otra vez, moviéndolo rápidamente.

Algunas veces los problemas solo aparecen a unavelocidad y no a la otra.




Lo que debemos observar

El osciloscopio debería comenzar su trazo en el momento que comenzamos a mover el eje de la mariposa, La señal de voltaje deberá subir suavemente, luego bajar suavemente Los picos, las interrupciones o las caídas intermitentes de voltaje en la forma de la onda indican un problema en el sensor.



Forma de onda irregular (daño en el sensor TPS)



Sensor de Presión Absoluta del Multiple de Admisión(Manifold Absolute Pressure)



La señal del sensor MAP es una de las más importantes señales de entrada de información para el ECM.





Aplicación: Todos los vehículos





ESTRATEGIAS DE DIAGNOSTICOAJUSTAR RANGO

Escala de voltaje Aproximadamente una cuarta parte del voltaje de referencia

Tiempo Base

Prueba a Baja Velocidad


Prueba a Alta Velocidad


Nivel de Disparo (trigger) 100 milivoltios por encima del voltaje base.

Pendiente o Inclinación (slope) Positiva



Forma de onda normalSensor tipo análogo




El voltaje del sensor varia de acuerdo al vacío del motor.

Siempre debemos someter este sensor al calor, frio y a las vibraciones durante la prueba.




Lo que debemos observar La forma de onda debe mostrar una elevación suave al incrementarse la señal de voltaje.

La forma de onda debe mostrar una caída suave a medida que disminuya la señal de voltaje

Los picos, las interrupciones o las caídas intermitentes de voltaje en la forma de la onda indican un problema en el sensor.





Aplicación: Vehiculos de la marca Ford más recientes con sistemas EEC-IV






AJUSTAR RANGOEscala de voltaje Dos (2) voltios por divisiónTiempo Base Dos (2) milisegundos por divisiónNivel de Disparo (trigger) Dos (2) voltios

Pendiente o Inclinación (slope)

Positiva



Forma de onda normalSensor tipo análogo




La frecuencia varia de acuerdo al vacío del motor

Siempre debemos someter este sensor al calor, frio y a las vibraciones durante la prueba.




Lo que debemos observar

La señal pulsa entre un voltaje de referencia de 5 voltios y tierra.

Los pulsos superiores deberían alcanzar el voltaje de referencia.

Los pulsos inferiores deberían alcanzar los 600 milivoltios con respecto a tierra.

Los pulsos deben ser parejos y bien cuadrados.



Sensor de Flujo de Masa de Aire(Mass Air Flow)



El sensor MAF mide la cantidad de aire que está entrando al motor.

Ésta es una señal de carga de aire sobre el motor (load signal)



Sensor de Oxigeno(O2)





Aplicación: Todos vehiculos


La punta negativa a tierra del sensor.




AJUSTAR RANGOEscala de voltaje 200 milivoltios por divisiónTiempo Base 200 milisegundos por divisiónNivel de Disparo (trigger) 450 milivoltios


Positiva

Nota: Disminuya el nivel cero de voltaje a una (1) división desde la parte inferior de la pantalla




Asegurémonos que el motor está a una temperatura normal de operación y que el sensor de oxígeno está totalmente calentado.

Operemos el motor a 2500 RPM por aproximadamentedos minutos para llevar al sensor a una temperatura normal de operación.




Utilicemos algún medio para enriquecer la mezcla del motor y verifique si el voltaje del sensor de oxígeno puede elevarse por encima de

800 milivoltios.

Forcemos el motor a funcionar pobre, veamos si elvoltaje del sensor de oxígeno puede disminuir por debajo de los 175 milivoltios.




Mientras el motor está aun funcionando con mezcla pobre, abramos totalmente la mariposa del acelerador de una forma rápida y verifiquemos el voltaje del sensor deoxígeno.

El voltaje deberá aumentar en menos de 100 milisegundos.




Señal del sensor de oxígeno elevándose a una condición completamente rica




Señal del sensor de oxígeno disminuyendo a una condición completamente pobre




Cambio parcial

Un cambio parcial podría ser causado por un sensor de oxígeno lento, o por un problema en el sistema de control de combustible, como una fuga de vacío o una manguera del sensor MAP restringida.




Señal del sensor de oxígeno polarizado

Podemos llegar a pensar que esta señal se ve bien, pero si observamos detenidamente veremos que el voltaje nunca desciende por debajo de 200 mV.

Este sensor de oxígeno está polarizado (tiene una tendencia) ligeramente alto.




Falla de encendido (Misfire)

Aquí se muestra como aparece una falla de encendido en la forma de onda del sensor de oxígeno.

La señal del sensor parece cambiar de una forma demasiado rápida, debido a que la falla de ignición empuja “olas” de oxígeno hacia el sensor.



Sensor de Detonación(KS)





Aplicación: Todos vehiculos


La punta negativa a una buena tierra.




AJUSTAR RANGOEscala de voltaje 200 milivoltios AC por divisiónTiempo Base 50 milisegundos por divisiónNivel de Disparo (trigger) 50 milivoltios


Positiva

Nota: Ubique el nivel cero de voltaje al medio de la pantalla



Sensores de Referencia(RPMS y Angulo de Giro)



Sensor de Reluctancia Variable



Sensor de Efecto Hall



Sensor Óptico



Sensor de Reluctancia Variable



Verificación con un Osciloscopio Digital (DSO) y un Multímetro con Capacidad de Gráficas



Verificación con un Osciloscopio Digital (DSO) y un Multímetro con Capacidad de Gráficas

Amplicacion deLa seccion

Intermedia, Ver la escala



La Sección del Momento de Saturación de la Bobina (The Dwell Section)

Momento de saturacion del primario!!!



DEFINICIONES Y TERMINOS EN AC

Impedancia:la aparente oposicion en un circuito electrico al flujo de corriente alterna y que es analogo a la actual “resistencia electrica” en los circuitos de DC

Inductancia:una propiedad de un circuito electrico por la cual una fuerza electromotriz es inducida en esta por una variacion de corriente sea en el circuito mismo o en un circuito cercano a el.

Reactancia:la parte de la impedancia de un circuito alterno que es debido a la capacitancia y/o inductacia y que es expresada en ohms.



Formas de Onda de la Corriente del Primario (Voltaje Comparado a Corriente)

El embobinado del primario, se RESISITE a los cambios rapido en el flujo de corriente al empezar a

formarse el campo magnetico

REACTANCIA INDUCTIVA




sobre voltaje en primario

Saturacion de la bobina mas rapida

Incremento de corrienteAumenta la pendiente




Reduccion de voltaje o alta resistencia en primario

Saturacion de la bobina mas lenta

Reduccion de corrientedisminuye la pendiente



Interpretación de la Forma de la Onda del Circuito Secundario

ASI COMO PODEMOS TENER FORMA DE ONDA EN EL PRIMARIO, EL SECUNDARIO TAMBIEN TIENE SU INTERPRETACION



Ilustración 5-38

Su altura depende de la cantidad de resistencia presente en:

Cable de bobina

Distribuidor

Tapa y rotor (cuando aplica)

Cables secundarios

Bujias

Calibracion de electrodos

Mezcla en el cilindro

Presion en el cilindro




Ilustración 5-38

Si fueran necesarios 25kV para vencer la resistencia total del cilindro #1 debido a una mala calibración de bujía, entonces la bobina debe generar 25kV de energía

Pero si en el primario tenemos alta resistencia u otro problema asociado entonces NO llegariamos a los 25kV tal vez 8, 10, 21 o 23 kV

Recuerde

¡¡¡ la energia del secundario, depende del buen estado del primario !!!




Ilustración 5-38

El voltaje de disparo oscila entre 8 a 12kV en ralenti.

En los sistemas DI, la altura de la linea de disparo en todos los cilindros no debe variar mas del 20% entre la mas baja y la mas alta.

En los sistemas waste spark, hay variacion de exceso del 20% debido a que tenemos bujias con polaridad invertida. Se veran diferencias de 4 a 8kV




Ilustración 5-38

El nivel de voltaje al cual se ubica se conoce como: voltaje de quemadoLa longitud de la línea de chispa es conocida como: tiempo de quemado (duración 2mS aprox.) que depende de:

• La cantidad de resistencia en el secundario– Cable de bobina, Distribuidor, Cables

secundarios, Bujías, Calibración de electrodos, mezcla en el cilindro, Presión en el cilindro

• Energía disponible en la bobina


Linea de fuego

Linea de chispa

¡¡¡Son inversamente proporcionales !!!



Ilustración 5-38Interpretación de la Forma de la Onda del Circuito Secundario

• bujías muy cerradas• corto a tierra• mezcla rica

• bujías muy abiertas• mezcla pobre• cable abierto (sin contacto)• baja compresión



Ilustración 5-38

Energia residual de la bobina conocidas como ondas de disminución

Linea de 0V, su longitud es inversamente proporcional al N° cilindros del motor y a las rpm motor





Cantidad de tiempo que fluye la corriente por el primario



Ilustración 5-40

Mas de 8kV

¾ del Vmax de la linea de fuego; minimo 2kV

0V

menor a 0V

0V




Ilustración 5-45

IDENTIFICACION DEL CIRCUITO PRIMARIOIDENTIFICACION DEL CIRCUITO SECUNDARIOVERIFICACION ANGULOS DE AVANCE

RALENTI2500rpmALTA MARCHA

MEDICION DE RESISTENCIAS EN BOBINASVERIFICACION DE SUMINISTRO VOLTAJE A LA ENTRADA DE LA BOBINAVERIFICACION DE CAIDA DE VOLTAJE A LA ENTRADA DE LA BOBINALECTURA DEL SENSOR CKP CON OSCILOSCOPIOLECTURA E INTERPRETACION DE SEÑAL DE CIRCUITO PRIMARIO CON OSCILOSCOPIOLECTURA E INTERPRETACION DE SEÑAL DEL CIRCUITO SECUNDARIO CON OSCILOSCOPIO

PRACTICAS EN VEHICULOS ESPECIFICOS

osciloscopio automotriz 2010 v 1.0

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