ElPower – Diagnosticando problemas eléctricos · aproximadamente un 33 % de pérdida de potencia. Si no hay diodos de unión neutros, los dos devanados restantes estarán efectivamente

ElPower – Diagnosticando problemas eléctricos


Una razón frecuente para que los clientes se presenten en un taller de reparación de vehículos esla dificultad para comenzar o simplemente no empezar. A menudo, los principales sospechososson la batería, el motor de arranque y el alternador. Si el problema es obvio, entonces es fácil dediagnosticar. Por ejemplo, si el motor de arranque no enciende el motor, podemos verificar lapotencia y la conexión a tierra en el arranque, antes y después del solenoide, así como laoperación mecánica del solenoide. Como resultado, podemos identificar fácilmente el circuito ocomponente defectuoso del sistema de arranque. Del mismo modo, una batería descargada o unalternador inoperativo se diagnostica fácilmente con un multímetro digital.

Puede ser significativamente más difícil hacer el diagnóstico correcto cuando el motor dearranque arranca el motor, pero lentamente o el motor es difícil de arrancar. El sistema dearranque o carga puede estar parcialmente dañado o no es compatible con el vehículo. Elproblema puede ser una mala conexión o contacto. La sección transversal insuficiente de loscables de conexión, debido a la corrosión o la aplicación incorrecta, también puede existir. Estoscomponentes incluso pueden tener que ser eliminados para su inspección o reemplazo, solo paradescubrir que el problema está en otra parte. El tiempo de diagnóstico puede ser extenso,causando un gasto significativo para el cliente. En muchos vehículos, el acceso a la batería esdifícil, al igual que el acceso al alternador o al motor de arranque, lo que provoca nuevamenteimportantes cargas de mano de obra.

Para facilitar la solución de problemas del sistema de carga e inicio sin un desmontaje extenso,se puede usar un osciloscopio o un analizador de motor. Desafortunadamente, la forma de laforma de onda a veces hace que sea difícil hacer un diagnóstico correcto. Un análisis detalladode las formas de onda obtenidas, como la forma de onda mostrada en la figura 1 y los cálculosmanuales de los parámetros relevantes, puede llevar mucho tiempo.

http://usbautoscope.eu/ 1

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Figura 1. Ejemplo de forma de onda obtenida al analizar un sistema de arranque.

Herramientas como el "USB Autoscope" tienen la capacidad de analizar automáticamente laforma de onda. En el caso del "USB Autoscope", los algoritmos necesarios para varios procesosde análisis de formas de onda están contenidos en archivos llamados scripts. Existen variosguiones diferentes para el análisis de varias fallas del vehículo.

Un script llamado el script "ElPower" se usa para el análisis automático del voltaje de la bateríay las formas de onda de la corriente para obtener un diagnóstico rápido y completo de lossistemas de arranque y carga. La secuencia de comandos junto con el osciloscopio proporcionaun informe avanzado sobre la batería, el alternador y la condición de arranque. Además, otrosconsumidores de electricidad de alta potencia se pueden analizar muy rápidamente. La mediciónse realiza en los terminales de la batería. Si las conexiones se realizan en otro lugar que no seadirectamente a los terminales de la batería, los resultados obtenidos pueden no ser válidos. Nouse cables de puente.

El procedimiento de medición es el siguiente: conecte el "USB Autoscope" a la batería como semuestra en la figura 2 para obtener el voltaje de la batería y la forma de onda de la corriente.Inicie la grabación de la forma de onda y luego encienda el motor.




Figura 2. Conexión a la batería del vehículo para obtener formas de onda de corriente de voltaje.

La forma de onda registrada se analiza mediante el script "ElPower" y los resultados se muestranen forma de tabla con parámetros y gráficos. La secuencia de comandos resalta automáticamenteen los parámetros de color que se desvía de nominal y garantiza una mirada más de cerca. Elcolor amarillo resalta los valores fuera del rango permitido, mientras que el color rojo resalta lasdesviaciones críticas.

Algunos ejemplos:

El primer ejemplo es de un KIA 2009 equipado con un motor de 1.6. El resultado del análisisindica que todos los componentes del sistema de carga e inicio están en buenas condiciones. Unvistazo rápido a la información del script y que se muestra en la figura 3 revela lo siguiente:




Figura 3. Datos proporcionados por el script "ElPower".

La tensión inicial al comienzo de la medición era 12.45 V. En la figura 4 se muestra una tabla devoltaje frente a nivel de carga y, de acuerdo con la tabla, el SOC (estado de carga) de la bateríaes aproximadamente del 80 %.

Sin embargo, el script toma una serie de variables en cuenta y será más preciso para determinarSOC que confiar en esta tabla. Deje que el software haga el trabajo duro! Para obtener la mejorprecisión al usar la secuencia de comandos, deje que el vehículo descanse durante una hora antesde realizar cualquier medición si el vehículo fue conducido recientemente. Tenga en cuenta quelas baterías modernas tienen niveles de voltaje ligeramente más altos que las baterías másantiguas, debido a la mejora de la química.




Figura 4. Una tabla de voltaje vs. nivel de carga en baterías modernas. La temperatura ambiente es asumida.

Los datos en la figura 3 también muestran que durante el arranque el voltaje no cayó por debajode 10.25 V.

El flujo de corriente medido desde la batería durante el arranque fue de 598 A. La batería en elKIA se especifica en 640 CCA. De modo que nuestra batería puede entregar el 93 % de lacorriente de arranque especificada en esta instancia específica, lo que es bueno. Tenga en cuentaque las baterías nuevas pueden ser capaces de suministrar una corriente de arranque superior a laindicada por el fabricante en la etiqueta.

El alternador produce una tensión de 13.96 V. La tensión máxima durante la medición no seelevó por encima de 13.98 V. Estas mediciones son normales. La ondulación o, como algunosdicen erróneamente, el voltaje de CA, fue de 44 mV.

El tiempo de respuesta del solenoide de arranque fue de 18 ms, y la corriente del solenoide fuede 29.2 A. La corriente máxima del arrancador fue de 391 A. El script calculó que una bateríacon una corriente de arranque de 320 CCA sería suficiente para el arrancador. Refiriéndonos a la




capacidad de corriente de arranque medda de la batería que era igual a 598 CCA, vemos que labatería instalada tiene una buena reserva de corriente de arranque.

El segundo ejemplo es de un Chevrolet Aveo 2012 equipado con un motor de 1.6. El resultadode diagnóstico como se muestra en la figura 5 indica un sistema de carga defectuoso. El análisistambién muestra que durante el arranque del motor, el voltaje del sistema cae muy bajo. Lasmedidas reales de la corriente de arranque de la batería a 297 A son significativamente menoresque la corriente requerida de 542 CCA. En este vehículo, se especificó que la batería tiene unacorriente de arranque de 540 CCA. La corriente disponible (297 A) es solo el 55 % de lacorriente especificada (540 CCA). Esto indica una capacidad de la batería significativamentemenor. Tenga en cuenta que para las baterías con baja capacidad de corriente, se recomiendarealizar una carga completa y repetir la prueba.

Figura 5: Una batería débil o descargada y un alternador defectuoso.

Después de reemplazar el regulador de voltaje en el alternador, la tensión de carga volvió a unvalor normal. Sin embargo, incluso con una batería completamente cargada, la caída en el voltajede la batería durante el arranque del motor todavía era significativamente más de lo normal, loque indica una batería gastada. Se recomendó al propietario del vehículo que instalara unabatería nueva con una capacidad de corriente de arranque de al menos 542 CCA.

El siguiente ejemplo fue grabado desde un Volkswagen equipado con un motor 2.8 VR6.El resultado del análisis que se muestra en la figura 6 indica problemas significativos con lacaída de corriente de arranque.




Figura 6: una gran cantidad de salidas de corriente de arranque.

La forma de onda de la corriente de arranque real fue como se muestra en la figura 7.




Figura 7: Forma de onda que muestra la corriente de arranque que abandona una gran cantidad de veces.

Las caídas de corriente del arrancador pueden ser el resultado del desgaste de las escobillas, elconmutador o el contacto deficiente en las conexiones eléctricas en el circuito de arranque. Undesmontaje y una inspección visual de los componentes iniciales revelaron el daño que semuestra en la figura 8.




Figura 8: segmentos del colector gravemente quemados en una armadura de arranque.

El aumento del tiempo de conmutación del solenoide, medido a 67 ms, también fue causado porlos segmentos del conmutador quemado. Una vez que se reparó el arrancador, todos losparámetros medidos volvieron a la normalidad.

El siguiente ejemplo es un problema de alternador. El vehículo es Volkswagen Passat B5 1.8 conuna queja de una batería mal cargada. El script determinó que el problema fue causado por unafase faltante. La mayoría de los alternadores tienen tres fases, pero a este alternador le faltabauno. Este problema causa una pérdida de la capacidad del alternador y una batería crónicamentesubcargada. La fase faltante provoca una gran ondulación de voltaje en el sistema eléctrico,como se muestra en los datos de la figura 9. Tanto la falta de carga como la gran fluctuaciónocasionarán la falla de la batería. La ondulación puede causar problemas de capacidad deconducción difíciles de diagnosticar.

Tenga en cuenta que la cantidad exacta de pérdida de capacidad depende del tipo de devanadodel estator, si es una herida en delta o un estator con enganche de estrella y si el alternador estáequipado con diodos adicionales para rectificar la unión neutra. Si el alternador tiene diodos deunión neutra y una fase falla, las otras dos fases funcionarán normalmente, causandoaproximadamente un 33 % de pérdida de potencia. Si no hay diodos de unión neutros, los dosdevanados restantes estarán efectivamente en serie, creando un circuito de fase única. Lacorriente en los dos devanados está 120 grados desfasada entre sí, causando muy poca o ningunasalida. Un estator con una herida delta que pierda una fase simplemente tendrá una pérdida de




producción de aproximadamente 33 %. Si el alternador está equipado con un sistema que utilizacorriente de estator para alimentar el campo, la pérdida de una fase puede causar una pérdidatotal de carga, especialmente a bajas RPM.

Figura 9: la batería está descargada, la salida de carga es baja y hay una ondulación excesiva.

Después de reparar el alternador y cargar la batería, todos los parámetros medidos volvieron a lanormalidad.

El último ejemplo está tomado del minibús Mercedes Sprinter equipado con un motor DieselCommon Rail de 2.7L. La Figura 10 enumera los datos medidos. Tenga en cuenta que lasecuencia de comandos hace una evaluación en cuanto a la condición de los calentadores y elcircuito.




Figura 10: Parámetros medidos de un vehículo equipado con un motor Diesel.

El procesamiento y análisis de la forma de onda nos muestra que este vehículo en particularnecesita una batería capaz de entregar aproximadamente 1023 CCA. Debido a que la batería,aunque está completamente cargada, no tiene la capacidad adecuada, el voltaje del sistema caea 8.22 V durante el arranque. La batería solo puede entregar 663 A mientras se mantiene elvoltaje adecuado del sistema.

La secuencia de comandos no detectó ningún problema con el sistema de carga.

Durante el período de medición, la unidad de control del motor encendió las bujíasincandescentes. La secuencia de comandos luego realizó un análisis de la corriente de la bujíaincandescente y determinó que el sistema probablemente tiene 2…3 bujías incandescentes. Lasecuencia de comandos básicamente sugiere que el técnico investigue más a fondo el circuito deencendido, en función de la medición.

El script puede medir y visualizar datos y gráficos de la corriente de la batería y formas de ondade voltaje bajo varias condiciones de operación. Un ejemplo de esta capacidad se muestra en lafigura 11. Los datos y gráficos calculados no son completamente precisos, pero sin duda puedenayudar a visualizar y comprender los procesos que ocurren en el sistema eléctrico del vehículo.




Figura 11: Varios gráficos relacionados con el sistema eléctrico de un vehículo.

Aquí consideraremos los procesos que ocurren en el sistema eléctrico del vehículo durante elperíodo de medición. (Para llamadas en el texto, consulte la figura 11).

Después de iniciar la grabación de la forma de onda, encendimos brevemente los faros de luz decarretera. Esto se refleja como una pequeña gota del gráfico rojo (A). Luego se encendió elencendido y la unidad de control del motor encendió las bujías incandescentes (B) durante 26segundos, momento en el que la unidad de control desconectó el relé del bujía incandescente.Después de girar la llave a la posición inicial, el arrancador comenzó a girar, lo que se reflejacomo una gota relativamente breve del gráfico rojo (C). Después de que el motor arrancó, elalternador no comenzó a cargar inmediatamente y está claro que el consumo de corriente de labatería fue significativo. La unidad de control del motor volvió a encender las bujías deprecalentamiento para recalentarlas (D). Incluso después de que la salida del alternador hayaalcanzado su capacidad máxima, la tensión del sistema no aumentó a los 14 V nominales, ya quelas bujías incandescentes consumieron una corriente significativa, y simplemente no habíacorriente disponible para subir la tensión. La corriente máxima del alternador estaba limitada a99 A (E). En este ejemplo, el consumo total de corriente del vehículo fue de 64 A mientras quela corriente de carga de la batería fue de 35 A. Después de 10 segundos, las bujías deincandescencia se apagaron, como se muestra en los gráficos grises, y se usó más corriente delalternador para cargar la batería. Después de unos segundos, el voltaje del sistema aumentó a14 V y el alternador comenzó a limitar la corriente de carga para mantener el voltaje requeridodel sistema (F). A continuación, volvemos a encender brevemente los faros de carretera de




nuevo como se ve en el gráfico gris. Sin embargo, ni el voltaje de la batería ni la corriente decarga de la batería cambiaron apreciablemente ya que la carga adicional era transportadafácilmente por el alternador, aumentando la corriente de carga. Esto se puede ver al levantar elgráfico verde (G).

Además de los ejemplos revisados, la secuencia de comandos también puede determinarautomáticamente un voltaje de carga del alternador demasiado alto, debilidades de la batería,drenaje parásito de la batería, problemas con el solenoide de arranque y otros problemas.

El uso de la secuencia de comandos de ElPower ahorra tiempo en el diagnóstico de los sistemasde carga y arranque de vehículos, y también puede ayudar a determinar problemas difíciles dediagnosticar y sutiles en los circuitos de arranque y alternador.



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ElPower – Diagnosticando problemas eléctricos · aproximadamente un 33 % de pérdida de potencia. Si no hay diodos de unión neutros, los dos devanados restantes estarán efectivamente