PEAK 7000 MANUAL DE USUARIO ANÁLISIS DE GASES MANUAL DE INSTRUCCIONES ÍNDICE DE MATERIAS Introducción Características generales Instrucciones de seguridad equipo -Del equipo -Seguridad eléctrica -Seguridad térmica Instrucciones de seguridad del vehículo -Seguridad mecánica -Seguridad eléctrica -Seguridad térmica Descripción del equipo -General -Unidad de gases -Medidas realizadas Funcionamiento -Preparación previa -Conexión de captadores -Convencional -Encendido DIS -Inyector -Sonda de temperatura -Sonda de gases del motor -Seguridad conexión Medición Teclado y funciones -Calibración -Apagado automático Sistema de filtrado de gases -Filtrado de gases -Decantación de agua -Control de humedad -Condensación -Aspiración Impresión de informes Funcionamiento de las medidas -Test de análisis de gases -Test de barras -Test gráfico de gases -Test osciloscopio lambda -Test pre-itv catalizado -Test gráfica de tiempo -Test verificación mecánica -Junta de culata -Segmentos -Guías de válvulas -Test banco de datos 3 4 5 5 6 Menú de utilidades -Claves de acceso Calibración con gases Mantenimiento -Montaje Filtros 50 57 58 59 59 ANÁLISIS DE GASES 60 COMBUSTIÓN DE GASOLINA Elementos -Aire -Gasolina Relación estequiométrica -Mezclas pobres -Mezclas ricas -Factor lambda Química de combustión -Gasolina -Aire -Peso molecular gasolina -Peso molecular aire Conclusiones de la combustión -Mezcla pobre -Mezcla rica 7 7 8 9 13 14 15 15 16 16 16 17 17 18 18 19 20 21 21 61 61 61 62 62 62 63 63 63 63 64 64 65 65 GASES DE ESCAPE Gases inofensivos -Dióxido de carbono -Vapor de agua -Nitrógeno Gases contaminantes -Hidrocarburos -Óxidos de nitrógeno -Monóxido de carbono -Plomo -Dióxido de Azufre -Carbonilla Contaminación -Efectos de la contaminación 22 23 23 23 24 24 25 27 28 32 36 40 42 44 44 45 47 49 66 66 66 66 67 67 67 68 68 68 68 69 69 REDUCCIÓN DE GASES -Sistemas anti polución -Dosificación de mezcla -Avance de encendido -Solape de válvulas -Relación de compresión -Temperatura refrigerante -Relación Superf./vol. -Eliminación vapores de gas. 1 70 72 73 74 75 76 77 78 MANUAL DE INSTRUCCIONES -Recirculación gases cárter 81 -Recirculación gases cárter 82 -Insuflación de aire 83 -Catalizadores 84 -Catalizador de 2 vías 85 -Catalizador de 3 vías 86 -Control de estado 87 -Averías catalizador 87 MEDICIÓN DE GASES -CO Monóxido de carbono -HC Hidrocarburos -CO2 Dióxido de carbono -O2 Oxígeno -CO corregido -mB Presión atmosférica -Relación aire/combustible -Factor lambda 89 90 90 91 92 92 92 93 Desarrollo de pruebas -Medida de CO -Vehículos de carburación -Vehículos de inyección -Filtro de aire -Escape roto -Ajuste de CO escape roto -Distribución mal calada -Toma de aire en admisión -Carbonilla en admisión -Fallos de encendido -Curva de avance -Calado de avance -Consumo de aceite -Riqueza de combustible -Pobreza de combustible -Combustible irregular 94 94 96 99 99 99 100 100 101 102 104 104 104 105 105 106 2 Elementos de inyección -Bomba de gasolina -Filtro de gasolina -Regulador de presión -Inyectores -Pulverización inyector -Caudal de inyectores -Ajuste valor lambda -Ajuste del caudalímetro -Sonda de temperatura 103 107 107 108 109 109 110 110 111 Sistemas catalizados -Verificación catalizados -Sonda lambda -Diagrama de tensiones -Fallos encendido -Comprobación catalizador -Obstrucción catalizador -Prueba de Pre-ITV 112 112 115 116 116 117 117 PROBLEMAS Y SOLUCIONES -Errores generales -Monitor -Etiquetas informativas -Obstrucción -Condensación -Bombas aspiración -Sensor de oxígeno -Impresora -RPM 118 118 118 119 119 120 120 120 121 Repuesto -Sonda de gases -Filtros 122 122 MANUAL DE INSTRUCCIONES INTRODUCCIÓN El PEAK 5000 es un completo analizador de gases de escape, cuya versatilidad y al mismo tiempo facilidad de manejo, permite verificar cualquier tipo de vehículo, tanto gasolina como diesel, de una forma sencilla, rápida y eficiente. Para el desarrollo de este producto, F.B. Electrónica ha aplicado toda la tecnología punta que existe actualmente. Unidades de medida carentes de movimientos mecánicos y de rápido calentamiento, cumpliendo la normativa de Clase 1 en Europa y USA. Un sistema está basado en ordenadores de última generación, con gran capacidad de memoria y altas velocidades de proceso. Teclado extendido de 104 teclas e impresora de 80 columnas. Para desarrollar el programa interno se ha utilizado una de las herramientas más modernas existentes en el mercado, es el primer analizador de gases múltiple que trabaja en el entorno Windows. La medición de gases, para motores de gasolina, se realiza por el método de análisis espectroscópico de infrarrojos a través de unidades de medidas de tres cámaras (CO, CO2, HC). La medida de oxígeno(O2) y óxidos de nitrógeno(NOx) se hace utilizando unos sensores químicos especiales. Además de las medidas anteriores y basándose en cálculos matemáticos o mediciones electrónicas adicionales, también se pueden determinar otros valores, como son; el cálculo de valor Lambda, cálculo de CO corregido y otros parámetros auxiliares a la medida de gases como la presión atmosférica, R.P.M., temperatura, tiempo parcial de medida etc.. Con el análisis de gases es posible detectar las averías del motor y diagnosticar en que parte del sistema se encuentra el problema, bien sea del encendido, alimentación de combustible o problemas mecánicos. Más adelante se explicarán las medidas realizadas por el equipo y los problemas que se pueden detectar a través de las medidas realizadas. No solamente se medirán los gases del escape, sino que es importante medir también los gases que se encuentran en diferentes partes del propio motor (cárter, balancines, circuito de refrigeración). Para realizar estas pruebas es necesario utilizar los accesorios especiales que se suministran con el equipo siguiendo las indicaciones de cada prueba correctamente, según se explica en los test de medida de componentes mecánicos. Para la medición de los humos en los motores diesel, se utiliza una unidad de medida para la opacidad, de flujo parcial descrita en el manual del opacímetro. 3 MANUAL DE INSTRUCCIONES CARACTERÍSTICAS GENERALES. -Mueble ergonómico que permite su desplazamiento de manera fácil con acoplamiento y soporte sencillo para las sondas de medida y captadores. -Diferentes programas y test de funcionamiento que se adaptan a las necesidades para investigar una avería. -Test de medida de gases, hasta una hora de funcionamiento, con la posibilidad de registrar los valores de gases así como las revoluciones de motor. -Posibilidad de trabajar alternativamente con gasolina y diesel en el mismo equipo. - Evolución y adaptación del producto mediante el cambio de programas. -Autodiagnóstico de la unidad de medida por programa de ordenador. -Detección de fugas y control del volumen de aire aspirado. -Verificación y control de funcionamiento del equipo por diferentes programas de control. -Adaptado a las normativas actuales empleadas en estos sistemas de medida, tanto nacionales como internacionales. -Unidades de medida de gases, carentes de movimientos mecánicos -Unidades de medida de tres cámaras (CO, CO2 y HC) -Tiempo de calentamiento rápido. (< 6min.) -Tiempo de calentamiento regulado por microprocesador. -Precalentamiento de 1 minuto. -Doble sistema de aspiración independiente para gas o agua. -Detectores electrónicos de aspiración y humedad. -Eliminación de residuos de HC, automática. -Filtrado de residuos sólidos con utilización de filtros sintéticos. -Puesta a cero y calibración controlada por microprocesador, lo que facilita la puesta en marcha del equipo y evita posibles errores de calibración. -Diferentes test de medida para motores de gasolina y diesel. -La medida de RPM se puede realizar en encendido convencional, DIS, Inyectores y bobinas individuales. -Medición de revoluciones de inyección. -Impresora de 80 columnas programada en modo gráfico bidireccional. -Impresión de informes de medición. -Desarrollado en entorno Windows. -Procesadores de alta velocidad 1,2/2,4Mhz. 4 MANUAL DE INSTRUCCIONES INSTRUCCIONES DE SEGURIDAD El equipo funciona con alimentación alterna de 220V. Antes de poner en funcionamiento el equipo, es necesario conocer las medidas de seguridad que se deben tener en cuenta al manipular el propio equipo, así como en su utilización o aplicación. Deberán leer detenidamente, las instrucciones generales de seguridad que se describen a continuación. Nunca utilizar el equipo si no está conectado a tierra. SISTEMA DE SEGURIDAD EN EL EQUIPO SEGURIDAD ELÉCTRICA El equipo se alimenta con una tensión alterna de 220V. Todas las partes metálicas se encuentran referenciadas a tierra. Es obligado por la normativa de seguridad, que todos los elementos metálicos del equipo se conecten a tierra. La instalación eléctrica debe ir protegida por un diferencial. Si durante la utilización se producen descargas eléctricas o un cortocircuito, este sistema de protección evita que estas descargas puedan afectar a las personas que utilicen el equipo. Utilizar enchufes de potencia donde esté garantizada la conexión de tierra y fases de alimentación. Aunque la instalación general tenga toma de tierra, comprobar que llega correctamente al equipo. El enchufe tiene que tener 3 contactos, dos fases o bien fase/neutro y además toma de tierra. Una mala conexión, provoca fallos, que son detectados por el sistema de control del propio equipo dando lugar a errores de funcionamiento. Evitar conectar el equipo a un prolongador, ya que la toma de tierra y fases no están garantizadas pues las conexiones pueden estar defectuosas o "sucias" La tensión de red debe ser estable. Los microcortes de red son detectados por el equipo, indicando fallos de funcionamiento. Estos errores eléctricos de conexión o toma de tierra, pueden provocar la desprogramación del equipo. La garantía del equipo no cubre estos fallos producidos por la instalación eléctrica. Nunca utilizar el equipo sin haber conectado previamente a tierra. Si existe algún cable de conexión de red dañado o se aprecia daños en el aislamiento, debe sustituirse inmediatamente, antes de hacer uso del equipo Si al manipular el equipo siente derivación eléctrica, desconectar el equipo inmediatamente y comprobar la instalación eléctrica, enchufe de conexión o llamar al servicio técnico para que le solucionen el problema. No seguir trabajando si se aprecia estos síntomas. Siempre que necesite manipular el equipo para realizar el mantenimiento o reparación de cualquier elemento, el equipo debe desconectarse de la red eléctrica. Seguir los pasos siguientes, si el equipo estaba funcionando: salir del programa principal de medida dejando que se realice la limpieza de residuos (hidrocarburos,) y cuando se encuentre limpio de residuos, entonces desconectar el interruptor principal del equipo que está situado en la parte trasera y desconectar el cable de alimentación del enchufe de red. 5 MANUAL DE INSTRUCCIONES No hacer uso del equipo en zonas donde pueden almacenarse los gases de escape, como los fosos o lugares no ventilados adecuadamente. Esta medida de seguridad, se debe a que los gases que son más pesados que el aire, se depositan en la parte baja del recinto donde estamos realizando las pruebas y puede ocurrir, que un cortocircuito producido en la manipulación del vehículo, provoque una explosión de los gases acumulados. Evite la entrada de agua al equipo, ya que puede ocasionar daños importantes en los componentes electrónicos y puede influir en el funcionamiento del mismo. No situar el equipo cerca de zonas de lavado de motores o donde pueda existir un ambiente de exceso de humedad. La humedad puede provocar cortocircuitos y derivaciones eléctricas. Comprobar que el cable de alta tensión, donde se va a situar la pinza de captación de revoluciones, no tenga derivaciones, ya que la elevada tensión presente en los cables de bujía, puede perjudicar el funcionamiento del equipo. Cuando el motor a sido lavado o petroleado, no colocar la pinza en los cables de alta tensión de las bujías. Si se aprecian irregularidades de medida de revoluciones y en los displays o aparecen caracteres extraños, desconectar inmediatamente la pinza de revoluciones del motor. El no seguir estas normas puede producir la desprogramación del equipo y los datos de impresión. Si la impresora se desprograma o funciona irregularmente, es causa de las derivaciones de los cables de alta tensión. Se recomienda realizar la medida de revoluciones por la señal de primario de bobina o por la señal del inyector, con el adaptador suministrado para ese fin, evitando que las tensiones puedan ocasionar daños a la persona que manipula el equipo y al propio sistema de medida. SEGURIDAD TÉRMICA No tapar el equipo cuando se esté trabajando ya que hay elementos del equipo que producen temperatura elevada en su funcionamiento, como son; las bombas de aspiración de gases, electrónica de control de potencia o alimentación etc. y en particular el monitor de vio y el ordenador. Compruebe que tiene ventilación suficiente para evitar la concentración de calor. Al desconectar el equipo no se debe tapar el equipo inmediatamente para proteger del polvo y humedad, hasta estar seguros, que las fuentes de calor no pueden provocar ninguna deflagración. Al conectar la sonda de gases al escape del vehículo, comprobar si la temperatura es elevada, como consecuencia de una combustión pobre o avance de encendido defectuoso, que provoca una alta temperatura en el tubo de escape, que puede llegar a fundir el material de la sonda que tenga contacto con el escape. Seguir la instrucciones de seguridad térmica del vehículo, cuando se conecten cables de medida al motor. Evitar aproximar los cables de conexión del equipo a estas zonas calientes, ya que se producirá el deterioro de los mismos, a la vez que se puede producir cortocircuitos en la instalación del propio vehículo. Evitar que los cables puedan entrar en contacto con los puntos calientes del vehículo, como puede ser el colector de escape. Asegurarse antes de realizar ninguna prueba en los componentes del motor, que existan fugas del circuito de gasolina, especialmente en los vehículos de inyección donde existe una presión de bomba de gasolina elevada. Una perdida pequeña que se realice durante cualquier prueba, especialmente en las comprobaciones del regulador de presión o bomba de gasolina, puede provocar un incendio del vehículo. Utilizar ropa adecuada que no se inflame, ya que en caso de deflagración de la gasolina existe el riego de quemaduras. 6 MANUAL DE INSTRUCCIONES SISTEMA DE SEGURIDAD EN EL VEHÍCULO SEGURIDAD MECÁNICA Al trabajar con el vehículo hay que tener en cuenta la situación de las marchas, que deben encontrarse en punto muerto y en los vehículos provistos con cambio automático deberá estar la palanca de cambio en posición de parking. El freno de mano debe estar echado, habiendo comprobado si este funciona correctamente, para evitar que durante las pruebas se pueda desplazar y provocar el aplastamiento del personal contra pared, banco de trabajo, equipos de prueba etc. Estando arrancado el vehículo no debemos acceder a componentes que se encuentren próximos a elementos móviles, ya que se podría sufrir desgarros con estos, al ponerse en movimiento. Utilizar la ropa adecuada de seguridad, evitando utilizar corbatas o elementos que queden colgando, ya que pueden ser arrollados por los elementos móviles del motor. No usar anillos, pulseras o relojes que podrían engancharse al manipular en el motor. Si estos accesorios además fuesen metálicos, pueden originar cortocircuitos y como consecuencia quemaduras o descargas eléctricas a quien lo utilizase. Evitar aproximarse a los puntos móviles del motor como son: correas de distribución, correas de alternador, ventiladores etc., que pueden provocar en cualquier momento el enganche de las ropas o de las manos. Los cables o accesorios utilizados para la medida, deberán separarse al máximo de estos puntos, para evitar dañarlos. Si algún cable fuese deteriorado por un rozamiento, será inmediatamente sustituido para evitar daños posteriores de posibles cortocircuitos que se pueden producir, tanto al equipo como al propio vehículo. Utilice medidas de seguridad necesarias al elevar el vehículo, cuando necesite realizar comprobaciones de elementos situados en la parte inferior del vehículo. Utilice los sistemas de seguridad adaptados en los elevadores, y en caso de utilizar un gato de carretilla, debe asegurar el descenso del vehículo con un caballete, para evitar ser aplastado en caso de fallo del mecanismo hidráulico. SEGURIDAD ELÉCTRICA Ciertos componentes del sistema, especialmente de encendido, generan altas tensiones que pueden llegar a los cuarenta mil voltios (40KV). La manipulación de estos elementos, debe realizarse adoptando todas las medidas máximas de aislamiento eléctrico. Para la manipulación de los cables de alta tensión, utilizar herramienta diseñada para este fin y en ningún caso se deberá manipular con la mano o con un aislamiento defectuoso. Siempre que se utilicen o midan tensiones de corriente continua superiores a 60 voltios, así como tensiones de pico por encima de los 50 voltios, se deben tomar las precauciones adecuadas. Si durante las pruebas, tenemos que desconectar algún componente, bien para medir su resistencia o para sustitución, debemos tener el contacto quitado, y en algunos caso también la batería desconectada, como ocurre cuando manipulamos las centrales de inyección, alternador etc. 7 MANUAL DE INSTRUCCIONES SEGURIDAD TÉRMICA Cuando trabajamos con el motor en marcha se produce un aumento de temperatura como consecuencia de la combustión, y en determinadas zonas del habitáculo del motor, aumenta considerablemente la temperatura, creando el riesgo de producir quemaduras. Las zonas de máxima generación de temperatura, donde hay que extremar la seguridad se encuentran generalmente en el sistema de escape del vehículo. Como en esta zona se sitúan componentes de medida como son; las sondas lambda, en caso de manipulación se recomienda la utilización de guantes. No dejar el vehículo funcionando, sin tener un control en todo momento, ya que se puede provocar un calentamiento excesivo por algún fallo de los elementos del sistema de refrigeración, como son; falta de agua, ventiladores, termo contacto defectuoso etc.. También puede ser provocado por un cortocircuito en la instalación eléctrica, o bien una fuga del circuito de combustible que puede terminar en una inflamación de la gasolina. Los gases acumulados pueden provocar explosiones e incendios que dañarían a las personas que se encontrasen trabajando en el vehículo. La gasolina utilizada para la combustión puede originar incendio. Donde se realice la prueba debe estar suficientemente ventilado para evitar acumulación de gases y se debe utilizar ropa adecuada que no se inflame, ya que en caso de explosión existe el riesgo de quemaduras. Evitar aproximar los cables de conexión del equipo a estas zonas calientes, ya que se producirá el deterioro de los mismos, a la vez que se puede producir cortocircuitos en la instalación del propio vehículo. 8 MANUAL DE INSTRUCCIONES DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO El analizador PEAK 7000 permite trabajar con cualquier tipo de vehículo, tanto gasolina como diesel. Para ello dispone de dos unidades de medida independientes que admiten cualquier configuración según las necesidades de cada usuario. Ambas unidades de medida se comunican, a través de un canal serie RS-232, con un ordenador central que se encarga de gestionar los datos enviados por cada una de ellas. Estos datos, una vez interpretados, son visualizados de forma gráfica y numérica en una pantalla a color. Al mismo tiempo, se puede obtener un informe de cada una de las pruebas a través de la impresora. A continuación se muestra el diagrama general de todas las partes que componen el analizador. Cada una de las dos unidades de medida son independientes la una de la otra, de forma que pueden trabajar por separado o ambas juntas. El programa implementado en el analizador se encarga de determinar automáticamente que unidades de medida están conectadas al ordenador central, al mismo tiempo que verifica si existe algún problema en la conexión física de cada unidad con el ordenador. Para conexión con otros ordenadores o elementos auxiliares de medida, viene preparado con otros puertos de comunicación, controlados por el propio programa de medida. 9 MANUAL DE INSTRUCCIONES Todos los componentes del analizador van montados en un mueble provisto de ruedas que permite su fácil desplazamiento hasta el lugar en el que se encuentre el vehículo que se quiera verificar. En la figura siguiente se puede observar una vista frontal y lateral de dicho mueble. El equipo esta compuesto por un mueble con tapas de aluminio dividido en dos secciones: la superior, donde se aloja el monitor y teclado, y la inferior, que aloja la unidad de medida de gases y contiene una serie de cajones para alojar loas accesorios de medida de gases o de osciloscopio si el equipo lo lleva incorporado. Seguir las instrucciones del manual de instalación, para realizar la conexión del monitor, impresora, sondas de medida etc.. 10 MANUAL DE INSTRUCCIONES El ordenador consta de varias salidas-entradas de conexión a los diferentes equipos conectados. Todas las conexiones con estos equipos exteriores se realizan según el protocolo de comunicaciones desarrollado por FB Electrónica y utiliza los puertos del ordenador para establecer la comunicación e intercambio de información. A continuación se detalla el conexionado de los puertos de comunicación previstos así como todas las conexiones y posibles ampliaciones. 11 MANUAL DE INSTRUCCIONES UNIDAD DE MEDIDA DE GASES Dispositivo 1 2 3 4 5 6 7 8 8a 9 10 11 12 13 14 15 16 Descripción Interruptor de puesta en marcha. Conexión y desconexión a la red. Conexión cable de red. Alimentación 220V y toma de tierra. Fusible. Fusible eléctrico para la protección del equipo. (3Amp.). Conexión de la sonda de temperatura del equipo. Conexión de la pinza de captación de RPM. Puerto de comunicaciones, para ordenador. Conexión del sensor de humedad. Vaso decantador de agua y 1er. filtro de entrada. (20 micras). Vaso decantador de agua y 2º filtro de entrada. (5 micras). Entrada de tubería de la sonda de gases. Sensor de oxígeno (O2). Entrada de gases filtrados al equipo. Entrada calibración (solo para realizar la calibración con gas patrón). Entrada señal del sensor de oxígeno (O2). Salida de gases medidos en las cámaras del interior del equipo.. Entrada de agua a bomba de decantación. Salida de agua de la bomba de decantación. 12 MANUAL DE INSTRUCCIONES SINÓPTICO DE FUNCIONAMIENTO La unidad de medida de gases, se aloja en la parte inferior del equipo. Se detalla a continuación cada una de las partes que la componen y su situación según el siguiente dibujo. 1.- Conjunto de filtros (situados en el exterior de la unidad). 2.- Unidad de medida 3.- Válvula de control de paso de gases (calibración o sonda de gases). 4.- Cámaras de medida de tres gases. 5.- Sensor de oxígeno situado en el exterior. 6.- Bomba de agua. 7.- Filtro de carbón activo para calibración. 8.- Bomba de aspiración de gases 13 MANUAL DE INSTRUCCIONES MEDIDAS REALIZADAS GASOLINA: Rango de medida: Precisión: Resolución: HC: CO: CO2: O2: NOx: HC: CO: CO2 O2: NOx 1ppm Vol. 0.01% Vol. 0.1% Vol. 0.01% Vol. 1ppm Vol. 0 a 9.999ppm 0 a 9.99% 0 a 19.9% 0 a 25% 0 a 3.999ppm Medidas auxiliares: Revoluciones de motor (RPM). Presión atmosférica Relación aire-combustible. Valor Lambda. CO corregido (fuga de escape). Temperatura . Tiempo de respuesta: Calentamiento .................. Calibración........................ Condensación................... Repuesta de medida......... 12ppm 0.06% 0.5% 0.1% 0.1% Rango de medida: 0......9.990 600......1200mb. 5....50 : 1 0.000.....5.000 0....9.99% 0......99.9ºC 4'....6'. 30" Calculado <10" Resolución: 10 R.P.M. 1mb. 0.01 0.001 0.01% 0.1ºC P.E.F: Cada unidad lleva el suyo 0.400 a 0.500 (Ver programa ordenador) Factor K = 8 14 MANUAL DE INSTRUCCIONES FUNCIONAMIENTO CONDICIONES NOMINALES DE FUNCIONAMIENTO Temperatura 5º a 40º Humedad relativa hasta 90% Variación de la presión atmosférica: 750 a 1100mbar. Variación de la tensión eléctrica: de -15% a +10% de la tensión nominal Las condiciones de funcionamiento de temperatura del equipo óptima están situadas en los 25º. Si las condiciones de temperatura son extremas, especialmente en invierno, es posible que se puedan crear problemas en el arranque del equipo. El frío excesivo hace que determinados componentes electrónicos que trabajan a frecuencias muy rápidas, dejen de funcionar. Evitar la exposición a temperaturas extremas durante períodos prolongados de tiempo y proteger el equipo manteniéndolo en zonas más calientes. PREPARACIÓN PREVIA Y CALENTAMIENTO El equipo debe conectarse a una tensión alterna de 220V, con una perfecta toma de tierra a través de su cable de red. Una vez conectado el cable a la red, encender el equipo pulsando el interruptor general que está situado en la parte posterior del equipo. El analizador comenzará una secuencia de calentamiento, cuya duración puede oscilar entre 4 y 15 minutos. El tiempo de calentamiento depende directamente de la temperatura interna de las unidades de medida y también de la humedad relativa que exista en ese momento. Si el tiempo de calentamiento no se controlase se produciría condensación en las cámaras de medida como consecuencia de la diferencia de temperatura que existe entre el aire exterior y la temperatura del interior de la cámara. Durante el proceso de calentamiento y el analizador mostrará el tiempo restante para finalizar el proceso en etiquetas de color rojo en la pantalla del monitor en cualquier test de medida. Una vez finalizado el calentamiento del analizador, realizará una calibración del mismo y comprobará el estado interno del equipo, realizando un chequeo de los sensores. Si encuentra algún error interno, mostrará en una etiqueta el problema. Una vez terminada la fase de calentamiento, el equipo realizará la calibración y control del sistema, quedando preparado para realizar las medidas. Si se desea medir las RPM de motor y la temperatura, conectar los captadores para dichas mediciones en el motor y seguir las instrucciones de conexionado en los diferentes sistemas de inyección o encendido. Si el equipo ha realizado el calentamiento inicial y fuese necesario desconectarlo para trasladarlo a otro lugar, el tiempo de calentamiento en este caso será de 1 minuto. (Últimas versiones de equipos). 15 MANUAL DE INSTRUCCIONES CONEXIÓN DE CAPTADORES Conecte los captadores de RPM y temperatura al vehículo según se indica a continuación. La conexión de la pinza de revoluciones debe hacerse en un cable que tenga un buen aislamiento. Si se producen derivaciones entre el cable y la pinza, al equipo entrará la alta tensión procedente de la bobina de encendido y puede llegar a dañarlo o desprogramarlo. Si el equipo no tiene toma de tierra, las revoluciones son irregulares y se produce inducción de señales de otros cilindros. Si se aprecian irregularidades en la medida, cambiar la pinza a otro cable. Si el vehículo tiene problemas de encendido, también se apreciará irregularidades en la medida de revoluciones, ya que la señal capturada por la pinza es inestable. (ver sección de problemas y soluciones). Limpiar la pinza periódicamente de la grasa o suciedad depositada en el núcleo de ferrita. ENCENDIDO CONVENCIONAL Situar la pinza de captación lo más próximo a la bujía, con la flecha en la posición indicada. Evitar que el cable pase por encima del distribuidor o por las proximidades de los cables de encendido, ya pueden inducirse señales de otros cilindros y ser defectuosa o inestable la medida de revoluciones. (ver problemas relativos a la polaridad, en sección de problemas). ENCENDIDO DIS En los sistemas DIS que montan diferentes fabricantes de automóviles, hay dos señales de salto de chispa, uno durante la compresión y otro a 180º de giro de cigüeñal que corresponde a una chispa perdida. La señal de primario en el sistema DIS, es compartida por los dos cilindros que controla eléctricamente. En sistemas por todos conocidos, como es Ford, Citröen, Peugeot etc., en los motores de 4 cilindros la bobina número 1 alimenta a los cilindros 1,4 y la bobina número 2 a los cilindros 2,3. El salto de chispa es inverso entre los cilindros del mismo grupo, por lo tanto, para la medida de revoluciones a través de la señal de secundario (cables de bujías), es necesario conocer el sentido de la corriente en los cilindros, para posicionar adecuadamente la pinza de captación de revoluciones. Este problema está resuelto, colocando la pinza de captación en la señal de primario de bobina o señal de inyectores, según se explica a continuación. El número de revoluciones que se verá en el display de medida, será el doble de las revoluciones del motor. Pulsando la tecla "R" la medida de revoluciones se divide por dos y aparecerá un indicador encima del display de medida (2T). Para encendidos DIS la pinza se debe situar en el cable de señal de primario según se observa en el dibujo anterior. Si al colocar la pinza no se detecta medida de rpm, cambiar el sentido de polaridad de la pinza (sentido de la flecha ) y observar el cierre total de la pinza. 16 MANUAL DE INSTRUCCIONES INYECTOR A través de la señal del inyector se puede medir las revoluciones del motor, aprovechando la señal del inyector. Este procedimiento de medida se puede utilizar, cuando es difícil el acceso a las bujías o bobinas, para realizar la medida de revoluciones. Para realizar la medida, intercalar el adaptador en uno de los inyectores, desconectando del inyector el cable de la instalación y conectándolo en este adaptador. El adaptador estará situado en serie entre la instalación y el inyector. El adaptador lleva dos bobinas, conectar la pinza en la bobina que corresponda a la señal de inyección y no a la de alimentación. No siempre el conexionado eléctrico coincide en todo los sistemas de inyección, por esto se hacen dos bobinas. Si al acelerar las revoluciones descienden o son inestables, cambiar la posición de la pinza o la bobina. Si la medida de revoluciones visualizada es el doble de las revoluciones del motor, pulsar la tecla "R" del teclado, para adaptar las revoluciones al sistema de inyección del vehículo. Junto al indicador de revoluciones aparece "2T". Si el sistema de inyección es secuencial las revoluciones de motor corresponden con las revoluciones de inyección pero en los sistema de inyección simultánea ocurre lo mismo que el sistema de encendido DIS, que existen dos señales por cada ciclo de motor y por lo tanto el número de revoluciones medidas es el doble que las del motor. SONDA DE TEMPERATURA La sonda de temperatura se coloca en contacto con la culata del motor para realizar la medida de temperatura. No introducir la sonda en el cárter del motor para medir la temperatura del aceite, ya que se puede quedar atascada la sonda de medición que se encuentra en la punta de la varilla flexible. En los motores de gasolina no es obligado medir la temperatura del aceite para realizar la medida de los gases. Si se instala el opacímetro, se puede colocar la sonda de temperatura de aceite (opcional), así como el medidor de revoluciones para motores diesel. 17 MANUAL DE INSTRUCCIONES SONDA DE GASES DE MOTOR Para la realizar la medida de gases del motor, se aporta un accesorio para utilizar como sonda de medida y poder tomar la muestra de los gases en diferentes partes del motor. Esta sonda se utiliza para la extracción de gases del cárter del motor, tapa de balancines y circuito de refrigeración. Antes de conectar la sonda al motor o equipo, leer detenidamente las instrucciones de seguridad que se deben tomar, especificadas posteriormente. Si no se toman precauciones adecuadas o se utiliza mal este accesorio, puede producir problemas en el equipo al pasar aceite o agua a los filtros y cámaras de medida. La construcción de la sonda utilizando tubería cristalina, está pensada para poder comprobar que durante la extracción de los gases, no pase aceite del motor o bien agua del circuito de refrigeración. Lleva incorporado dos filtros de protección. Ambos filtros se utilizan como freno del aceite en el caso que se succione del motor. Desconectar la sonda de gases y conectar este accesorio para realizar la medida. NORMAS DE SEGURIDAD: El equipo lleva incorporado internamente dos bombas de aspiración. Estas bombas de aspiración tiene fuerza suficiente para extraer el aceite del motor o agua del circuito de refrigeración. Situar la mano entre los dos filtros cuando se esté realizando las medidas y en caso de observar que sube aceite o agua, doblar el tubo para estrangular el paso de estos elementos. Cuando se tome muestras de los gases del cárter prestar atención durante el proceso de medida para evitar que suba el aceite del motor. Si esto ocurriera veríamos a través de la tubería cristalina el aceite e inmediatamente la mano que está situada entre los dos filtros realizará la obstrucción de la tubería. Tomando la muestra de gases de la tapa de balancines, es difícil que se introduzca aceite en cantidad elevada, no obstante observar que no pase hacia el interior. En la prueba de junta de culata solamente si se detecta vapor de agua en la tubería, ya es suficiente para analizar la medida. No introducir la sonda en el vaso de expansión, ya que las bombas de aspiración mandarían el agua al equipo. Al ser el agua menos densa que el aceite pasaría sin problemas los filtros de freno que incorpora este accesorio de medida. La garantía no cubre los daños ocasionados por el paso de anticongelante o aceite al equipo. 18 MANUAL DE INSTRUCCIONES MEDICIÓN Introduzca la sonda de medida en el interior del tubo de escape del vehículo a analizar, fíjela al mismo con la pinza que incorpora a tal efecto. La pinza debe ser introducida en su totalidad, si esto no ocurre, tomará oxígeno del exterior y la medida realizada será errónea. Siempre que detecte un exceso de oxígeno en el equipo, compruebe que la sonda esté introducida totalmente. Si utiliza extracción de humos simultáneamente durante el proceso de medida, puede que afecte al valor de oxígeno. Realice una comprobación, analizando los gases con el sistema de extracción apagado y compruebe que al encenderlo no se alteren las medidas, especialmente la medida de oxígeno. En los vehículos con dos salidas de escape, si el oxígeno es elevado, taponar una salida mientras realizamos la medida. En los vehículos con dos escapes diferenciados, la medida hay que realizarla en cada uno de ellos, ya que cada salida corresponde a un grupo de cilindros del motor. Esto se da en motores de gran cilindrada que utilizan dos escapes. En la parte inicial de la sonda tiene una pieza denominada final de sonda que no debe faltar cuando se realiza la medida. Esta pieza evita que las partículas sólidas pasen directamente por la presión de escape al interior del equipo, provocando la obstrucción rápida de los filtros. Esta pieza se suministra suelta (ver lista de recambio del equipo). Durante el proceso de calibración, no es necesario extraer la sonda del escape. El equipo mide a través de la entrada de calibración situada en la parte trasera del equipo. 19 MANUAL DE INSTRUCCIONES TECLADO Y FUNCIONES Todo el manejo del equipo se realiza en general con las teclas de funciones, que están situadas en la parte superior del teclado del ordenador. De izquierda a derecha está situada F1 a F12, en grupos de 4 teclas cada uno. También se pueden utilizar las teclas de cursores, Intro y escape a la vez que a las de funciones. A continuación se explica el funcionamiento general de estas teclas. Para simplificar el funcionamiento, en los test hay teclas que siempre tiene las mismas funciones, por ejemplo las teclas de: salir (F1), imprimir (F7), ayuda (F8), selección vertical (F3). Tecla utilizada par salir del programa donde nos encontremos. Pulsando repetidas veces esta tecla se llega el inicio del programa. Cuando se llega al inicio del programa, solamente se puede salir si se pulsa la tecla F10. La tecla de "escape" tiene la misma función que F1 Tecla para entrar en el programa principal cuando se inicia y para seleccionar los menús principales de trabajo. Gasolina, diesel, osciloscopio o utilidades. Las teclas de "cursores" (derecha e izquierda) pueden ser utilizadas como alternativa para cambiar de menús. Selecciona los test en sentido vertical. Utilizada el menú principal y en los bancos de datos para seleccionar vehículos o pruebas grabadas. Las teclas de "cursores" (arriba y abajo) están habilitadas para moverse por el menú en sentido ascendente o descendente. Tecla utilizada para acceder al programa seleccionado. Tiene las funciones de la tecla de "Intro" del teclado del ordenador que también se puede utilizar para realizar esta función. En todos los test para entrar en la impresora o imprimir los informes. En todos los test accede a la ayuda de funcionamiento del programa seleccionado. La ayuda corresponde al funcionamiento de las teclas de control utilizadas en ese test. Al pulsar para la imagen en las medidas gráficas al finalizar la pantalla, avanza o retrocede pantallas en otros test y cambia páginas en banco de datos. Borra las pantallas gráficas e inicia la prueba. En el banco de datos avanza páginas. 20 MANUAL DE INSTRUCCIONES CALIBRACIÓN El analizador realiza la calibración en diferentes situaciones como pueden ser; al término del proceso de calentamiento, al inicio del test de medida, cada 20 minutos aproximadamente de funcionamiento, cuando la presión atmosférica varía, al arrancar el equipo y después de terminar el calentamiento si se detecta condensación en las cámaras de medida etc. Al inicio de los test especiales (test de gráfica de tiempo), también se realiza la calibración e incluso realizará otras calibraciones a los 20' y 40', ya que están programadas en el tiempo. La función de calibración, se realiza para adaptar la medida a las condiciones atmosféricas presentes y también realizar una comprobación interna de funcionamiento de los componentes electrónicos de medida, situados en el interior del equipo. Si durante el proceso de calibración del analizador, detectara un error en algún sensor, se indicará el error en el display correspondiente de cada gas y será detectado en el test de autodiagnóstico. Si esto ocurriera, la medida de ese sensor quedará anulada mostrando en el visualizador "----" y también en las medidas calculadas en las que interviene ese gas. No obstante, el analizador podrá seguir siendo utilizado, ya que el resto de medidas son correctas. Por ejemplo: si detecta el agotamiento del sensor de oxígeno, no indicará el valor de oxígeno ni el de lambda, ya que para el cálculo del valor lambda es preciso que el valor de oxígeno sea correcto. Verifique los errores detectados en el test de servicio técnico del equipo o en el apartado de problemas y soluciones del manual. Es aconsejable, para evitar condensación en el momento de encender el equipo, antes de desconectarlo de la red, esperar al proceso automático de limpieza que realiza el propio equipo. APAGADO AUTOMÁTICO Una vez finalizado el proceso de medida, retire la sonda del escape del vehículo y desconecte los captadores del motor. No desconecte el analizador de la red. Salga del test de medida de gases al programa principal o pantalla de personalización. Observará el la parte superior izquierda un icono que indica "drenaje". El analizador se parará automáticamente, cuando durante 1 minuto, esté recibiendo aire limpio que no contiene residuos de hidrocarburos o bien estos residuos son inferiores a 20pp. Esta operación se realiza para limpiar los filtros y tuberías de agua y restos de hidrocarburos. Si durante el proceso de limpieza quisiera volver a realizar medidas, deberá introducir la sonda en el tubo de escape del vehículo y entrar en alguno de los test de medida de gases. 21 MANUAL DE INSTRUCCIONES SISTEMA DE FILTRADO DE GASES Filtrado de gases: El equipo dispone de un sistema de filtrado compuesto por un doble filtro exterior de entrada de gases con vaso de decantación del agua aspirada. El primer paso de filtrado, incorpora un filtro sintético de 20 micras y el segundo paso de filtrado es de 5 micras (observar dibujo de entrada de gases). Como medida de seguridad y protección, en el interior del equipo se instala un tercer filtro de 10 micras, por si al instalar los filtros exteriores, estos, no se han apretado adecuadamente. Estos filtros eliminan las partículas sólidas recogidas en el escape y evitan que alcancen las cámaras de medida y puedan ensuciarlas. Cuando las tuberías o filtros están obstruidos, aparece una etiqueta de color rojo, indicando "obstrucción en el circuito de aspiración". La obstrucción producida en el equipo, es la consecuencia de aspiración de partículas y agua del escape del vehículo, que producen una obstrucción en el sistema de filtrado. Se recomienda que los vehículos que tengan valores de gases excesivamente elevados, tanto de CO como de HC o bien vehículos con catalizador, que producen un volumen alto de agua, no se tengan excesivo tiempo realizando las medidas, ya que todas las partículas como consecuencia de una mala combustión, pasarán al equipo llegando a ensuciar los filtros, e igualmente pasará, con el agua que se recoge del propio escape. Junto con el equipo se entrega un pequeño filtro que se coloca a la entrada del sistema de filtrado. Este filtro evitará parte de residuos sólidos y líquidos, recogidos del escape. Cambiar habitualmente este filtro, evitará tener que desmontar los filtros principales para limpiarlos. Los filtros utilizados son sintéticos y por lo tanto pueden ser extraídos y limpiados (ver sección de mantenimiento). No obstante se recomienda cada 3 meses como máximo, realizar la sustitución por unos nuevos. La garantía no cubre los desperfectos ocasionados por el mal mantenimiento del sistema de filtrado. La garantía no cubre la limpieza de filtros o sustitución. El primer filtro de 20 micras recibe todas las impurezas y residuos de la combustión del motor y por lo tanto es el filtro que más se ensucia. El segundo filtro instalado es de 5 micras y las partículas que recibe han sido reducidas por el primero y por lo tanto no se ensucia tan fácilmente. (No cambiar los filtros al desmontarlos, ya que son diferentes). En las operaciones de calibración y auto-cero automáticas, el equipo recoge aire limpio a través de un filtro de carbón activo. No es necesaria la sustitución de este filtro, excepto en zonas donde el ambiente contiene un exceso de hidrocarburos elevados, o donde se utilicen disolventes. 22 MANUAL DE INSTRUCCIONES Decantación del agua: El agua recogida del escape del motor y la posible agua producida en la tubería por la condensación, es recogida y decantada en el primer vaso de filtrado. El agua depositada en este vaso, es sacada al exterior por medio de una bomba peristáltica de vacío, que trasfiere este agua a una salida del equipo. No cambiar la posición de los vasos, ya que el agua llenaría el primer vaso y mojaría los filtros de gases, antes de llegar al segundo vaso de decantación y bombeo. Control de humedad: En el segundo vaso se encuentra un detector de humedad utilizado como medida y control de paso de aire a las cámaras. En el caso de exceso de humedad o bien partículas de agua, nos indica un error en el sistema. Cuando esto ocurra, automáticamente el equipo mostrará este error en "test de mantenimiento" situado en el apartado de "servicio técnico". El equipo no se podrá utilizar hasta que se elimine el agua (ver sección mantenimiento). Condensación: Especialmente en invierno cuando el equipo recoge al aire del exterior, éste se puede llegar a condensar y formar agua, por el cambio de temperatura que se produce entre la entrada de los gases (sonda de medida), y el interior del equipo. Cuando la condensación es detectada en las cámaras de medida, el equipo entra directamente en un test de control y secado de cámaras (test de calibración y calentamiento). Durante este proceso el equipo no está operativo. El tiempo de calentamiento puede ser mayor de lo habitual, como consecuencia de la humedad y condensación que se crea, especialmente en el momento de encendido del equipo. Es conveniente para evitar la condensación, que se mantenga encendido el equipo en aquellas zonas donde exista una humedad ambiental elevada para evitar la condensación. Separar el equipo de los puntos calientes ya que es donde mayor condensación se produce, como consecuencia de la diferencia de temperatura entre frío y calor. Se recomienda limpiar la sonda y tubería de aspiración de gases (ver mantenimiento). 23 MANUAL DE INSTRUCCIONES Aspiración: Doble sistema de bombas de aspiración y decantación de corriente alterna de bajo consumo y con sensor electrónico de medida de vacío y humedad. El control de la aspiración, se realiza electrónicamente. En caso de que sea insuficiente para realizar correctamente la medida, se visualiza en los displays este error. El error de obstrucción es una consecuencia de la falta de caudal en la aspiración del equipo debido a que las tuberías o sondas están obstruidas. Se muestra en los test de medida como "circuito de aspiración obstruido". Para realizar una medida correcta de gases, se necesita que las cámaras de medida se encuentren llenas en su totalidad, esto se consigue utilizando bombas de aspiración de gases suficientemente potentes y controladas. Los antiguos sistemas que utilizaban cámaras con gran capacidad de gases, necesitaban bombas de aspiración sobredimensionadas para poder realizar el llenado. Estos sistemas tienen un problema, ya que para poder llenar adecuadamente las cámaras, se tiene que aspirar un volumen considerable de gases de escape, que nos llena de suciedad todas las canalizaciones y filtros, obligando a utilizar unos procedimientos de filtrado muy complejos, costosos y con mucho mantenimiento. En la actualidad y con el uso de cámaras de medida de caudal extra-bajo, se ha reducido la necesidad de extraer del escape grandes cantidades de gases, necesitando solamente hacer un muestreo de gases. Con esta nueva técnica se ha aumentado considerablemente el número de medidas por minuto de los gases, consiguiendo; reducción de mantenimiento, estabilidad, rapidez y precisión de las medidas. IMPRESIÓN DE INFORMES Todas las medidas realizadas en el equipo tanto en el momento presente como en las medidas memorizadas en el banco de datos de vehículos se pueden pasar a la impresora. Los informes ocupan una hoja completa. Es necesario situar correctamente el papel de la impresora, antes de enviar un informe a imprimir. Los informes emitidos son diferentes en cada test ya que se pueden realizar impresiones en forma de texto o gráfico. La impresora permite de forma automática situar el papel al inicio de la hoja. Para que esto ocurra, deberá pulsar simultáneamente las dos teclas de la izquierda (Font, LF/FF) para situar el papel fuera del carro de impresión, en el inicio del arrastre, y a continuación pulsar la tecla LF/FF, para posicionar la hoja de papel en el inicio de la zona de impresión. Si no se realiza esta operación los informes de medida estarían descolocados de los puntos de corte de papel. El modelo empleado para la impresión es diferente en cada test y, en el test de análisis de gases y gráfica de barras, se puede emplear un modo diferente de presentación de las medidas sacadas por la impresora. En la explicación de cada test se recogen los modelos de impresión que se utilizan y como se debe imprimir o guardar la información. 24 MANUAL DE INSTRUCCIONES FUNCIONAMIENTO DEL EQUIPO El equipo dispone de diferentes test de medida para el análisis de los gases. Además de la prueba de medida en modo numérico que se hace habitualmente, se pueden también realizar una serie de pruebas que nos van a permitir identificar ciertos problemas del vehículo, que podrían pasar desapercibidos, sino se utilizan estos procedimientos de medida. Para la medida correcta de vehículos catalizados existen test especiales de medida, ya que las medidas hay que realizarlas a diferentes revoluciones de motor durante un tiempo determinado. El objeto de estas diferentes pruebas, es la de identificar y separar rápidamente y con seguridad los problemas del vehículo, además de utilizarlos como una herramienta de trabajo para realizar ciertas pruebas del estado del vehículo. Para la medida de gases, se dispone de un menú principal donde están situados los diferentes test de medida que se pueden realizar con el analizador. Estos test se han desarrollado para cubrir unas necesidades de diagnóstico y adaptarlo a cada sistema de gestión de gasolina, de forma y manera rápida y precisa. Cada test tiene una forma diferente de trabajar, todos los test llevan incluida una ayuda de funcionamiento. Se relacionan a continuación los diferentes test de medida y el objetivo de la aplicación. 1.- Analizador de gases Visualiza de forma numérica los valores de los diferentes gases y otros parámetros medidos. Este es el método habitual de trabajo en los analizadores conocidos. 2.- Gráfica de barras Expresa de forma numérica y gráfica por barras verticales los valores de los gases, cambiando el color de las barras cuando las medidas tomadas sobrepasan los límites establecidos según el tipo de gestión de motor que lleve instalado el vehículo. Cambia las escalas de medida según el sistema de gestión y en especial para vehículos catalizados. 3.- Gráfica de gases Muestra en modo gráfico el comportamiento de los diferentes gases en el tiempo. Capta rápidamente cualquier variación grande o pequeña producida en los gases durante un período de tiempo. Captura el valor de gases a diferentes revoluciones del motor, creando una prueba dinámica de medida, es decir, determinar el funcionamiento de un motor a diferentes regímenes del motor y poder visualizar en el monitor y en la impresora. Un test adaptado fundamentalmente para el diagnóstico dinámico del motor. Las escalas de medida varían en relación con el sistema de gestión seleccionado (carburación, inyección o catalizado). 4.- Osciloscopio lambda. Captura al valor lambda del motor a diferentes revoluciones y lo muestra en modo gráfico. Con este test, es posible realizar el ajuste de sistemas equipados con carburador de manera cómoda y eficaz, como ajustar también los vehículos de inyección electrónica, y comprobar la gestión de los sistemas catalizados. Se pueden realizar las comprobaciones de funcionamiento dinámico a diferentes revoluciones del motor en todos los sistemas y realizar ajustes de funcionamiento en componentes electrónicos. 25 MANUAL DE INSTRUCCIONES Pre-Itv catalizado Test especialmente dedicado a la medida de los vehículos catalizados que vayan a pasar la ITV. El procedimiento de medida es igual al realizado en la ITV. Durante un espacio de tiempo se verifica los valores de los gases tanto al ralentí como en aceleración. El equipo registra estos valores y los manda a la impresora y muestra un informe con los valores de ITV y los medidos. 6.- Gráfica de tiempo Captura de valores de gases durante un tiempo máximo de una hora. Test para pruebas que requieren un cierto tiempo de funcionamiento, especialmente aquellas que sirvan para comparar el funcionamiento individual de cada cilindro o localizar tomas de aire, caudal de inyectores, fallos eléctricos, fallos aleatorios etc.. Recuperación y visualización de las medidas realizadas durante el tiempo que ha durado la prueba del vehículo. Impresión de informes y documentos de la prueba. Posibilidad de continuar un test de medida realizado en otro momento. 7.- Verificación mecánica Comprobación de los gases situados en el interior del motor y diagnóstico de averías mecánicas. El test está guiado en su funcionamiento y permite visualizar e imprimir un informe general del estado de compresión del motor, guías y retenes de válvulas y junta de culata. 8.- Banco de datos Todas las medidas realizadas en los vehículos pasan al banco de datos. El banco de datos se organiza según la matrícula del vehículo. Dispone de banco de pruebas patrones realizadas en vehículos nuevos. TEXTOS INFORMATIVOS Relacionamos a continuación alguna textos informativos mas usuales que se pueden encontrar en los test de medida o de control. ANALIZADOR EN CALENTAMIENTO Si al arrancar el equipo, accedemos a los test de medida de gases, aparece este cartel informativo de estado junto con el valor de tiempo que se necesita para calentamiento. No es posible salir del test de medida hasta que se haya realizado la fase de calentamiento. Si el tiempo de calentamiento se prolonga mas de lo habitual, consultar el capítulo de problemas y soluciones de este manual. CALIBRACIÓN EN PROCESO Estado de calibración de la unidad de medida de gases. Tiempo aproximado 35 segundos. Si la etiqueta no desaparece, consultar el capítulo de problemas y soluciones. DRENAJE Icono que aparece en la pantalla de menú principal y personalización que indica al salir del test de medida de gases, que todavía existen residuos de hidrocarburos. El icono se quitará cuando el valor de hidrocarburos sea inferior a 20ppm. El tiempo de drenaje depende de la cantidad de partículas de gasolina depositadas en la sonda, tubería de gases y filtros del equipo. 26 MANUAL DE INSTRUCCIONES TEST DE MEDIDAS ANÁLISIS DE GASES En este test se comprueban y miden los valores de los diferentes gases, así como el cálculo de valor lambda y CO corregido en modo numérico. Antes de empezar a medir se debe seleccionar el tipo de gestión de motor que se va a analizar. Los tipos de gestión que pueden seleccionarse y están programados, corresponden a: carburación, inyección y catalizados. La interpretación de los diferentes gases y sus valores de trabajo pueden encontrarlos en el apartado de análisis de gases de este manual. Esta es la presentación que se ofrece de los valores numérico de los gases, mostrándose los siguientes datos; monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), CO corregido, hidrocarburos (HC), oxígeno (O2), óxidos de nitrógeno (NOx), temperatura (Cº), presión atmosférica (mB), relación de aire-combustible (A/F), valor lambda (λ) y revoluciones de motor (RPM). En la parte inferior izquierda aparece un cuadro con valores límites de los gases que corresponden al sistema o gestión de motor que ha sido seleccionado. Para seleccionar el tipo de motor, presionar la tecla F2 y alternativamente se irán cambiando los valores de los gases en el cuadro de datos. Si el resultado de la medida quiere guardarse en el banco de datos o bien realizar un informe escrito, se deben utilizar las teclas de funciones F7 y F6, la primera imprime y guarda el informe y la segunda solamente guarda el informe en el banco de datos. Hay dos posibilidades de impresión del informe de medidas. Si se pulsa F5 el informe se hace rápidamente ya que se utiliza el formato de texto de la propia impresora. Si pulsa F7 el informe se hace en modo gráfico, es decir que no se utilizan los caracteres de la propia impresora y la presentación del documento es muy superior. En este formato de impresión, el tiempo necesario para la elaboración del documento, es superior si se compara con el modo anterior. El informe de impresora, es igual que el siguiente test de gráfica de barras. Para recuperar las medidas se debe acceder al test de banco de datos, situado en el mismo menú de test de gasolina. La tecla F8 nos muestra la información de funcionamiento de las teclas utilizadas en el test de medida y su aplicación. 27 MANUAL DE INSTRUCCIONES GRÁFICA DE BARRAS En este test de medida, cambia el formato de presentación de los gases, utilizando tanto el modo numérico como el gráfico en forma de barras. Tiene tres pantallas de trabajo con escalas de medidas diferentes, bien sea para motores de carburación, inyección o catalizados. En este último sistema (catalizado, cada gas tiene una regla con los valores de los gases y el valor lambda, se muestra en modo gráfico, indicando en colores, los límites permitidos en la medida de ITV. Este test se debe utilizar para comprobar inicialmente el estado del vehículo, debiendo seleccionar el tipo de gestión de motor para establecer los límites de trabajo. Los niveles están representados por una barra horizontal de color azul. En caso que las barras sobrepasen estos valores, el color cambiará de tonalidad. Esto se hace para que el error de medida de gases, sea lo más representativo posible y por lo tanto, las variaciones existentes pueden ser vistas rápidamente. Las escalas de medida son diferentes según la gestión de motor seleccionada. A continuación se mostrarán los valores o límites de gases preseleccionados, en dos tablas de medida diferentes. Los límites de los gases se establecen en el menú de utilidades en selección de niveles, dónde se pueden establecer los valores correspondiente a estos niveles de gases. Incluido el valor de normativa de ITV (Inspección Técnica de Vehículos). Estos niveles se establecen por la propia experiencia de trabajo y cada uno de ellos corresponde a un sistema de gestión diferente. Todos los gases están representados en todos los test con los mismos colores. Se debe realizar la prueba a diferentes revoluciones del motor y comprobar las variaciones de los gases. En este test como en el anterior, se puede observar el valor de CO corregido. VEHÍCULOS DE CARBURACIÓN O INYECCIÓN En este test se pueden comprobar todas los elementos que actúan dentro del campo de gestión de gasolina en los sistemas de carburación e inyección no catalizados, como son: filtros de gasolina y de aire, presión de bomba, regulación de altura de flotador, pasos de aire y gasolina en el carburador etc.. Seleccionar con F2 el tipo de gestión de motor. Para saber que gestión de motor está seleccionada, en la parte superior derecha, aparece un icono que representa la selección realizada. Al cambiar el icono, también cambian los niveles seleccionados (barras horizontales de color azul). La medida no se altera aunque se seleccione otro tipo de motor, solamente cambia su presentación, al superar los niveles establecidos (cambio de color en las barras gráficas). 28 MANUAL DE INSTRUCCIONES Valores preseleccionados: Gases Carburación Inyección Monóxido de Carbono CO 3.5% 2.5% Dióxido de Carbono CO2 12.5% 13% Hidrocarburos HC 400ppm 350ppm Oxígeno O2 3% 2.5% VEHÍCULOS CATALIZADOS Para realizar esta medida, el sistema debe estar en funcionamiento normal, es decir, el vehículo en temperatura de funcionamiento óptima y el catalizador totalmente caliente, etc. Seleccionar con F2 el motor catalizado, para ver escalas de medida para estos motores. Para los vehículos provistos de catalizador, la pantalla de medida muestra unas escalas de valores cuyos límites están programados en: 1% para CO, 2% para oxígeno y 250ppm para hidrocarburos. El límite de CO cambia automáticamente cuando el valor de revoluciones pasa por encima de dos mil vueltas de motor. Con estas escalas de medida, se pueden apreciar las pequeñas variaciones y oscilaciones de los gases en los sistemas catalizados. Valores preseleccionados: Gases Límites Monóxido de Carbono CO < 1% Dióxido de Carbono CO2 > 14% Hidrocarburos HC < 100ppm Oxígeno O2 < 1% Lambda λ 0.970 a 1.03 Si existe algún problema en el vehículo, que no permita bajar el valor de CO por debajo del 1%, se puede hacer la comprobación en el siguiente test para vehículos no catalizados, cuya escala de medida es superior y llega hasta el 10% de CO. Este test se realiza para comprobar pequeñas irregularidades del sistema. Debido a la reducción de gases por el catalizador, los valores residuales en el final del sistema de escape se ven drásticamente mermados y consecuentemente la pérdida de valores reales, donde se podrían detectar rápidamente estos problemas, que se van a analizar a continuación. Para la verificación de funcionamiento general a todas las revoluciones de motor, la prueba deberá hacerse en el test de gráfica de gases, gráfica lambda o pre-itv. 29 MANUAL DE INSTRUCCIONES PRUEBAS A REALIZAR: Se expone a continuación una serie de pruebas y aplicaciones que se pueden realizar con este test de análisis de gases, que sirven para localizar problemas del motor y para comprobar el funcionamiento de ciertos componentes. Con este test, es fácil determinar los problemas del vehículo (con valores estables), solamente viendo los valores representados en forma de barras y conociendo rápidamente los gases que están fuera de los límites. No se debe pasar a los demás test sin antes haber controlado el nivel de oxígeno y valor de CO corregido, por si el escape se encuentra roto. Si está roto el escape y queremos ajustar el vehículo a ralentí, no debemos hacerlo en los siguientes test de gráficas, debido a que el valor representado de CO no está calculado o corregido por el equipo y por lo tanto el ajuste tomando como base el valor de CO sería incorrecto. En este test de medida solamente comprobamos los valores de los gases en tiempo real y al número de revoluciones que tenga en ese momento el motor. Si la prueba se quiere realizar a diferentes revoluciones, utilizar los test gráficos de gases que se explican a continuación. Elemento Car Iny Cat Mezcla pobre • • • Regulación ralentí • • Filtro de aire • • • Filtro de gasolina Distribución • • • Toma de aire Avance inicial • • Fallos encendido • • • Regulador presión Sonda lambda Elemento Car Iny Cat Mezcla rica • • • Escape roto • • • • • • • • Curva de avance • • • Ajuste lambda • • • Bomba gasolina • Catalizador • • • Según el elemento que se comprueba, la prueba se puede realizar a diferentes revoluciones del motor para comprobar el comportamiento dinámico de los gases. 30 MANUAL DE INSTRUCCIONES IMPRESIÓN DE INFORMES El informe de impresora tiene dos formatos diferentes que pueden seleccionarse con las teclas de F5 o F7. El primero, es un informe cuyo tiempo de impresión oscila entre 20 a 30" (impresión rápida), y el segundo utiliza el modo gráfico, con mayor tiempo de impresión aumentando la resolución y presentación de los datos. Este test muestra los valores de los gases y demás parámetros, medidos en el momento que se accede con F7 a la impresión. En el informe, al finalizar se establece un comentario correspondiente al estado de CO, basado en el valor de la normativa de ITV. Si el valor medido, es superior al de la norma, aparece un texto indicando que está "fuera de normativa" y viceversa, si el valor medido es inferior indica que su medida es correcta. El valor de la norma (ITV), se establece en el test de utilidades, en el apartado de selección de niveles. Al terminar la medida de los gases los datos tomados pueden almacenarse en el banco de datos pulsando la tecla F6 o mandar a la impresora pulsando la tecla F7. Siempre que los datos se mandan a la impresora al pulsar F7, también estos datos pasan al banco de datos sin necesidad de pulsar de nuevo la tecla F6. Los informes ocupan una hoja completa. Es necesario situar correctamente el papel de la impresora, antes de enviar un informe a imprimir. La impresora permite de forma automática situar el papel al inicio de la hoja. Para que esto ocurra, deberá pulsar simultáneamente las dos teclas de la izquierda (Font ,LF/FF) para situar el papel fuera del carro de impresión, en el inicio del arrastre, y a continuación pulsar la tecla LF/FF, para posicionar la hoja de papel en el inicio de la zona de impresión. Sin esta operación los informes estarían descolocados del corte de papel. 31 MANUAL DE INSTRUCCIONES GRÁFICA DE GASES La medida gráfica de los gases es un sistema rápido de diagnóstico y cómodo para interpretar los problemas, a la vez que es totalmente efectivo y profesional. Antes de empezar a reparar o ajustar, es necesario conocer el estado del motor y su comportamiento a diferentes revoluciones. En este test se puede visualizar las medidas producidas durante esta fase de aceleración a diferentes revoluciones. A diferencia de los test anteriores, en vez de medir gases, aquí vamos a ver los gases. Con las gráficas de gases podemos diagnosticar, cuantificar en tiempo, cuantificar el valor de los gases y comprobar la sincronización de los mismos. Es importante conocer con la medida de gases, que gas produce o inicia la variación de los demás o bien, que dos gases varían en el mismo momento Las averías se pueden identificar mejor, si se conoce el gas que inicia la variación o bien los gases que cambian al mismo tiempo. Si tan importante es la medida, más aún, es la estabilidad de ésta en el tiempo. Solamente estaremos seguros del funcionamiento correcto de un motor, si las medidas son correctas, estables y no tienen alteraciones durante un período de tiempo. Cuando el vehículo tiene fallos aleatorios, se presenta la variación de la medida en forma gráfica, siendo fácil comprobar la causa del fallo. La medida puede memorizarse para estudiar las posibles alteraciones (F9 memoriza las medidas). Con este sistema se puede realizar un diagnóstico dinámico de funcionamiento del motor en un período de tiempo aproximado de 40 segundos. La impresora puede emitir un informe con los valores tomados durante la prueba. Los valores impresos se quedan en el banco de datos para poder visualizarlos de nuevo cuando se requiera. En este test, se pueden analizar todos los fallos del vehículo que se producen como consecuencia de una variación de medida en el tiempo. Se pueden comprobar dinámicamente los componentes y su estado si necesidad de desmontar, solamente por el diagnóstico de los resultados de la medida. Para conocer el valor de los gases, en la parte superior de la pantalla aparecen las escalas límites de medida de cada uno de los gases que se muestran a continuación dependiendo del tipo de gestión de motor seleccionada. F2 selecciona el tipo de motor que estamos analizando y cambia el fondo de escala en la pantalla. Si se quiere iniciar la imagen (borrado de gráficas de pantalla) pulsar la tecla F10. Si se quiere retener la imagen cuando se llega al final de pantalla, pulsar F9 32 MANUAL DE INSTRUCCIONES Escalas de medida: Gas Descripción CO Monóxido de carbono 10% 10% 1% CO2 Dióxido de carbono 25% 25% 25% HC Hidrocarburos O2 Oxígeno RPM Revoluciones 2500ppm 25% 2500ppm 25% 5000rpm 5000rpm 250ppm 2% 5000rpm Interpretación de la gráfica: Se muestra a continuación un ejemplo de medida de gases (CO) y revoluciones del motor. En la parte superior se puede observar que el valor de fondo de escala corresponde a 10% para CO y 5000 para revoluciones. Para una mejor interpretación de las curvas, en los laterales se indica el valor de cada división de la pantalla. Trazo fino= revoluciones Trazo grueso= CO Si analizamos el comportamiento del CO con respecto a las revoluciones del motor, se puede observar como a ralentí de motor (800 rpm), el valor es de 1% aproximadamente. A medida que iniciamos la aceleración el valor de CO empieza a aumentar llegado a un 4% y cuando subimos por encima de las 3.500 revoluciones se ve una tendencia a la baja en el valor de CO. Tener en cuenta las escalas cuando se quieran conocer el valor de los gases. 33 MANUAL DE INSTRUCCIONES PRUEBAS A REALIZAR: Se expone a continuación una serie de pruebas y aplicaciones que se pueden realizar con este test gráfico de análisis de gases que sirve para localizar problemas del motor y comprobar el funcionamiento de ciertos componentes. Con este test, es fácil determinar los problemas del vehículo (con valores inestables), analizando las curvas trazadas en la pantalla y comprobando la relación con otros gases. En este test se pueden comprobar todos los componentes que afecten directamente al funcionamiento del motor a diferentes velocidades. Todos los fallos que se producen en el tiempo son registrados en las curvas de medida de los gases. La medida de cada gas es trazada individualmente cada una de ellas, siendo todas de diferentes colores, para poder localizarlas e incluso, tomar la medida real. Para la verificación de funcionamiento en motores catalizados es necesario utilizar este test de comprobación seleccionando la escala de medida para motores catalizados. Los valores de CO no deben superar a ralentí el valor de 0.5% y en altas revoluciones 0.3%. Para comprobar el estado de los inyectores en los vehículos catalizados, teniendo en cuenta que el catalizador reduce el CO producido por el motor, es necesario verificar que el valor de CO permanezca constante a todas las revoluciones de motor. Las pequeñas variaciones en el valor de CO indicarán una mala gestión del paso de gasolina, normalmente producida por la suciedad en los inyectores o por un problema de gestión de gasolina producida por alteraciones en el funcionamiento del motor (eléctricas o mecánicas). Cuando los inyectores se encuentran sucios (obstrucción), la sonda lambda recibe una cantidad de oxígeno superior. Como consecuencia de la obstrucción en el paso de gasolina, la mezcla se hace más pobre y varía la relación estequiométrica, produciendo como resultado un valor mayor de oxígeno en el escape. La central de inyección recibe está información y la estrategia de funcionamiento del sistema provoca un aumento de tiempo de inyección y consecuentemente un valor superior de CO. El enriquecimiento genera de nuevo un cambio de valor en la sonda lambda y el sistema reduce de nuevo el tiempo de inyección del motor, produciéndose de nuevo el inicio del bucle. Siempre que existan estos problemas de suciedad o bien de gestión en el paso de gasolina por problemas de obstrucción de filtro, reguladores de presión, etc., se dará la condición de valor de CO bajo, pero irregular. El valor máximo establecido dentro del funcionamiento normal será de 0.5% de CO. Si el valor es inferior y se mantiene estable, indica un buen funcionamiento del sistema. Si el valor es inferior a 0.5% pero es inestable, indica problemas de gestión de gasolina. Para realizar este test, debemos acelerar lenta y progresivamente el vehículo hasta un máximo de 3000RPM y comprobar el resultado de las medidas grabadas en la impresora. Cuando todos los componentes del sistema están en perfecto estado de funcionamiento, el valor de CO baja a 0.00. Esta medida, es siempre al final del escape, no antes del catalizador. Pruebas a ralentí de motor En estas pruebas se pretende comprobar la estabilidad de la gestión de gasolina (variación de CO y O2), fallos de encendido (variación de HC y O2) producidos por un mal calado de avance de motor o por fallos de encendido (cables, bujías etc). Comprobar en el capítulo de "Desarrollo de pruebas", donde se especifican diferentes problemas relacionados con estas medidas de gases. 34 MANUAL DE INSTRUCCIONES Pruebas a altas revoluciones Las pruebas realizadas a altas revoluciones del motor nos informan del estado de aquellos componentes que trabajan en este modo, como puede ser: el diagnóstico de funcionamiento de filtros de aire, filtros de gasolina, chiclés de gasolina, presiones de bomba, altura de flotador, inyectores obstruidos o sucios, fallos de encendido, curva de avance de motor, caudalímetros, potenciómetros de mariposa, válvulas electro hidráulicas etc... Comprobar en el capítulo de "Desarrollo de pruebas", donde se especifican diferentes problemas relacionados con estas medidas de gases. Diagnóstico general de funcionamiento Esta opción se utiliza cuando se quiere diagnosticar el funcionamiento dinámico del motor a diferentes revoluciones. Utilizar las teclas F10 para borrar la imagen e iniciar la prueba y la tecla F9 para poder retener la imagen cuando la gráfica de medida llegue al final de la pantalla. La aceleración en esta prueba debe hacerse muy lentamente, similar a la aceleración que se produce en funcionamiento con el vehículo, la última velocidad puesta y simulando un llano. El tiempo de subida de revoluciones en esta situación es lento. Si damos aceleraciones rápidas no estamos comprobando el funcionamiento real del motor, solamente las reacciones que se pueden dar en vacío y los gases medidos no identifican problemas de funcionamiento, ya que no es posible interpretarlos. IMPRESIÓN DE INFORMES A la izquierda se muestra el informe gráfico que se puede imprimir en este test. En la parte superior muestra los datos del vehículo y a continuación las gráficas individuales de las medidas del gases y revoluciones del motor. El tiempo aproximado de duración desde el inicio de medida hasta la finalización es aproximadamente de 40". Las escalas son automáticas, de tal manera que pequeños valores o diferencias puedan ser reconocidos en el proceso de impresión de informes. No se puede enviar una prueba a la impresora si la pantalla de medida no está al completo. Si se intenta imprimir antes de completar la pantalla el programa avisará del error de impresión. En la parte inferior del informe se muestra los datos de personalización del cliente, que están programados en el test de utilidades en el apartado de personalización de impresora. El funcionamiento de la impresora es igual que los demás test de medida. 35 MANUAL DE INSTRUCCIONES OSCILOSCOPIO LAMBDA Este test es para la comprobación de funcionamiento de la sonda lambda, en aquellos vehículos que la llevan incorporada, y fundamentalmente para la comprobación del valor lambda de todos los sistemas de gestión de gasolina ya sean de: carburación, inyección o catalizados. El valor lambda debe medirse siempre que el vehículo no tenga ningún problema. A este test se viene para comprobar y ajustar, nunca para reparar. El valor lambda es un valor calculado de la medida de los gases. Esto quiere decir que si el motor presenta alguna anomalía, el valor lambda se verá afectada en mayor o menor grado, dependiendo de la magnitud del fallo. El valor lambda se debe comprobar a todas las revoluciones del motor. En este test se traza el valor lambda junto con las revoluciones. De esta manera se puede asegurar el funcionamiento del motor de forma dinámica. Con la prueba se puede diagnosticar el consumo de combustible del motor. Cuando el valor lambda es correcto el consumo es óptimo. A medida que nos separamos del valor lambda 1.000, se va perdiendo el rendimiento de motor y aumentando el consumo de combustible. El objeto de este test, es la verificación de la curva de rendimiento del motor, basándose en la medida de relación aire/combustible (valor lambda) a todas las revoluciones de motor. Esta prueba se realiza si se quiere hacer una comprobación dinámica de funcionamiento de motor y para realizar un diagnóstico general del vehículo. Esta prueba se realiza solamente, cuando no se detecten valores de gases que superen los límites establecidos, según la relación que existe, dependiendo de los diferentes tipos de gestión de motor (carburación, inyección y catalizado). Para realizar una prueba general de funcionamiento de todo el sistema de gestión de motor, pondremos el motor a ralentí, esperando que el valor lambda se estabilice y a continuación iremos acelerando lenta y progresivamente hasta alcanzar las 3000 RPM. Como se está realizando una prueba general, la aceleración debe hacerse muy lentamente para poder pasar por todos los puntos de funcionamiento del motor, ya que si esto no lo hacemos así, dejaríamos de diagnosticar algún componente que pudiese estar defectuoso en algún de sus puntos de trabajo. Estos componentes son: potenciómetros de mariposa, caudalímetros, sensores de presión atmosférica y otros, que dependiendo de su estado de funcionamiento, nos dan un valor de tensión que va a influir directamente en el comportamiento final del sistema de gestión de motor, especialmente centrado en la corrección de la cantidad de combustible. El resultado de la prueba deberá ser lo más lineal posible, si el vehículo está en perfecto estado. Cualquier variación en la medida nos indica pérdida de rendimiento, además de una diferencia en los consumos de gasolina. En los vehículos de carburación el ajuste a ralentí deberá efectuarse próximo al valor de 0.980 de lambda y en los de inyección se debe de situar lo más próximo a 1.000. 36 MANUAL DE INSTRUCCIONES En los motores de carburación o inyección a ralentí el valor lambda no es tan estable como los motores gestionados por sonda lambda y catalizador. No obstante, cuanto más estable sea el valor a ralentí, mejor será la estabilidad del motor y en consecuencia su rendimiento. En los vehículos catalizados, si el sistema funciona correctamente, es la sonda lambda, situada en el escape de motor, la encargada de informar del estado de combustión del motor por la medida del oxígeno. La gestión del motor realizada a través de la central de inyección, estará corrigiendo constantemente el valor de aire combustible del vehículo, dando como resultado, un valor lambda totalmente estable. Cualquier valor de gases (CO, CO2, HC u Oxígeno), que tengan cualquier pequeña variación, afectarán al valor de lambda. Esto quiere decir, que cuando el valor lambda permanece estable, el resto de valores son igualmente estables. En los vehículos provistos de catalizador, es indispensable realizar esta prueba para la comprobación del funcionamiento correcto del sistema de inyección, así como la respuesta de la sonda lambda y el estado del catalizador. La prueba se debe realizar con el motor caliente, después de haber estado sometido a un régimen constante superior a 2500rpm, al menos durante dos minutos, para calentar el catalizador. Para realizar la prueba, ir subiendo progresiva y lentamente las revoluciones del motor hasta alcanzar un valor máximo de 3000RPM. El valor lambda de la prueba no debe variar si el sistema funciona correctamente. La normativa permite una diferencia máxima de +/- 0.030 de variación entre el valor mayor y menor, tomado durante la medición. Si el valor lambda es inestable, es una indicación de que existe algún valor de gases especialmente CO u O2 que hacen que este valor cambie. Normalmente, si el valor lambda sube, aumenta el oxígeno y baja el CO (mezcla pobre), y cuando el valor lambda baja, aumenta el CO y baja el oxígeno (mezcla rica). En los dos casos existe una pérdida de rendimiento en el funcionamiento del motor, a la vez que hay un aumento de gasto de gasolina, tanto por mezcla pobre como por mezcla rica, baja el rendimiento de motor y como consecuencia aumenta el consumo de gasolina. Solamente el consumo de gasolina será correcto, cuando el valor lambda permanezca dentro de los valores normales durante la curva de aceleración. Como elemento comparativo, se podría tomar como referencia de funcionamiento para todos los motores, el valor de la curva lambda de un vehículo catalizado en buen estado, ya que a todas las revoluciones de motor, el valor lambda es totalmente estable y además no sufre ninguna variación. Cuando la sonda lambda está en mal estado, no existe control en el valor lambda y la medida permanece igualmente inestable a diferentes revoluciones. Para la verificación del comportamiento de la sonda lambda, se pueden utilizar diferentes procedimientos. El más rápido, es provocar en el vehículo una variación en algún elemento que haga cambiar el valor de combustión del motor y esperar la reacción del sistema. Por ejemplo; si aumentamos la presión de gasolina en la rampa, desconectando la tubería de vacío del regulador de presión, el valor lambda debe disminuir (mezcla rica), durante un momento, y volver de nuevo a su estado anterior. Esto demuestra, que la sonda lambda y el sistema de control electrónico (central de inyección), han recogido la variación existente en la combustión y controlado el sistema, reduciendo durante un momento el tiempo de inyección. Posteriormente vuelve al estado inicial, cuando el sistema ha detectado que esta variación de inyección no soluciona el problema. 37 MANUAL DE INSTRUCCIONES También podemos hacer la misma operación en sentido contrario, que es, el aumento de oxígeno en el escape, para informar a la sonda lambda que el sistema tiene una mezcla excesivamente pobre. Para provocar esta situación podemos desconectar un inyector durante un momento, haciendo que la falta de entrada de gasolina a la cámara de ese inyector, no genere la combustión de ese cilindro y consecuencia la llegada de un exceso de oxígeno al escape. Este exceso de oxígeno en el escape es detectado por la sonda lambda y la centralita, creando durante un momento un enriquecimiento de gasolina y consecuencia, una disminución del valor lambda momentánea, ya que la propia central hará que el sistema vuelva a su estado anterior. Estas pruebas suelen disparar el sistema de autodiagnóstico en algunas centrales electrónicas, pero suelen recuperar su estado inicial si se desconecta la llave de contacto y se vuelve a conectar, ya que se quedan en estado de estrategia de avería cuando esto ocurre. En algunos sistemas de inyección, no catalizados, que utilicen sensores de presión absoluta (en lugar de caudalímetros o medidores de masa), la linealidad en la curva de lambda suele estar alterada entre las 1200 rpm y 2500 rpm, hacia un valor lambda normalmente alto (mezcla pobre), y por encima de estas revoluciones se estabiliza de nuevo. Esto se debe a que la medida en el motor se está realizando sin carga. Verificar y comprobar, algunos de los diferentes vehículos que equipen estos sistemas (Ford, Opel, Renault etc.), para conocer prácticamente su funcionamiento. Diríjase al capítulo dedicado a sistemas catalizados de este manual, para comprobar el funcionamiento de una sonda lambda y sus comprobaciones. Interpretación de la gráfica: Se muestra a continuación un ejemplo de medida de valor lambda y revoluciones del motor. En el lateral derecho está situada la escala de revoluciones y en el lateral izquierdo la del valor lambda. T razo fino = revo luci ones Traz o grue so = valor lambda Si analizamos el comportamiento de la gráfica, observaremos una desalineación del valor lambda en la aceleración de motor, que indica irregularidades en el comportamiento de la gestión de gasolina en la aceleración del motor. 38 MANUAL DE INSTRUCCIONES IMPRESIÓN DE INFORMES A la izquierda se muestra el informe gráfico que se puede imprimir en este test. En la parte superior están los datos del vehículo y a continuación las gráficas individuales de las medidas de revoluciones y valor lambda. El tiempo aproximado de duración desde el inicio de medida hasta la finalización es aproximadamente de 40". Las escalas mostradas en el informe son iguales a las mostradas en pantalla. La gráfica de revoluciones y valor lambda se imprimen en el mismo gráfico. Para diferenciar ambas medidas, se cambia el trazado de la medida. Este trazado está reflejado en la parte inferior de la gráfica. Además de los valores anteriores, hay dos apartados con el valor máximo y mínimo de lambda obtenido durante la prueba. No se puede enviar una prueba a la impresora si la pantalla de medida no está al completo. Si se intentase imprimir antes de completar la pantalla, el programa avisará del error de impresión. En la parte inferior del informe se muestra los datos de personalización del cliente, que están programados en el test de utilidades en el apartado de personalización de impresora. Al terminar la medida de los gases los datos tomados pueden almacenarse en el banco de datos pulsando la tecla F6 o mandar a la impresora pulsando la tecla F7. Siempre que los datos se mandan a la impresora al pulsar F7, también estos datos pasan banco de datos sin necesidad de pulsar de nuevo la tecla F6. El funcionamiento para la recuperación de las medidas y la situación inicial del papel, es igual que en los test anteriores, usando las teclas de funciones de la propia impresora. 39 MANUAL DE INSTRUCCIONES PRE-ITV CATALIZADO El objeto de este test, es simular y comprobar, el funcionamiento de los motores catalizados, según se van a realizar las pruebas en la ITV. En el test solamente se miden los gases exigidos en la norma. Al finalizar el test, en el informe de impresión se mostrará un resumen general de la prueba realizada, así como el valor de la normativa. Para iniciar el test de medida, pulsar la tecla de funciones F2 y se inicia la primera serie de medidas que dura 20 segundos. Después el equipo pedirá que se acelere el motor hasta llegar a 2500 revoluciones. Cuando el motor alcanza las 2500 revoluciones mostrará una etiqueta pidiendo que se mantenga a estas vueltas, y en ese momento, se inicia la segunda serie de medidas. Concluida la medida total, se mostrarán los valores de los gases realizados a diferentes revoluciones del motor. Los gases medidos y trazados en la pantalla son: CO, O2, valor lambda y revoluciones. Para la verificación de funcionamiento en motores catalizados es necesario utilizar este test de comprobación. La prueba hay que hacerla en dos partes, la primera dejando el motor a ralentí durante un período de tiempo próximo a los 20 segundos, y después acelerando a 2500 revoluciones de motor y tomando de nuevo la medida durante otros 20 segundos. Los valores de CO no deben superar a ralentí el valor de 0.5% y en altas revoluciones 0.3%. Cuando todos los componentes del sistema están en perfecto estado de funcionamiento, el valor de CO baja a 0.00. Esta medida, es siempre al final del escape, no antes del catalizador. En un motor con un funcionamiento correcto, los valores de CO y O2 serán igual a 0.00 y el valor lambda permanecerá estable a 1.000 durante toda la prueba. Cuando el sistema pida que se acelere el motor, procurar no subir rápidamente de vueltas ya que esto crearía un aumento de CO que se puede ver reflejado en la prueba de aceleración. Según la normativa, el valor de CO a ralentí no debe superar 0.5% y en aceleración 0.3%. El valor lambda en ambos casos se debe encontrar entre 0.970 a 1.030. Con estas pruebas se puede conocer el comportamiento del motor a diferentes regímenes y sacar conclusiones de funcionamiento general. El valor máximo en funcionamiento normal será de 0.5% de CO. Si el valor es inferior pero no se mantiene estable, indica problemas de gestión de gasolina (ver test de gráfica de gases). Pulsando F7 se pasa al menú de impresión de informes. Comprobar en el capitulo de "Desarrollo de pruebas" el funcionamiento y comprobación de elementos de vehículos catalizados. 40 MANUAL DE INSTRUCCIONES IMPRESIÓN DE INFORMES A la izquierda se muestra el informe gráfico que se puede imprimir en este test. En la parte superior muestra los datos del vehículo y a continuación las gráficas individuales de las medidas de revoluciones, valor de CO y valor lambda. Como el test de pre-itv se realiza en dos etapas (ralentí y aceleración) existen dos gráficos con los valores tomados a diferentes revoluciones de motor. En la parte inferior se muestra una tabla con los valores de la normativa, así como los valores tomados durante la prueba. Al terminar la medida de los gases, los datos tomados pueden almacenarse en el banco de datos pulsando la tecla F6 o mandar a la impresora pulsando la tecla F7. Siempre que los datos se mandan a la impresora al pulsar F7, también estos datos pasan al banco de datos sin necesidad de pulsar de nuevo la tecla F6. Todas las medidas realizadas en el equipo tanto en el momento presente como en las medidas almacenadas en el banco de datos se pueden pasar a la impresora. Los informes ocupan una hoja completa. Es necesario situar correctamente el papel de la impresora, antes de enviar un informe a imprimir. La impresora permite de forma automática situar el papel al inicio de la hoja. Para que esto ocurra, deberá pulsar simultáneamente las dos teclas de la izquierda (Font ,LF/FF) para situar el papel fuera del carro de impresión, en el inicio del arrastre, y a continuación pulsar la tecla LF/FF, para posicionar la hoja de papel en el inicio de la zona de impresión. Si no se realiza esta operación los informes de medida estarían descolocados de los puntos de corte de papel. 41 MANUAL DE INSTRUCCIONES GRÁFICA DE TIEMPO Este test tiene muchas utilidades cuando se tiene que diagnosticar un vehículo, especialmente si tiene problemas que puedan tener relación con el tiempo, es decir, problemas que para solucionarlos sea necesario someter al motor a un tiempo de prueba. Cuando existen problemas transitorios, que son difíciles de detectar por otros procedimientos, se puede recurrir a este test. Las pantallas de medida son de cinco minutos de duración cada una hasta un total de doce, que hacen una hora de mediciones en el motor. Para recuperar las medidas tomadas y poderlas escanear de nuevo, se pulsa la tecla de resumen y pasa a una pantalla donde muestra de forma general los valores de los diferentes gases, así como el momento que se han producido las máximas y mínimas variaciones. Para recuperar los datos, se pulsa de nuevo resumen y aparecen las pantallas de medidas. Se puede mover por las pantallas pulsando las teclas F9 y F10. Si queremos ver los valores de los gases por cada segundo pulsaremos F11 o F12 y en los displays mostrará el valor de cada gas en ese instante. En este test se pueden realizar las pruebas de comportamiento de cilindros individualmente, ya que almacena los datos de gases durante períodos de tiempo prolongados y así podremos compararlos entre ellos sin ninguna dificultad. Se explican a continuación una serie de utilidades y pruebas relacionadas con este test. PRUEBAS A REALIZAR EN ESTE TEST: Toma de aire de admisión por cilindro. Comprobación del caudal de inyectores por cilindro. Comprobación de caudal de gasolina por cilindro en sistemas carburados. Comprobación de levas defectuosas por cilindro Comprobación consumo de aceite. Comprobación dinámica del estado del catalizador. Comprobación dinámica de la sonda de temperatura. Comprobación dinámica del estárter automático. Comprobación de fallos de encendido por cilindro. Comprobación de caudal de gasolina por cilindro en carburación o sistemas de inyección K/KE Comprobación del caudal de gasolina por cilindro en motores provistos de carburador. Comprobación de la válvula electro hidráulica sistemas KE. Comprobación y funcionamiento de sonda lambda y regulador de presión. 42 MANUAL DE INSTRUCCIONES IMPRESIÓN DE INFORMES A la izquierda se muestra el resumen general de la prueba realizada donde informa de diferentes parámetros de medida y del tiempo de duración de la prueba. A la derecha se observa el informe gráfico de la medida de los gases así como la pantalla (tiempo) seleccionada. Al terminar la medida de los gases, los datos tomados pueden almacenarse en el banco de datos pulsando la tecla F6 o mandar a la impresora pulsando la tecla F7. Siempre que los datos se mandan a la impresora al pulsar F7, también estos datos pasan al banco de datos sin necesidad de pulsar de nuevo la tecla F6. Todas las medidas realizadas en el equipo tanto en el momento presente como en las medidas almacenadas en el banco de datos se pueden pasar a la impresora. Los informes ocupan una hoja completa. Es necesario situar correctamente el papel de la impresora, antes de enviar un informe a imprimir. La impresora permite de forma automática situar el papel al inicio de la hoja. Para que esto ocurra, deberá pulsar simultáneamente las dos teclas de la izquierda (Font, LF/FF) para situar el papel fuera del carro de impresión, en el inicio del arrastre, y a continuación pulsar la tecla LF/FF, para posicionar la hoja de papel en el inicio de la zona de impresión. Si no se realiza esta operación los informes de medida estarían descolocados de los puntos de corte de papel. 43 MANUAL DE INSTRUCCIONES TEST DE VERIFICACIÓN MECÁNICA Cuando se quiera conocer el estado de la mecánica de motor, se utiliza el análisis de los gases para valorar los problemas puramente mecánicos. En un período corto de tiempo es posible comprobar y valorar estos elementos del motor con total precisión. La prueba de verificación mecánica no debe ser superior a dos minutos. En este tiempo se diagnostica los componentes mecánicos del motor que están referenciados y explicados a continuación. Para realizar la prueba de verificación mecánica utilizar el accesorio suministrado para este fin que está referenciado en el inicio en el capítulo de conexión de captadores y seguir las instrucciones de seguridad. Cualquier manipulación incorrecta, puede provocar problemas de funcionamiento en la unidad de medida de gases, que no cubre la garantía del equipo. JUNTA DE CULATA El primer test de medida corresponde a la medida de los gases en el circuito de refrigeración del motor. Este test se realiza cuando se quiere comprobar si los consumos de agua en el circuito de refrigeración, pueden ser debidos a un problema con la culata, junta de culata o elementos del circuito de refrigeración, como pueden; ser los tapones, manguitos, radiador etc. Para comprobar la junta de culata del motor, comprobamos en los "vapores" de agua la cantidad de partículas de hidrocarburos que puedan estar presentes en el circuito de refrigeración. Para realizar la prueba, abrir el tapón de la botella de expansión y respirar los vapores. Solamente con ver que en la tubería cristalina aparece vapor de agua, la medida ya se ha realizado. Extremar las medidas de precaución para evitar que pase agua al circuito. Para realizar la prueba de junta de culata, se debe utilizar el accesorio suministrado para este fin que está referenciado en el inicio en el capítulo de conexión de captadores y seguir las instrucciones de seguridad. Cualquier manipulación incorrecta, puede provocar problemas de funcionamiento en la unidad de medida de gases, que no cubre la garantía del equipo. Para realizar el test, seguir las instrucciones que aparecen en la pantalla del equipo. En este test siempre muestra y traza el valor que tiene de hidrocarburos. Si aumenta el valor de los hidrocarburos durante la prueba el equipo automáticamente, mostrará una conclusiones de la medida. 44 MANUAL DE INSTRUCCIONES Si los valores no aumentan es síntoma del buen estado de la junta de culata. Lo normal es que no aumenten, lo anormal, que aumente los gases que tenga en ese instante. Para continuar y pasar al siguiente test pulsar F3. Seguir la instrucciones que aparecen en la pantalla y extraer con el accesorio suministrado los "vapores" del circuito de refrigeración. La colocación correcta de las manos en el accesorio de medida es la siguiente: la mano izquierda colocarla entre los dos filtros de papel y la mano derecha colocarla a 20cms. de la punta de la tubería cristalina. Cuando en el equipo nos indique " introduzca la sonda en la botella de expansión" situaremos la sonda de medida en el exterior del vaso de expansión sin que tenga contacto con el agua, esperando que el equipo inicie la medida de los gases. Si observamos que sube agua de la botella de expansión, obstruiremos con la mano izquierda la tubería cristalina y el equipo mostrará un cartel de "obstrucción del circuito de aspiración" e inmediatamente las bombas se pararán, apareciendo esta indicación "bombas paradas" en la pantalla. A partir de este momento podemos desconectar el accesorio de medida de gases y limpiar el agua aspirada. Una vez limpio, lo volvemos a colocar y pulsando F2 podemos continuar la prueba. Si el circuito de refrigeración está unido al de combustión, los hidrocarburos estarán presentes en el circuito de agua. Según los valores medidos es posible determinar el grado de conexión entre ambos circuitos. Los niveles (bien, regular etc..) se establecen en el menú de utilidades. Los valores programados inicialmente en el equipo son: BIEN 10ppm REGULAR 20ppm MAL 40ppm MUY MAL 60ppm Cuando la junta de culata está defectuosa y en el circuito de agua existe una sobre presión, no es necesario realizar la medida de los gases, ya que se diagnostica el mal estado de la junta de culata, por el exceso de presión en el circuito de refrigeración. Este test es válido para motores diesel con el mismo procedimiento de medida. SEGMENTOS DEFECTUOSOS El objeto de este test es la comprobación dinámica del estado de los segmentos del motor a través de la medida de los gases depositados en el cárter. Otro objetivo que se persigue con esta medida, es conocer el posible consumo de aceite que se puede dar como consecuencia de la pérdida de compresión, ya que la pérdida de estanqueidad de los segmentos no solo hace perder la compresión del motor sino que también permite el paso de aceite a las cámaras del los cilindros, donde se combustiona y consume. 45 MANUAL DE INSTRUCCIONES Para realizar el test, seguir las instrucciones que aparecen en la pantalla del equipo. Lo que se tiene que medir son los "gases" del cárter. Tomar las precauciones de seguridad al medir los gases del cárter para evitar que el equipo resulte dañado durante la prueba por aspirar el aceite del motor. La prueba está guiada por mensajes en la pantalla. Si al colocar la sonda de gases en la varilla del motor no se produce medida de gases, esto es debido a que el cárter del motor tiene una salida de gases hacia la admisión o tapa de balancines. En este caso para realizar la medida, se debe obstruir esta salida para respirar a través de la varilla los gases, o bien medir en el propio conducto de subida de gases. Verificar en este manual la "recirculación de gases del cárter del motor" donde se explica su funcionamiento. Para realizar la prueba de gases de motor, se debe utilizar el accesorio suministrado para este fin que está referenciado en el inicio en el capítulo de conexión de captadores y seguir las instrucciones de seguridad. Cualquier manipulación incorrecta, puede provocar problemas de funcionamiento en la unidad de medida de gases, que no cubre la garantía del equipo. Al entrar en el test es posible que no permita realizar la medida debido a que el nivel de HC es alto. Durante la espera de la limpieza (drenaje), en la parte derecha de la pantalla aparece un vúmetro y un indicador numérico del valor de hidrocarburos. La medida solamente se puede realizar si el valor de HC es inferior a 100ppm. Esto se debe a que no podemos arrastrar de la medida anterior valores de gases, que pueden influir en la medida que vamos a realizar. El sistema de forma automática permite realizar la medidas cuando el sistema de aspiración de gases está limpio (<100ppm). Sacar la varilla del aceite del motor y extraer con el accesorio suministrado los "gases" del motor. La colocación correcta de las manos en el accesorio de medida es la siguiente: la mano izquierda colocarla entre los dos filtros de papel y la mano derecha colocarla a 20cms. de la punta de la tubería cristalina. Cuando en el equipo nos indique " aspire con la sonda los vapores del aceite" situaremos la sonda de medida en el interior del soporte de la varilla, esperando que el equipo inicie la medida de los gases. Si observamos que sube aceite del motor, obstruiremos con la mano izquierda la tubería cristalina y el equipo mostrará un cartel de "obstrucción del circuito de aspiración" e inmediatamente las bombas se pararán, apareciendo esta indicación "bombas paradas" en la pantalla. A partir de este momento podemos desconectar el accesorio de medida de gases y limpiarlo del aceite aspirado. Una vez limpio, lo volvemos a colocar y pulsando F2 podemos continuar la prueba. Cuando el equipo recibe la medida de gases del motor y lo muestra en la pantalla, se puede quitar el accesorio de medida instalado en la varilla de los gases, ya que en la manguera de medida y en los filtros del equipo, existen todavía gases que se irán grabando en la pantalla. No es necesario estar tomando los gases hasta que se termine de medir en la pantalla. Una vez que se han visualizado los valores en la pantalla, se puede seguir con el siguiente test pulsando de nuevo la tecla F3. Según los valores medidos es posible determinar el grado de pérdida de estanqueidad de segmentos. Los niveles (bien, regular etc.) se establecen en el menú de utilidades. Comprobar los valores medidos y compararlos con las tablas de medidas mostradas a continuación. 46 MANUAL DE INSTRUCCIONES BIEN 1000ppm REGULAR 2000ppm MAL 5000ppm MUY MAL 6000ppm Teóricamente el valor de gases del cárter debe ser lo más bajo posible. Esto indica un buen cierre de segmentos sobre las camisas del motor. La práctica nos lleva siempre a un residuo de gases (hidrocarburos), que pasan al cárter del motor. Cuanto más bajo sea el valor, mejor será la compresión del motor. Si por la varilla de aceite no se aprecia medida de gases, comprobar si el cárter de motor tiene un respiradero, si es así, pinzar durante la prueba este respiradero para poder medir los gases generados por el motor en el cárter y comprobar la pérdida que pueda existir por los segmentos, o medir directamente en la tubería que sube del cárter a la admisión. En algunos modelos la varilla de aceite se introduce directamente en el aceite del motor y no se pueden medir los gases, en este caso medir los gases del motor de respiradero que sube del cárter a los colectores de admisión. GUÍAS DE VÁLVULAS DE ADMISIÓN Y DE ESCAPE El objeto de este test es la comprobación dinámica del estado de las guías de válvulas y los retenes. Con los gases medidos también es posible reconocer el estado de las guías de válvulas de admisión o de escape. Igual que en el test anterior el objeto que se persigue con esta medida, es conocer el posible consumo de aceite que se puede dar como consecuencia de la pérdida de estanqueidad de los retenes de admisión que permitirán el paso de aceite al interior de las cámaras de los cilindros, donde se combustiona y consume. El test está guiado, igual que los anteriores. Para realizar el test, seguir las instrucciones que aparecen en la pantalla del equipo. Lo que se tiene que medir son los "gases" presentes en la tapa de balancines. Habitualmente la medida se suele realizar tomando los gases del tapón de llenado de aceite, pero también se puede utilizar la salida de gases de la tapa al colector de admisión. En ambos casos, es importante que se tapone la tubería cristalina que introducimos en el interior con un trapo o papel, para evitar que pase oxígeno del interior del motor y altere la medida real de los gases. Tomar las precauciones de seguridad al medir los gases de la tapa para evitar que el equipo resulte dañado durante la prueba por aspirar el aceite del motor. En este caso el aceite que puede pasar sería una pequeña cantidad. Para realizar la prueba de guías de válvulas, se debe utilizar el accesorio suministrado para este fin, que está referenciado en el inicio en el capítulo de conexión de captadores y seguir las instrucciones de seguridad. 47 MANUAL DE INSTRUCCIONES Cualquier manipulación incorrecta, puede provocar problemas de funcionamiento en la unidad de medida de gases, que no cubre la garantía del equipo. Igual que en la medida de segmentos, al iniciar la prueba si los hidrocarburos son superiores a 100ppm no se podrá realizar la medida hasta que baje el nivel. Durante la espera de la limpieza (drenaje), en la parte derecha de la pantalla aparece un vúmetro y un indicador numérica del valor de hidrocarburos. La medida solamente se puede realizar cuando el valor de HC sea inferior a 100ppm. Esto se debe, a que se puede arrastrar de la medida anterior valores de gases, que pueden influir en la medida que vamos a realizar. El sistema de forma automática permite realizar la medidas cuando el sistema de aspiración de gases está limpio (<100ppm). La colocación correcta de las manos en el accesorio de medida es la siguiente: la mano izquierda colocarla entre los dos filtros de papel y la mano derecha colocarla a 20cms. de la punta de la tubería cristalina. Cuando en el equipo nos indique que aspiremos los gases, situaremos la sonda de medida en el interior de la tapa, esperando que el equipo inicie la medida de los gases. Si observamos que pasa aceite, obstruiremos con la mano izquierda la tubería cristalina y el equipo mostrará un cartel de "obstrucción del circuito de aspiración" e inmediatamente las bombas se pararán, apareciendo esta indicación "bombas paradas" en la pantalla. A partir de este momento podemos desconectar el accesorio de medida de gases y limpiarlo del aceite aspirado. Una vez limpio, lo volvemos a colocar y pulsando F2 podemos continuar la prueba. Cuando el equipo recibe la medida de gases del motor y lo muestra en la pantalla, se puede quitar el accesorio de medida instalado en la tapa, ya que en la manguera de medida y en los filtros del equipo, existen todavía gases que se irán grabando en la pantalla. No es necesario estar tomando los gases hasta que se termine de medir en la pantalla. Para diferenciar el problema de estado de las guías o retenes de admisión o de escape, utiliza la medida de todos los gases (HC, CO, CO2) y muestra los valores de HC (admisión) y los valores de CO2-CO (escape). HC son los gases presentes en el colector de admisión (gases no combustionados). CO-CO2 son los gases presentes en el colector de escape (gases combustionados). Los valores programados originalmente son: BIEN REGULAR MAL MUY MAL 1000ppm 2000ppm 5000ppm 6000ppm HC- Admisión 0.2% 0.4% 0.6% 1.0% C02- Escape IMPRESIÓN DE INFORMES: Los valores numéricos junto con los gráficos tomados durante la prueba, pueden guardarse o imprimir en la impresora. La recuperación de la prueba se puede realizar accediendo al banco de datos de pruebas. 48 MANUAL DE INSTRUCCIONES BANCO DE DATOS Las medidas realizadas en cada uno de los test, son enviadas a este banco de datos. Aquí se van almacenando todas las pruebas, ya sean de medidas digitales o bien de gráfica de barras o gráfica de gases. Para poder localizar un vehículo y volver a sacar las medidas, solamente es necesario poner la matrícula y aparecerá un listado con las pruebas que se han realizado en ese vehículo. Al salir la información, se presenta un histórico con las pruebas realizadas, fecha y kilómetros e las mismas. Se puede volver a imprimir las pruebas que están memorizadas. Junto con la prueba aparecen las observaciones que se han escrito. Estas observaciones pueden ser de nuevo modificadas y vueltas a almacenar. El máximo de pruebas almacenadas por cada vehículo es de diez, superado este valor, se suprimirá automáticamente la prueba que sea más antigua y así sucesivamente con las siguientes medidas que lleguen banco de datos. Se puede sacar un listado de todos los vehículos almacenados en el banco de datos, pudiendo seleccionarse por grupos. La selección de grupos se hace cuando ponemos las letras iniciales de la matrícula. Si queremos seleccionar y listar vehículos de una ciudad que empiece por A, teclearemos la letra pulsando a continuación la tecla de Intro, en la pantalla aparecen listados todas las matrículas de esa ciudad. 49 MANUAL DE INSTRUCCIONES MENÚ DE UTILIDADES No es un test de trabajo, pero permite controlar el estado del equipo y realizar diferentes funciones de servicio, como puede ser la verificación del estado de la electrónica de medida, así como del estado de los componentes que afectan al sistema de aspiración de los gases, calibración o verificación de las unidades de medida de gases etc.. Los test de usuario mas importantes y con mayor utilización son: el test de fugas y diagnóstico de gases y diesel. Relación de test del menú de utilidades: Personalización de pantalla Personalización de impresora Programación de fecha y hora Servicio Técnico Configuración del equipo Servicio técnico de gases Servicio Técnico diesel. Test de fugas. Test de obstrucción. Calibración de gases Sensor de O2 Sensor de NOx. Mantenimiento Verificación Retardo de AMB Selección de medidas gasolina Carburación. Inyección Catalizados. Valores de ITV. Verificación mecánica Selección de medidas diesel Diesel. Turbo diesel. Catalizado diesel. Valores de ITV. 50 MANUAL DE INSTRUCCIONES PERSONALIZACIÓN PANTALLA Personaliza la pantalla del inicio del programa. Se puede colocar texto en las tres líneas. Para introducir datos, seguir las instrucciones de la ayuda que aparece en la pantalla. Introducir el nombre de la Empresa en primera línea, en las siguientes las aplicaciones del equipo. Al inicio del programa aparecerá esta pantalla de personalización. El máximo de caracteres en cada línea es de 20. PERSONALIZACIÓN IMPRESORA Personaliza el texto que aparece en los documentos impresos del resultado de las pruebas. Para la programación de los datos de impresora dispone de cuatro líneas para grabar los datos de Empresa, dirección, código postal y población así como para el teléfono. El máximo de caracteres por línea es de 25 según se indica en el cuadro de texto de instrucciones. 51 MANUAL DE INSTRUCCIONES PROGARMACIÓN FECHA-HORA Para cambio de los datos de la hora, día, mes, año. Utiliza la programación automática de la hora del propio sistema operativo. En la instalación inicial del programa se debe configurar estos datos. Si el valor de la fecha y hora no es correcto no se podrá programar el equipo. Seguir las instrucciones de la ayuda que tiene la pantalla y prestar especial atención al formato para la introducción de la hora y fecha. Ambos formatos son diferentes. En el caso que no se escriba con el formato adecuado, no admite variación. SERVICIO TÉCNICO Este menú está compuesto por otros relacionados y explicados a continuación. Es el test desarrollado para el control general del equipo. Hay test que no permiten el acceso, para poder entrar tiene que ser autorizado por el fabricante. La limitación a estos test viene dada porque existen parámetros de calibración realizados en fábrica y no pueden ser alterados, ya que cambiarían el funcionamiento de las medidas realizadas con el equipo. . 52 MANUAL DE INSTRUCCIONES FUNCIONES DEL TEST DE SERVICIO TÉCNICO CONFIGURACIÓN DEL EQUIPO Guarda la información de fabricación del equipo. No se puede acceder de forma directa. Cambia la estructura de programas y comunicaciones, entre el ordenador y los periféricos conectados al mismo. Solo disponible el acceso al Servicio Técnico. Si se necesita realizar cambios en la estructura del equipo F.B. Electrónica dará el control de acceso y la información adecuada para que puedan realizar estos cambios. Si el ordenador tiene problemas de comunicación existe un programa de configuración de puertos y de configuración. Para evitar la manipulación de la configuración es necesario introducir clave de acceso que será suministrada por FB Electrónica. SERVICIO TECNICO DE GASES Informa del estado de control electrónico de la unidad de medida de gases. Marca en las casillas defectuosas una X para informar del error. Cuando el equipo está en calentamiento no se debe acceder o tener en cuenta lo que pueda marcar en ese momento, ya que las condiciones de funcionamiento no son las adecuadas. Si existen problemas eléctricos de alimentación bien sea por la red o falta de conexión de tierra, aparecerán 4 fallos de funcionamiento. Para borrar estos códigos de errores, desconectar el equipo de la red y volver a conectar pasado unos segundos. 53 MANUAL DE INSTRUCCIONES SERVICIO TECNICO DIESEL Informa del estado de la unidad de medida de humos. Al no tener mantenimiento de filtros y otros elementos es necesario controlar en tiempo real el funcionamiento general de todos los componentes de medida del equipo, incluido el estado de limpieza de las lentes y cámara de medida. TES DE FUGAS Test para el control de estanqueidad del circuito de aspiración de gases y comprobación de estado de las bombas de aspiración de gases. El test está guiado en el funcionamiento. Seguir las instrucciones que aparecen en la pantalla. Cuando pide obstruir la entrada de la sonda, realizar la obstrucción al final de la tubería de goma en el punto de unión con la sonda de gases. Al finalizar la comprobación muestra una etiqueta informando del estado del test. TEST DE OBSTRUCCIÓN Test para la comprobación del estado de filtros ya sean exteriores o interiores. Dispone de un test guiado para la comprobación de sistema de aspiración incluida la sonda de toma de gases sin desmontar. 54 MANUAL DE INSTRUCCIONES CALIBRACIÓN DE GASES Este test es de uso exclusivo del fabricante. Es utilizado para la calibración inicial de la unidad de medida de gases del equipo y para establecer los parámetros de control. Es necesaria una clave para acceder al test de calibración, no obstante posteriormente pedirá otra contraclave para poder realizar la calibración del equipo. Se necesita para realizar la calibración botellas de gases con características específicas y de precisión ya que se utiliza como patrón de medidas del equipo. NOTA: Solo personal autorizado podrán acceder a las claves de calibración. SENSOR DE OXÍGENO Para entrar pedirá una clave de acceso. La clave de acceso se encuentra en al apartado de claves de este manual. Como medida de precaución, se recomienda no informar a otras personas de la clave de acceso al programa para evitar que puedan descalibrar el equipo. Teclear la clave y pulsar intro para entrar en el programa. Como los sensores de oxígeno tienen que sustituirse cada cierto tiempo, en este test se puede realizar la instalación del nuevo pulsando la tecla F3 (nuevo). Con el sensor de oxígeno se envían las instrucciones de instalación. SENSOR DE NOx Para acceder pedirá una clave de acceso. La clave de acceso se encuentra en al apartado de claves de este manual. Como medida de precaución, se recomienda no informar a otras personas de la clave de acceso al programa para evitar que puedan descalibrar el equipos. Teclear la clave y pulsar intro para entrar en el programa. Si no está instalado, sale al menú de utilidades. Si el sensor es nuevo es necesario realizar una instalación de este nuevo sensor en el equipo. 55 MANUAL DE INSTRUCCIONES MANTENIMIENTO El control de todos los elementos que intervienen en la unidad de gases puede ser verificado y controlado por el usuario a través de este test. Podrá activar o desactivar las bombas de aspiración o drenaje así como comprobar las electroválvulas. Se tiene el control de las bombas de aspiración, bomba de extracción de agua y electroválvula de calibración y se accede al tets de status del equipo. VERIFICACIÓN Si es necesario comprobar el óptimo funcionamiento del equipo y tener una seguridad total en las medidas, deberá proveerse de una botella de gas patrón con los gases y concentraciones recomendados al final de este apartado. Este test está recomendado para facilitar las inspecciones de las normas ISO 9000. En el test se puede observar el parámetro de medida PEF solicitado para esta inspección. El propio programa nos informa de las variaciones que puedan existir entre la medida realizada y el valor de los gases utilizados como patrón. SELECCIÓN NIVELES GASOLINA Test de selección de los niveles o límites preestablecidos para trabajar en los diferentes sistemas de gestión de motor, valores de normativa de ITV y valores de verificación mecánica. Los valores establecidos pueden ser cambiados siguiendo las instrucciones de ayuda. 56 MANUAL DE INSTRUCCIONES SELECCIÓN NIVELES DIESEL Test para modificar los niveles preestablecidos de los valores de opacidad y absorción dependiendo del tipo de motor seleccionado. Cambio de los valores establecidos según la normativa de ITV. CLAVES DE ACCESO Programa Clave Calibración de gases CALI Sensor de oxígeno SO2 Sensor de óxidos de nitrógeno SNOX Verificación (ISO9000) VERI Retardo AMB RETA 57 MANUAL DE INSTRUCCIONES CALIBRACIÓN DEL ANALIZADOR DE GASES El analizador de gases, está calibrado y programado de origen. Si no es necesaria la intervención en las cámaras de medida, la calibración se mantiene correctamente en el tiempo. Para poder realizar la calibración del equipo es necesario disponer de botellas de gases con diferentes concentraciones. En el menú de utilidades existe un test dentro del apartado de Servicio Técnico que permite realizar esta operación. Es un test totalmente guiado y no tiene ninguna dificultad para realizar la calibración. GASES PATRÓN Se expone a continuación las características de una botella de gases recomendada para realizar las pruebas de verificación. Para la calibración en fábrica se utilizan diferentes concentraciones de gases para trazar el funcionamiento en diferentes puntos. En la salida de la botella se deben intercalar dos manómetros y una llave reguladora. El primer manómetro indica la presión de la botella (escala de 0 a 600bares) de la botella y el segundo manómetro (escala de 0 a 6 bares) nos informa de la presión de salida de los gases después de pasar por la llave de control. Entre la salida de la botella y la entrada del equipo se intercala una cámara de expansión para evitar que la presión de salida de la botella afecte al caudal aspirado por el equipo. Hay que igualar con la llave el caudal de salida y el caudal aspirado. Esto se consigue cuando la cámara de expansión se encuentra en posición de reposo. Si la cámara de expansión aumenta de volumen esto indica que la cantidad de gases de salida de la botella son superiores al de entrada al equipo y viceversa si la cámara de expansión se contrae es síntoma de falta de caudal de la botella. La cámara de expansión se puede construir con una bolsa de neopreno o similar. Características: Tipo de botella: Gas contenido: Presión de llenado: Cantidad: Concentraciones: CO Monóxido de carbono CO2 Dióxido de Carbono C3H8 Propano N2 Nitrógeno Aluminio B-10 4C 150 bar 1.5m3 5% 10% 1700ppm Resto CALIBRACIÓN SENSOR DE OXÍGENO El sensor de oxígeno es un elemento que periódicamente tiene que ser sustituido. El momento de sustitución lo realiza el diagnóstico propio del equipo. Dispone de un test específico para realizar la instalación del nuevo sensor de oxígeno. Es obligatorio que cuando se cambie el sensor de oxígeno se haga de nuevo una configuración del mismo, de no hacerlo las medidas serán erróneas. El caso de calibración del equipo con botellas de gas patrón solamente se podrá realizar la calibración cuando el sensor de oxigeno sea original ya que la curva de medida de calibración del equipo es adaptado solamente a sensores originales de esta marca. No nos responsabilizamos de las medidas realizadas con sensores de oxígeno que no hayan sido suministrados por la marca. Será necesario recalibrar la curva de medida al utilizar otros sensores de oxígeno. 58 MANUAL DE INSTRUCCIONES MANTENIMIENTO El mantenimiento del analizador consta de los siguientes puntos: 1º- Periódicamente limpiar los dos filtros que se encuentran en el interior de los vasos decantadores, en la unidad de medida de gases en la parte inferior del equipo. Los vasos se extraen presionando la lengüeta que llevan hacia abajo y girándolos 45º en cualquier sentido, tirando del vaso hacia abajo después del giro. La extracción de los filtros se realizará con la parte más larga de una llave Allen de 5mm en forma de "L", introduciendo la zona larga por la parte inferior del soporte de los filtros (ver dibujo siguiente). DESMONTAJE DE FILTROS: Precaución, ambos filtros no son iguales. Es importante que no se cambien los dos filtros al mismo tiempo, para evitar cambiar la situación. Si el filtro de 5 micras se sitúa el primero, la obstrucción será constante, ya que el paso de filtrado es muy pequeño y solamente con las partículas de agua, puede llegar a producir la obstrucción. La limpieza de los filtros se realizará introduciéndolos en gasolina o agua jabonosa, durante un tiempo de 10 minutos aproximadamente y secándolos posteriormente con aire comprimido, siempre de dentro hacia fuera. Una vez secos, limpiar los restos de agua del interior de los vasos decantadores especialmente si el equipo ha detectado errores y volver a montar todo el conjunto. Para extraer el agua del interior de la sonda de gases, sacar la tubería del racor de los filtros y aplicar a ésta aire comprimido. Nunca introducir aire comprimido hacia el interior del equipo. MONTAJE DE FILTROS: Antes de volver a montar los filtros, es conveniente que se limpie el roscado del soporte de filtro y se utilice una grasa o aceite en el roscado para evitar la sedimentación de residuos del escape de motor y para que el apriete del filtro sea correcto. No dejar los filtros "sueltos" pues no filtrarían las partículas y pasarían al interior del equipo, taponando el filtro interno. 2º- El filtro de agua que se colocaba en equipos anteriores, que se encuentra en la tubería que sale de la parte inferior de los vasos, deberá ser reemplazado cuando se aprecie excesiva suciedad en él, y siempre por filtros originales, y en nunca por filtros habituales de gasolina. 3º- La impresora no requiere ningún cuidado especial, salvo el suministro de papel y el cambio de la cinta. El papel se debe reponer cuando se acabe y se realiza introduciéndolo debajo de la impresora y enganchándolo a los rodillos de arrastre de la misma. La cinta debe sustituirse por otra de iguales características, cuando se aprecie un tono de impresión grisáceo. Sale y entra de su alojamiento con una ligera presión. 4ª- Sensor de Oxígeno es un elemento químico que tiene un tiempo de funcionamiento. Se debe cambiar cuando el equipo detecte error en la medición de este sensor. Tiempo estimado de duración mayor de 18 meses. La instalación del nuevo sensor la puede realizar el usuario. 59 MANUAL DE INSTRUCCIONES ANÁLISIS DE GASES ÍNDICE DE MATERIAS 1.- COMBUSTIÓN DE GASOLINA Elementos Relación estequiométrica Química de combustión Conclusiones de la combustión 2.- GASES DE ESCAPE Gases inofensivos Gases contaminantes Contaminación Efectos de la contaminación 3.- REDUCCIÓN DE GASES CONTAMINANTES Sistemas antipolución Eliminación vapores de gasolina Recirculación gases de escape Recirculación de gases del cárter Catalizadores Control del estado de catalizadores Averías de uso frecuentes 60 MANUAL DE INSTRUCCIONES COMBUSTIÓN DE LA GASOLINA Combustión, es la reacción química que se produce en el interior de la cámara del motor, como resultado de un ciclo de compresión y explosión, que se realiza por el efecto de un combustible, que es la gasolina, y un comburente que es el oxígeno, contenido en el aire aspirado por el motor en el ciclo de admisión. La composición de los gases de escape emitidos por un motor de combustión interna de gasolina, depende exclusivamente del quemado de la misma. De esta manera todos los elementos que afectan al funcionamiento del motor, tales como; puesta a punto, regulación de la mezcla, kilometraje, diseño del motor, control de gases de escape, sistema de control electrónico de la inyección o carburación electrónica, son decisivos para la emisión y control de los gases de escape. ELEMENTOS QUE INTERVIENEN EN LA COMBUSTIÓN EL AIRE. El motor de gasolina obtiene el oxígeno para la combustión aspirando el aire del exterior, en el ciclo de admisión del motor. Sin embargo, el aire que respiramos está compuesto de otros elementos además del oxígeno. El conjunto de elementos que normalmente componen el aire, se pueden resumir según los siguiente porcentajes aproximados de volumen: OXÍGENO 20.8% NITRÓGENO 78% OTROS GASES 1% volumen " " De todas formas, para simplificar los cálculos posteriores, estableceremos que el aire está compuesto por un 21% de oxígeno y un 79% de nitrógeno. Otro dato muy importante del aire es su peso. El peso del aire es muy variable en función de su temperatura, humedad y de la presión atmosférica. Cuanto mayor es su temperatura, menor es su peso. Por otro lado al nivel del mar tiene un peso mayor debido a la presión atmosférica. Como medida media diremos que con una presión atmosférica de 760 mm.Hg (correspondiente al nivel del mar) y una temperatura de 0oC, un litro de aire pesa aproximadamente 1.3 gr. LA GASOLINA. La gasolina es el combustible utilizado en el motor de explosión. La composición de la gasolina corresponde a la de un hidrocarburo octeno con una serie de aditivos como el azufre o el plomo. La gasolina está aditivada con tetraetilo de plomo para aumentar su índice de octanos e impedir la autoimflamación de la misma, en el momento de la combustión. La proporción de plomo dependerá del octanaje de la gasolina que se utilice en el vehículo, siendo como valor máximo de 0.64 gr. por litro. El índice de octanaje de la gasolina mide su capacidad antidetonante y depende entre otras cosas de la adición del plomo que contiene esta propiedad. 61 MANUAL DE INSTRUCCIONES Actualmente con la utilización de los catalizadores se impone la utilización de la gasolina sin plomo, pero, se siguen necesitando elementos aditivos antidetonantes o autoinflamantes, para garantizar una lubricación similar a la que se consigue con el plomo, y también evitar los desgastes de determinados elementos del motor, y en particular los asientos de válvulas y válvulas. Para conseguir una gasolina de 95 octanos (sin plomo), ha sido necesario mejorar el proceso de refinado del petróleo e incluso recurrir a aditivos oxigenados de tipo methanol, ethanol etc.. RELACIÓN ESTEQUIOMÉTRICA La química demuestra, mediante sus cálculos, que para que un gramo de gasolina se combustione completamente, necesita la aportación de 15 gramos de aire aproximadamente. Se dice por tanto que la relación es de 15 a 1. El nombre que se le da a esta proporción, en la combustión perfecta, es el de relación estequiométrica, y hace referencia a una proporción de peso. Si en la combustión no se cumple la relación estequiométrica, la gasolina no se quema totalmente, originando diferentes combustiones y resultados de gases . Sin embargo hay situaciones en las cuales no debe situarse en esta relación estequiométrica, ya que se necesitan otros estados de carga de motor diferentes, para lo que es necesario alimentarlo con unas dosis diferentes, que sean más o menos ricas en combustible. Mezclas pobres: Se denominan mezclas pobres, a las que la relación de peso aire/gasolina aumentan por encima del valor ideal de 14,7/1, o sea que el peso de aire por parte de gasolina es mayor, lo que da un valor superior a 14,7. Para cálculo de valor lambda, la mezcla pobre será de valor superior a 1.000 Si la relación de aire gasolina fuese excesivamente alta se producen detonaciones en el motor como consecuencia del exceso de oxígeno en las cámaras, haciendo que aumente la temperatura de funcionamiento con los consiguientes problemas que esto puede provocar en el motor. La necesidad de una mezcla pobre viene determinada en las siguientes situaciones ya previstas, como son; cuando se retiene, funcionamiento económico o se mantiene a un régimen constante de carga al motor etc.. Mezclas ricas: Inversamente a lo anterior, si la relación de peso aire/gasolina disminuye por debajo del valor 14,7/1 se considera mezcla rica. Como cálculo de valor lambda, la mezcla rica será inferior a 1.000 Si en la funcionamiento el valor lambda fuese excesivamente bajo (< 0.900) se introduciría en el interior de las cámaras de combustión un exceso de gasolina, produciendo el ahogado del motor, fallando el encendido y consecuentemente la combustión del motor. Hay situaciones donde el motor necesita para un buen funcionamiento, disponer de un enriquecimiento adicional como son; arranque en frío, máxima potencia, pasar a otro régimen de motor, etc.. 62 MANUAL DE INSTRUCCIONES FACTOR LAMBDA. Ya conocemos la necesidad de una relación estequiométrica para la combustión completa. De esta manera para diferentes aportaciones de gasolina, son necesarias diferentes cantidades de aire aspirado por el motor. Todos los cálculos que se realizan en cuanto al factor ideal de lambda (1.000), corresponde a un motor que, teóricamente está en perfecto estado y cuyo rendimiento sería óptimo. Durante el funcionamiento del motor, el sistema de alimentación varía la aportación de gasolina en función de la carga solicitada. Esto obliga a una necesidad de cantidades de aire aspirado, determinadas. Sin embargo el motor no aspira siempre el aire necesario para combustionar totalmente la gasolina alimentada. A veces aspira más aire, a veces menos y a veces el justo. El factor lambda mide la proporción que existe entre la cantidad de aire aspirado por el motor y la cantidad de aire teóricamente necesario para la combustión perfecta. Cantidad de aire suministrado LAMBDA= _______________________________________ Cantidad de aire teóricamente necesario Cuando el valor de lambda es igual a 1.000 el aire aspirado es justo el necesario. Si lambda es mayor que 1 es debido a una mayor cantidad de aire aspirado que el necesario, llegando a impedir la combustión si es mayor de 1.300 Si el valor de lambda es inferior a 1.000 es debido a una falta de aire aspirado. QUÍMICA DE LA COMBUSTIÓN. El resultado de la combustión del aire y la gasolina depende principalmente de las proporciones de peso de la misma. Para comprender cuales son los resultados de las diferentes combustiones completas o incompletas, es necesario recurrir a la química. El símbolo químico de la molécula de la gasolina depende de su composición exacta, pero vamos a tomar como ejemplo un hidrocarburo octeno: GASOLINA= Hidrocarburo octeno = C8 H16 Como la proporción de volumen del aire es del 21% de Oxígeno y el 79% de Nitrógeno aproximadamente, el símbolo de la molécula de aire es: AIRE= 21% de Oxígeno + 79% de Nitrógeno = O2 + 79/21 N2 = O2+ 3.76 N2 Ahora que conocemos la composición de las moléculas de gasolina y aire vamos a calcular sus pesos. En las tablas de los elementos químicos podemos encontrar el peso de cada uno de ellos: 63 MANUAL DE INSTRUCCIONES C (Carbono) H (Hidrógeno) O (Oxígeno) N (Nitrógeno) = 12 = 1 = 16 = 14 El peso de las moléculas se calcula sumando las proporciones de los elementos: Peso molecular de la gasolina. C8 H16 = (12 x 8) + (1 x 16) 96 + 16 = 112 Peso molecular del aire O2 + 3,76 N2 = (16 x 2) + 3,76 x (14 x 2) 32 + (3,76 x 28) 32 + 105,28 = 137,28 Para combustionar la gasolina con el aire totalmente, es necesario hacerlo de manera estequiométrica. Por lo tanto, la cantidad en peso de aire ha de ser 15 veces mayor que el peso de la gasolina. La combinación ha de ser la siguiente: C8 H16 + 12 x (02 + 3,76 N2) 112 + 12 x 137,28 112 + 1647,36 Peso del aire ----------------------------------- = relación de peso Peso de la gasolina 1647,36 ----------------- = 14,7 = Lambda 1.000 112 A continuación vamos a combustionar químicamente la gasolina con el aire para ver los resultados. C8 H16 + 12 (02 + 79/21 N2 ) = 8 CO2 + 8 H2O + 79/21 N2 Los productos resultantes son proporciones de elementos inofensivos. CO2 H2O N2 dióxido de carbono agua nitrógeno Sin embargo este resultado corresponde a una combustión perfecta teórica. En la práctica nunca se cumple, entre otras cosas porque el motor no se alimenta siempre de mezcla estequiométrica, ni el resto de factores que afectan directamente al resultado de la combustión se encuentran en perfecto estado de funcionamiento. 64 MANUAL DE INSTRUCCIONES CONCLUSIONES DE LA COMBUSTIÓN DE GASOLINA PRODUCTO REAL DE LA COMBUSTIÓN Tanto por exceso como por defecto de gasolina en la dosificación de la mezcla, el producto real de la combustión presenta diferencias con respecto de la teórica, de relación estequiométrica. Mezcla pobre Cuando la mezcla es pobre en gasolina existe un exceso de oxígeno (02) que provoca la siguiente reacción: NO 02 + C02 + H20 + HC + N0x NO2 Ahora nos han resultado algunos elementos nuevos que estudiaremos más adelante, detenidamente: HC NOx Hidrocarburos Óxidos de nitrógeno Mezcla rica Cuando la mezcla es rica en gasolina, existe un defecto de oxígeno que provoca la siguiente reacción: C0 + C02 + H20 + HC El elemento que ahora resulta nuevo es el: CO Monóxido de carbono 65 MANUAL DE INSTRUCCIONES GASES DE ESCAPE El resultado de una buena o mala combustión se conoce por la composición de los gases de escape del motor. Para el estudio de estos gases vamos a agruparlos en dos grupos: gases inofensivos y gases contaminantes. GASES INOFENSIVOS Los gases inofensivos son aquellos que no resultan tóxicos para los seres vivos, ni la vegetación. Dióxido de carbono (CO2) Como consecuencia de la combustión, los hidrocarburos se descomponen y algunos carburos reaccionan con el oxígeno (O2) para formar el CO2. El CO2 no es un gas contaminante, ya que durante el día las plantas lo transpiran y lo convierten en oxígeno. El problema de excesos de CO2 es la falta de forestación necesaria para la transformación de los CO2 en oxígeno. Técnicamente cuanto mayor es la cantidad de CO2 medido en el escape, mejor se realiza el proceso de combustión. Vapor de agua (H2O) El agua se puede presentar en estado líquido o en vapor a la hora de salir por el tubo de escape. No es nada contaminante y el único problema que tiene es que va oxidando el tubo de escape con la consiguiente destrucción del mismo.. Nitrógeno (N2) No es nada tóxico ya que el aire que respiramos lo contiene en un 79% del volumen aproximadamente. Si la combustión fuese perfecta, el N2 no intervendría en ella entrando por la admisión y saliendo por el escape sin ninguna alteración. 66 MANUAL DE INSTRUCCIONES GASES CONTAMINANTES En un motor de gasolina la relación de la mezcla no es siempre la misma, al igual que ocurre con las temperaturas del aire de admisión y de la cámara. Todo esto unido a las limitaciones constructivas del motor, provocan una combustión incompleta. Al no ser total la combustión de la gasolina, se desprenden una serie de gases contaminantes en la reacción química. Es muy importantes conocerlos y saber por qué aparecen. Hidrocarburos (HC) Los hidrocarburos no quemados son producto de las combustiones incompletas. Es el resultado de partes de gasolina que no se han combustionado con el oxígeno y salen sin combinar por el tubo de escape. La causa de la creación de los HC hay que buscarlo tanto en mezclas ricas como en pobres. Las mezclas ricas tienen un déficit de O2 que impide que la gasolina combustione totalmente. En el caso de las mezclas pobres los HC disminuyen, pero a partir de un determinado valor aumentan, como consecuencia de los problemas que se plantean en el interior de las cámaras de combustión por un aumento de temperatura excesiva que hace que existan problemas de encendido y fallos en el salto de chispa, que provocan una salida de gasolina no combustionada al exterior. Otro de los elementos que hace aumentar los hidrocarburos en el motor son los gases que desprende el aceite del motor que no llegan a quemarse en su totalidad y salen al exterior por el escape. En los vehículos catalizados es un factor importante que no exista un consumo elevado de aceite ya que deterioran el sistema. Óxidos de nitrógeno (NOx) A temperaturas normales, el nitrógeno y el oxígeno no se combinan. Sin embargo a temperaturas de 1800 a 2000oC y con alta presión (compresión), reaccionan químicamente (oxidación) formando monóxido de nitrógeno (NO). Este hecho ocurre en la cámara de combustión durante el período de compresión-explosión. Cuando estos monóxidos de nitrógeno salen al sistema de escape vuelven a combinarse con el oxígeno, formando el dióxido de nitrógeno (NOx) Dependiendo del motor el volumen de NOx se sitúa entre el 1 al 2%. Un valor situado por encima de las 150 PPM puede producir irritaciones en las vías respiratorias y hacer aparecer efectos de intoxicación. Los efectos de los NOx son reforzados si además existen otros gases relacionados como son los dióxidos de azufre (SO2). Tanto el NO como el NO2 se les considera gases estables por lo que se les denomina conjuntamente como NOx , siendo x el valor 1 ó 2. El automóvil participa en un porcentaje elevado en la creación de los óxidos de nitrógeno, como también la industria en general y los sistemas de calefacción. El control de los monóxidos y dióxidos de nitrógeno, es el factor más importante que se puede plantear para una reducción de la contaminación ambiental. 67 MANUAL DE INSTRUCCIONES Monóxido de carbono (CO) Casi la totalidad de este gas que existe en la atmósfera viene producido en su mayoría por los automóviles. Es incoloro e inodoro y se forma en el proceso de una combustión incompleta por falta de oxígeno (O2) en la dosificación de la mezcla. Un volumen alto de CO es una consecuencia de una mezcla rica y un CO bajo de una mezcla pobre. El efecto destructivo que presenta el monóxido de carbono en las personas, se debe a que se combina más fácilmente, entre 200 a 300 veces, con los pigmentos de los glóbulos rojos de la sangre que con el oxígeno, como consecuencia, el cerebro resulta dañado. Una concentración excesiva de CO produce la muerte. Plomo (Pb) Los compuestos de plomo que salen al exterior son elementos altamente perjudiciales para la salud ya que su ingestión provoca complicaciones digestivas (cólicos) y nerviosas. Los niños son los más afectados por el efecto de ingestión de plomo. La adición de plomo en la gasolina se utiliza para evitar el picado del motor. Además, el plomo actúa de lubricante sobre las válvulas de admisión y escape ya que se adhiere a éstas y reduce el desgaste. La gasolina esta aditivada con tetraetilo de plomo para aumentar su índice de octanos e impedir la autoinflamación de la misma en el momento de la combustión. La proporción de plomo depende del octanaje de la gasolina que se utilice en el vehículo. Los valores máximos son de 0.64 gr. por litro. Para adaptarse a los nuevos sistemas con catalizador, los fabricantes de gasolinas han mejorado los procesos de refino y añadido aditivos oxigenados de tipo methanol y ethanol. Dióxido de azufre (SO2) Su concentración en los gases de escape es tan pequeña (menos del 0.1%) que se desprecia. Son más importantes en los motores diesel. Resulta de la combustión de los productos que contiene azufre, como el aceite de las calefacciones, el diesel, el carbón de hulla etc.. Los SO2 pueden transformarse en SO3 si existe en el escape una gran concentración de O2 y especialmente en los sistemas catalizados por oxidación, que permiten el paso de oxígeno. Estas emisiones de SO3 en unión con el agua producida por la combustión, forman en los gases de escape aerosoles de ácido sulfúrico (SO y H2) y sulfatos muy dañinos para la vida humana. Carbonilla Cuando la mezcla es extremadamente rica se puede formar en la salida del escape un hollín. Este efecto se vería reflejado también en un valor de CO muy alto. 68 MANUAL DE INSTRUCCIONES CONTAMINACIÓN Actualmente el tema de la contaminación del medio ambiente, está tomando un papel muy importante debido al gran daño que está causando. Los gases producidos por la utilización de las calefacciones de las viviendas, unidos a los de las centrales energéticas eléctricas y los producidos por el tráfico de vehículos, son los principales culpables de la degradación del medio ambiente. Causas de la contaminación Los principales gases tóxicos nocivos son los óxidos de azufre (SO2) y los óxidos de nitrógeno (NOx), altamente perjudiciales para el medio ambiente. Las estadísticas demuestran que el tráfico es el responsable de solamente el 2% de los SO2 que a diario se concentran en las ciudades. Sin embargo la emisión de NOx es de casi la mitad del total, siendo aproximadamente del 45%. Factores de contaminación Petróleo de vehículos............................ Combustible industrial del petróleo... Desforestación...................................... Gas natural........................................... Carbón.................................................. Clorofluorocarbonos............................ Otros gases........................................... 5% 13% 10% 10% 18% 20% 25% EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN Los gases contaminantes SO2 y NOx son causantes del fenómeno conocido como "lluvia ácida". Estos gases suben hacia las capas de la atmósfera donde se encuentran las nubes. Allí se diluyen fácilmente en el agua. De esta manera, cuando llueve caen las gotas de agua conteniendo los gases ya licuados, resultando altamente perjudiciales para las plantas sobre las que se precipitan. El CO2 no es un gas contaminante en principio, ya que durante el día, las plantas lo aspiran y lo transforman en oxígeno. El problema surge por la falta actual de vegetación que cada día es menor. Esto provoca un déficit de plantas que absorban el CO2 y lo transformen en O2. De esta manera, existe una acumulación de CO2 que se va hacia las capas altas de la atmósfera, provocando el llamado efecto invernadero. Este fenómeno ocurre cuando los rayos solares, que atraviesan las capas altas de la atmósfera, caldean la tierra y el CO2 acumulado en grandes cantidades retiene este calor y calienta excesivamente la tierra. Todo esto provoca una total irregularidad en el clima que se vuelve imprevisible. Los NOx pueden provocar afecciones respiratorias y efectos de intoxicaciones. En caso de ser alta la respiración de estos gases, puede incluso provocar la destrucción de los tejidos pulmonares. El CO tiene una mayor facilidad para combinarse con los glóbulos rojos que el propio oxígeno, evitando una respiración sana y afectando especialmente al cerebro. Los compuestos de plomo que aparecen en el escape resultan venenosos para las células de la sangre, la médula ósea y el sistema nervioso. Por su lado, los hidrocarburos no quemados en grandes concentraciones, también pueden provocar daños en al salud. 69 MANUAL DE INSTRUCCIONES REDUCCIÓN DE GASES CONTAMINANTES Para luchar contra el problema de los gases contaminantes, los países han adoptado diferentes normas de protección del medio ambiente, para prevenir el exceso de gases producidos por los vehículos. En España, a partir del 31/12/92 se ha aplicado una directiva nueva 91/441, también llamada CEE 92 consolidada, que impone los límites de emisión de gases contaminantes tanto para vehículos de gasolina o de diesel. Según el procedimiento descrito en dicha directiva, las masas resultantes de emisiones gaseosas, y en el caso de los vehículos con motor diesel la masa de partículas obtenida en cada una de las pruebas, deberán ser inferiores a los límites siguientes: Monóxido de carbono........................ 2,72gm/Km Hidrocarburos +óxidos de nitrógeno..... 0,97gm/Km Partículas... (1) ............................... 0,14gm/Km Evaporación...(2)............................... 2,0 g/Test (1) Motores diesel (2) solamente gasolina REDUCCIÓN DE EMISIONES CONTAMINANTES Si se quiere reducir la presencia de las emisiones contaminantes en los gases de escape, es preciso obtener una combustión lo más completa posible. Se puede lograr una aproximación a dicho objetivo, actuando sobre distintos parámetros del motor, como son: -dosificación de la mezcla aire gasolina (λ) -relación de compresión (P) -avance de encendido -temperatura del líquido refrigerante -ángulo de solapamiento de las válvulas (β) -relación superficie y volumen de cámara SISTEMAS ANTIPOLUCIÓN Por polución se entiende una acumulación de productos tóxicos en el aire que respiramos. Estos productos son lógicamente dañinos para la vegetación, los animales y por supuesto para las personas. En el automóvil encontramos más de una fuente contaminante. Los puntos de emisión y sus volúmenes respectivos son los siguientes: Tubo de escape........................ 65% Cárter del motor....................... 20% Sistema de alimentación.......... 9% Depósito de combustible............ 6% La industria del automóvil avanza cada día más, en busca del vehículo sin emisiones contaminantes. Poco a poco, se van incorporando dispositivos antipolución a la producción en serie. Estos dispositivos van desde los más básicos hasta los más sofisticados. Es muy importante conocerlos, identificarlos y entender su funcionamiento. Los elementos más actualizados para la reducción de la contaminación que actualmente se conocen, corresponden a los catalizadores, como consecuencia de la aplicación de la normativa existente desde el día 1 de Enero de 1.993, aunque este elemento está siendo utilizado desde hace bastantes años en otros países más desarrollados. En las páginas siguientes se explica detalladamente la teoría de funcionamiento de los diferentes sistemas empleados en la reducción de emisiones contaminantes. 70 MANUAL DE INSTRUCCIONES Dosificación de la mezcla aire-gasolina La dosificación aire-gasolina ejerce una influencia notable sobre la emisión de los tres agentes contaminantes principales. La emisión de monóxido de carbono disminuye al aumentar la dosificación: -para las mezclas ricas, o sea para coeficientes λ< 1, el oxígeno no es suficiente para completar la reacción de combustión, por lo cual el contenido de CO en los gases de escape es elevado. -para mezclas pobres, o sea para coeficientes λ > 1, el oxígeno presente es abundante y la combustión tiende a completarse, por lo cual el contenido de CO en los gases de escape alcanza valores mínimos. La concentración de CO2 alcanza el valor máximo para coeficientes λ = 1.000 Es importante subrayar que, en el pasado, los fabricantes hacían trabajar los motores con mezclas ricas, necesarias entre otras cosas para poder obtener potencias específicas elevadas. En la actualidad, para conseguir una reducción de los consumos, la tendencia es a trabajar en el campo de mezclas pobres. La concentración de hidrocarburos sin quemar tiende a valores mínimos para dosificaciones aire-gasolina poco superiores a la estequiométrica, es decir, para mezclas clasificadas como pobres (λ =1.200) Con mezclas ricas es imposible, en la práctica, oxidar (quemar) por completo los hidrocarburos por falta de oxígeno. Por el contrario, con mezclas muy pobres (λ >1.200) se pueden tener retrasos de combustión, dificultad de propagación de la llama o encendidos fallidos por haberse superado los límites de inflamabilidad: la combustión resulta incompleta y se comprueba un aumento significativo de los HC emitidos en el escape. La dosificación influye también en la emisión de óxidos de nitrógeno, puesto que una mezcla con dosificación pobre contiene una cantidad mayor de oxígeno que facilita la formación de NOx a igualdad de avance del encendido. Si aumenta más aún la dosificación, disminuye la temperatura de combustión y entonces se reduce la cantidad de óxidos de nitrógeno aunque exista exceso de oxígeno. 71 MANUAL DE INSTRUCCIONES El problema más grave que se deduce de los análisis realizados hasta ahora, consiste en la imposibilidad de limitar al mismo tiempo los tres contaminantes principales del motor de gasolina si sólo se controla la dosificación de la mezcla. En efecto, en la zona de utilización del motor (λ =0.800 a 1.100), ocurre que a los valores mínimos de emisiones de CO y HC corresponde un valor máximo de NOx. Para conseguir al mismo tiempo una reducción drástica de CO y de NOx y obtener un buen comportamiento para los HC, sería necesario garantizar una combustión completa con coeficientes λ siempre superiores a 1.050. Esta condición impone en la práctica el recurso a un conjunto de soluciones técnicas innovadoras y exige el empleo de motores con características específicas para garantizar el funcionamiento correcto en todas las condiciones con dosificaciones pobres. La adopción de las instalaciones de inyección electrónica, que garantizan un mejor control de la dosificación y una difusión más fina del combustible, ha permitido optimizar el proceso de combustión. Permanecen todavía zonas de funcionamiento del motor (fase de calentamiento, transitorios de aceleración, etc.) en las cuales la combustión es enriquecida para obtener una mejor utilización del motor. 72 MANUAL DE INSTRUCCIONES Avance de encendido La disminución del avance de encendido, a igualdad de depresión en el colector de admisión y del número de revoluciones del motor, permite reducir la temperatura máxima en el interior de la cámara de combustión y, por lo tanto limitar las emisiones de óxidos de nitrógeno en el escape. Además, al retrasar el avance del encendido, es decir, al disminuir el avance, se obtiene un aumento de la temperatura media de los gases de escape (en el colector). Ello permite la intervención indirecta en la emisión de HC y CO en el escape, puesto que, si la temperatura es bastante elevada, inyectando aire en el colector se puede obtener una continuación espontánea de la combustión (o post-combustión), que rebaja la concentración de los hidrocarburos sin quemar y del monóxido de carbono en el escape. Nota: Si se retrasa el momento del encendido se penaliza el consumo de combustible. 73 MANUAL DE INSTRUCCIONES Ángulo de solapamiento de las válvulas Cuando las válvulas de admisión y de escape están abiertas las dos, es decir, durante la fase de solapamiento (ángulo β) pueden determinarse dos condiciones en función de las relaciones de presión absoluta existente en los colectores. -"lavado" (detalle A), en el cual parte de la mezcla se expulsa directamente al colector de escape con la emisión inevitable de hidrocarburos sin quemar. - "recirculación interna" (detalle B), en la cual parte de los gases de escape vuelven a la cámara de combustión con el consiguiente empobrecimiento de la mezcla; ésta pierde inflamabilidad y genera hidrocarburos sin quemar. El efecto de readmisión de los gases de escape es más acentuado con cargas parciales y sobre todo en la deceleración cuando, con la mariposa cerrada, se genera en el colector de admisión una depresión elevada. De ello se deduce que, en la fase de diseño, la limitación en deceleración de la depresión en el colector de admisión, junto con la adopción de un diagrama de distribución con valores reducidos del ángulo de solapamiento de válvulas, permite disminuir las concentraciones de hidrocarburos. Es importante recordar, en este punto, que dichas elecciones deben permitir el logro del comportamiento óptimo entre la potencia exigida al motor y la emisión de HC. 74 MANUAL DE INSTRUCCIONES Relación de compresión La relación de compresión (ρ) influye en la concentración de NOx en el escape; en efecto, a igualdad de los demás parámetros de funcionamiento, una reducción de la relación de compresión hace disminuir la temperatura máxima del ciclo por los motivos siguientes: -menor compresión ejercida sobre la mezcla; -aumento de la superficie de la cámara de combustión, que permite una mayor sustracción de calor por parte del líquido refrigerante del motor; -mayor dilución de la mezcla fresca por parte de los gases quemados presentes en la cámara de combustión (producida también en parte por la "recirculación interna"). En realidad, la disminución de la relación de compresión, a igualdad de cilindrada, aumenta el volumen de la cámara y por consiguiente la cantidad de gases quemados en su interior al comienzo del ciclo siguiente: Nota.- Las dos últimas causas aumentan la posibilidad de formación de HC. 75 MANUAL DE INSTRUCCIONES Temperatura del líquido refrigerante La temperatura del líquido refrigerante del motor influye en la emisión de hidrocarburos (HC) sin quemar, por cuanto hace variar la temperatura de las paredes de la cámara de combustión: con el motor a la temperatura de régimen, la superficie de la cámara de combustión se encuentra a una temperatura elevada en grado suficiente, y por lo tanto disminuye la acción de extinción de la llama. Así se consigue una mejor combustión con menor emisión de HC 76 MANUAL DE INSTRUCCIONES Relación entre superficie y volumen de la cámara de combustión La relación entre superficie y volumen de la cámara de combustión influye en la emisión de hidrocarburos sin quemar: a igualdad de volumen, si disminuye la superficie de la cámara de combustión se reduce también la zona de extinción de la llama y, por lo tanto, se empobrece la concentración de hidrocarburos sin quemar en el escape. En la práctica, las cámaras de combustión compactas, muy recogidas, representan la mejor solución desde el punto de vista de las emisiones de hidrocarburos (HC). 77 MANUAL DE INSTRUCCIONES ELIMINACIÓN VAPORES GASOLINA La gasolina es un elemento muy volátil. Esta propiedad provoca que, en el depósito de carburante del automóvil, se formen gases procedentes de la vaporización de la gasolina. Estos vapores se liberarán hacia la atmósfera a través del respiradero del depósito y, como hidrocarburos (HC) que son, la contaminarán. Para eliminar las emisiones de estos vapores de la gasolina, se utiliza un circuito anti-evaporación que basa su funcionamiento en la acción de un depósito de carbón activo, conocido también como cánister. Los vehículos provistos de circuito anti-evaporación disponen de un depósito de combustible sin toma de aire hacia el exterior. En su lugar se monta un conducto que, mediante la ayuda de una válvula anti-retorno dirige los vapores de la gasolina hacia el cánister que los absorbe y retiene. Del cánister sale otro conducto que se comunica con el colector de admisión, a través de una válvula mecánica o eléctrica, cuyo accionamiento lo efectúa la unidad de mando electrónica del sistema de inyección. En función del programa interno de esta unidad de control, la válvula es abierta y cerrada. Cuando se abre, el motor absorbe los vapores acumulados en el cánister y los combustiona. A continuación, los gases quemados pasan a través del catalizador para descontaminarse totalmente. 1. Colector de admisión 2. Válvula de tres vías 3. Válvula unidireccional de ventilación 4. Filtro de carbón activo 5. Válvula interceptadora de vapores de ralentí 6. Válvula anti-inclinación 7. Válvula de equilibrado y seguridad 8. Separador de líquido/vapores de gasolina 9. Depósito de combustible 78 MANUAL DE INSTRUCCIONES -Principio de funcionamiento La instalación controla y limita el aumento de presión en el depósito (8) sin liberar hacia la atmósfera los vapores de gasolina. El aumento de presión es debido al incremento de temperatura del combustible, como consecuencia de una parada prolongada del vehículo y la imposibilidad de que el depósito se refrigere por la ventilación que genera la velocidad de marcha. Los vapores de gasolina, al atravesar el separador (8), en parte se condensan y vuelven al depósito, en parte continúan por la válvula anti-inclinación (6) (que cierra el conducto de paso cuando el vehículo se inclina más de 40º respecto al plano horizontal) y llegan a la válvula de evacuación de tres vías (2), cuya misión es controlar, a motor parado, el flujo de vapores que se pudieran formar en el depósito y dirigirlos al filtro de carbón activado (4) cuando vencen una presión determinada. La válvula interceptadora (5) controla el flujo de vapores de gasolina para impedir un enriquecimiento excesivo de la composición de la mezcla; en efecto, la válvula está mandada por la señal de depresión tomada antes de la válvula de mariposa y en ausencia de depresión (motor parado, en arranque o en ralentí) impide el paso de los vapores de gasolina; cuando existe depresión (regímenes medio y alto del motor) permite el paso de los vapores de gasolina desde el filtro de carbón activado (4) al colector de admisión (1) (fase de lavado). Cuando se admite combustible del depósito (9) o siempre que se genera una depresión en el interior del mismo, se abre la válvula unidireccional (3) que garantiza la ventilación del depósito mediante el aire tomado del filtro de carbón activado (4). La válvula (7) asume la doble tarea de: -equilibrado, por descarga en la instalación de los posibles aumentos de presión generados, en condiciones especiales de depósito lleno, entre el tapón del depósito y el nivel de combustible. -seguridad, por descarga hacia la atmósfera del exceso de presión que pudiera formarse en la instalación. RECIRCULACIÓN DE LOS GASES DE ESCAPE El gas más contaminante es el NOx que aparece en una mayor proporción a medida que vamos desarrollando en el vehículo una mayor potencia, llegando como medida desde un valor aparentemente bajo de una 150 PPM a ralentí hasta 3000 PPM en altas revoluciones. Las emisiones de gases NOx se pueden reducir mediante un control de recirculación de los gases de escape, en unas condiciones determinadas por los sistemas de control del vehículo. Para poder realizar este control se tiene en cuenta la temperatura del motor, el régimen de funcionamiento y la carga de motor que está determinada como valor de control por la posición de angular de la mariposa. El circuito de recirculación de los gases de escape consiste básicamente en una válvula de accionamiento mecánico que se abre cuando el motor funciona en un margen de potencia elevado. Al abrirse, comunica los gases quemados del colector de escape al colector de admisión. Ocupando los gases calientes, el espacio reservado a los gases fríos de entrada exterior de motor. Así se reduce el peso de los gases de llenado, lo que equivale a una reducción de temperatura al final de la combustión, y como consecuencia una reducción importante en los NOx. 79 MANUAL DE INSTRUCCIONES Este sistema de reciclado es conocido como E.G.R. (Exhaust Gas Recirculation). La instalación que se muestra a continuación, corresponde a un motor diesel del modelo Fiat Uno 1929 DS, este sistema permite enviar a la admisión una parte de los gases de escape en determinadas condiciones de funcionamiento del motor. Al hacerlo, la mezcla de combustible se diluye y empobrece: por lo tanto, baja el pico de temperatura en la cámara de combustión y se contiene la formación de óxidos de nitrógeno (NOx). 1. Válvula E.G.R. Pierburg 4. Electroválvula de tres vías 7. Microinterruptor en bomba 2. Termoválvula Texas 5. Sensor de revoluciones 8. Tablero para proteger el filtro 3. Módulo tacométrico 6. Bomba de depresión de aire de los gases recirculados. -Principio de funcionamiento El envío de una parte de los gases quemados hacia la admisión se realiza por medio de la válvula Pierburg (1) que, mandada por la depresión generada por la adecuada bomba de vacío (6), pone en comunicación el colector de escape con el de admisión. La instalación de recirculación está controlada por un módulo tacométrico Bitron (3) que. a partir de las señales recibidas del sensor electromagnético del número de revoluciones (5) situado sobre el volante y del micro interruptor (7) montado en la bomba de inyección, envía una señal de mando a la electro válvula de tres vías (4). Si el número de revoluciones es superior a 1500/min. y la rotación de la leva del acelerador inferior a 25º, el módulo Bitron ordena la apertura de la electro válvula de tres vías (4). Esta permite que la depresión generada por la bomba de vacío llegue al válvula E.G.R. Pierburg. Con este sistema de control se impide la recirculación de los gases quemados durante las fases de funcionamiento a regímenes bajos (<1500/min) y/o con cargas elevadas del motor (>25º). Con el funcionamiento a motor frío (temperatura del agua <40º C), una termoválvula Texas (2) impide la recirculación de los gases quemados al interceptar la señal de depresión. 80 MANUAL DE INSTRUCCIONES RECIRCULACIÓN DE GASES DEL CÁRTER DEL MOTOR MOTORES DE GASOLINA El sistema de recirculación de gases del cárter de motor, es otro dispositivo para evitar la salida de gases de combustión al exterior. El sistema controla las emisiones de gases evacuados del cárter del motor, constituidos por una mezcla de aire-gasolina, gases quemados que escapan de la estanqueidad de los segmentos elásticos de los pistones, junto con los vapores del aceite lubrificante, y los hace recircular hacia la admisión. La emisiones de CO, CO2, NOx y Pb del cárter son despreciables, mientras que los HC son importantes, pues corresponden al 25% emitido en total por el vehículo. A continuación se refleja una vista de sección de la instalación, tal como se monta en el Fiat Tipo 1995 i.e. y pone de relieve sus componentes principales. -Principio de funcionamiento Los gases de evacuación procedentes del cárter atraviesan el separador tipo ciclón (1), donde pierden parte del aceite disuelto en ellos, el cual, en forma de gotas, vuelve al cárter por gravedad a través de la manguera (2). Los gases restantes, tras atravesar el cortafuego (4) montado para impedir fenómenos de combustión debidos a retornos de llama, llegan al cuerpo de mariposa (5) a través del manguito de goma (3). 81 MANUAL DE INSTRUCCIONES RECIRCULACIÓN DE GASES DEL CÁRTER DEL MOTOR MOTORES DIESEL A continuación se expone el funcionamiento de la recirculación de gases del cárter de un motor diesel. La instalación de este sistema, controla las emisiones del cárter del motor haciendo recircular por la admisión los gases de evacuación, constituidos por mezclas de aire-gasóleo y por gases quemados que escapan de la estanqueidad de los segmentos elásticos de los pistones, junto con los vapores del aceite lubrificante. Entre los gases emitidos por el cárter, se encuentra también el anhídrido sulfuroso (SO2), pero falta por completo el plomo (Pb). La figura siguiente refleja una vista de la instalación, tal como se monta en el vehículo Fiat Uno 1929 DS y pone de relieve sus componentes principales. -Principio de funcionamiento Los gases evacuados procedentes del cárter atraviesan el separador tipo ciclón (1) y pierden parte del aceite que contienen, el cual, en forma de gotas, vuelve al cárter por gravedad. Los gases restantes atraviesan la válvula unidireccional Reed (2) y son conducidos por un manguito de goma (3) hacia el recinto del filtro de aire (4) donde el repartidor de blow-by (5) distribuye los gases de evacuación de modo uniforme entre los distintos cilindros y limita la depresión máxima en el cárter. La válvula unidireccional Reed se utiliza para poner en depresión el cárter del motor en ralentí y a regímenes bajos. 82 MANUAL DE INSTRUCCIONES SISTEMA DE INSUFLACIÓN DE AIRE Insuflación de aire Mediante la aportación de aire al colector de escape, y por lo tanto oxígeno, es posible oxidar el CO y HC de las emisiones, para convertirlos en CO2 y H2O. CO + O2 = CO2 HC + O2 = H2O + CO2 Esta técnica consiste en insuflar aire procedente de la atmósfera en las proximidades de las válvulas de escape de cada cilindro. Hay dos posibilidades técnicas para realizarlo: por bomba de aire o por válvula pulsair. Insuflación por bomba de aire Una bomba arrastrada por el propio motor comprime aire de la toma de admisión y es conducido hacia el escape. Insuflación por pulsair La válvula pulsair consiste en una membrana de acero oscilante que abre o cierra un paso de aire atmosférico. Para que la membrana abra es suficiente una presión pequeña (0.1 a 0.2 bares). La válvula pulsair tiene una toma atmosférica por un lado, conectándose por el otro al colector de escape justo tras las válvulas. El funcionamiento de la pulsair se puede dividir en dos fases: a)PULSAIR CERRADA Cuando la válvula de escape se abre, la presión de los gases es grande y empujan la membrana de la pulsair hacia arriba cerrándose la toma atmosférica. b)PULSAIR ABIERTA Al cerrase la válvula de escape y disminuir la presión de los gases, la pulsair abre y llena el colector de aire fresco, produciendo la oxidación. Existen otros medios más efectivos para reducir las emisiones de CO y HC, que es el uso del catalizador de dos vías, el único inconveniente se encuentra en el precio del mismo. 83 MANUAL DE INSTRUCCIONES CATALIZADORES Las técnicas actuales más importantes en cuanto a la reducción de los gases contaminantes han sido los catalizadores, de uso obligatorio en todos los fabricantes de vehículos. La normativa existente en España obliga su instalación desde el 1 de Enero del 1.993 y los tipos utilizados son los catalizadores de tres vías que reducen también los NOx. Según la química, un catalizador es un elemento capaz de iniciar o acelerar una reacción química sin consumirse en ella. En la utilización o manipulación del catalizador hay que tener en cuenta los siguientes conceptos: 1.- No utilizar gasolina con plomo. 2.- No utilizar aditivos que contengan plomo. 3.- Desconectar el catalizador siempre que en la verificación del vehículo podamos producir cantidades altas de HC, como consecuencia de problemas de encendido u otros como puede ser en una operación de limpieza de inyectores o elementos del motor. 4.-Los excesos de consumo de aceite, provocan una gran cantidad de HC. Evitar y controlar este consumo es importante para la duración del catalizador. 5.- No manipular el vehículo cuando tenga problemas de arranque, para evitar un exceso de gasolina sin quemar en las cámaras. Los sistemas electrónicos de control no inyectarán gasolina mientras no exista señal de encendido. 6.- Los impactos violentos pueden producir la rotura del catalizador, situaciones que se presentan en las colisiones de vehículo. La construcción se realiza con metales preciosos, como el paladio, platino y rodio, por este motivo la industria del automóvil, es hoy el mayor consumidor de platino. Una consecuencia de la utilización de metales preciosos en la fabricación de estos elementos, es que el precio sea bastante elevado, lo que nos lleva a tomar precauciones en la manipulación de los mismos. El peso de material precioso utilizado es próximo a 1.5 gr. por cada litro de monolito utilizado. La ubicación del catalizador en el automóvil se localiza entre los colectores de escape y el silenciador delantero, por la necesidad que tiene de calentarse rápidamente para su correcto funcionamiento, especialmente cuando el motor está frío, ya que el catalizador no empieza a trabajar hasta que no alcanza una temperatura de 250ºC. No obstante, no ha de estar muy cerca de los colectores de escape para que no reciba demasiado calor, ya que con una temperatura superior a 900ºC puede llegar a destruirlo, y con una temperatura superior a 800ºC deteriora con gran rapidez el aislante térmico, que es el que sujeta el monolito a la carcasa metálica. La composición del catalizador esta claramente diferenciada en cuatro partes: -el monolito -el aislante de fijación -la carcasa -el protector térmico El monolito puede estar fabricado en un material metálico o cerámico y la construcción de estos monolitos está realizada por compañías que cuentan con grandes medios de desarrollo tecnológico. El monolito es un cuerpo atravesado por más de 5000 canales de una sección muy reducida (65 canales aproximadamente por cm2). La superficie interior de los canales está cubierta de una finísima capa de óxido de aluminio y recubierta por los materiales preciosos. El monolito metálico tiene la propiedad de tener menor contrapresión de escape, mayor resistencia a las vibraciones e impactos, pero estas ventajas se ven reducidas por la oxidación (por lo que hay que evitar las concentraciones de agua) y su precio, que es mayor que el cerámico. 84 MANUAL DE INSTRUCCIONES El monolito cerámico tiene mayor contrapresión de escape, menor resistencia a las vibraciones e impactos, y hay que realizar un mayor control de CO para evitar la carbonilla que produce la obstrucción de escape, pero su precio es más reducido que el de los metálicos. El volumen del monolito suele ser un 15% mayor que la cilindrada del motor al que esta destinado, lo cual implica que cada catalizador está diseñado para un vehículo en concreto, no debiendo usar otro, más que el indicado por el fabricante. La suma de las superficies de los canales del monolito es como media unos 15000 m2, que supone el equivalente a dos campos de fútbol. El aislante de fijación, dependiendo del monolito, pueden ser mallas metálicas o fibras minerales. En ambos casos, deben ser elásticas, resistentes a los golpes, con estabilidad térmica y químicamente inertes a las sustancias que se producen en el sistema de escape. La carcasa metálica es el cuerpo que protege al monolito del exterior y está construido de acero inoxidable. El protector térmico es un recubrimiento exterior que rodea la carcasa del catalizador para que este no propague el calor generado hacia el bastidor-piso del vehículo. No todos los catalizadores lo llevan incorporado. Por su funcionamiento podemos distinguir dos tipos de catalizadores, de dos y tres vías. Catalizador de 2 vías Las funciones La función del catalizador de 2 vías es la de oxidar el CO y el HC de los gases de escape. Oxidar consiste en combinar elementos con el oxígeno. De esta manera, si oxidamos los gases antes citados, obtendremos los siguientes resultados: CO + O2 = CO2 HC + O2 = H2O + CO2 Por lo tanto convertimos dos gases contaminantes como el CO y el HC en otros dos gases inofensivos como son el dióxido de carbono (CO2) y el vapor de agua (H2O). El catalizador es capaz de oxidar debido a la acción del platino y del paladio que se combinan con el CO y el HC cediéndoles oxígeno. Sin embargo, para que el catalizador funcione correctamente, la gasolina empleada en el motor ha de ser sin plomo. De lo contrario el plomo contenido en la gasolina se depositaría sobre la capa de metales preciosos, interfiriendo la reacción de éstos. Además los canalillos se irían obturando rápidamente, formado un tapón que impediría a los gases de escape una buena salida. Podemos definir al catalizador de dos vías como catalizador de dos gases. Utilización e instalación El catalizador de 2 vías se monta en aquellos modelos de vehículos que no necesiten un control electrónico sobre la alimentación de gasolina. Son, por tanto, vehículos que carecen de inyección electrónica y carburador asistido electrónicamente. El catalizador de 2 vías es especialmente indicado para instalarlo en vehículos que no lo incorporan de serie. Esto es así, siempre que el motor admita gasolina sin plomo. 85 MANUAL DE INSTRUCCIONES Puesta a punto Para hacer la puesta apunto a un vehículo de catalizador de 2 vías, hay que medir la proporción de gases antes de que lo atraviesen. Para ello, se dispone de un toma para la sonda del analizador de gases que se encuentra antes del catalizador. La proporción de los gases ha de ser la tolerada por el fabricante. Con la adopción del catalizador de 2 vías, los volúmenes de los gases de escape ya catalizados han de ser a 1500 R.P.M. de 0.1% de CO y 50 p.p.m. de HC. Técnicamente se ha podido reducir los monóxidos (CO) y los hidrocarburos (HC) pero como hemos tenido que reducir el CO nos encontramos con un aumento real de los óxidos de nitrógeno (NO2), que son más perjudiciales y por esto, este sistema no se puede utilizar. Catalizador de 3 vías Las funciones El catalizador de 3 vías es la mejor solución actual anticontaminante, ya que descontamina los 3 gases nocivos, los CO, los HC y los NOx. La composición del catalizador de 3 vías, es la misma que tiene el de dos vías añadiendo un nuevo metal precioso que es el rodio, cuya misión es la reducción de los óxidos de nitrógeno (NOx) quitándoles el oxígeno para formar N2. Utilización e instalación El catalizador de tres vías lo equipan los motores con sistemas de inyección o carburación electrónica. Así, nos encontramos con inyecciones electrónicas, carburadores asistidos electrónicamente e inyecciones mecánicas con asistencia electrónica. La utilización de controles electrónicos es indispensable cuando se utiliza elementos de medida como la sonda lambda. Para instalar un catalizador de tres vías en un vehículo de alimentación electrónica que no lo incorpore de serie, es necesario que el fabricante haya construido posteriormente unidades del mismo modelo que si lo equipen. Si el motor está preparado para ser alimentado con gasolina sin plomo, bastará con instalar el catalizador, su respectiva sonda lambda y cambiar la unida electrónica de mando. Esta última ha de estar preparada para conectarla a la sonda lambda, interpretar su señal y en consecuencia, gobernar la inyección en bucle cerrado. La ubicación del catalizador de tres vías en el vehículo es la misma que en el de dos vías. Puesta a punto Para la puesta a punto de un vehículo que equipe un catalizador de 3 vías hay que proceder como en uno de dos vías. Los volúmenes de los gases ya catalizados a 1500 R.P.M. han de ser de un 0,1% de CO, 50 p.p.m. de HC y 2% de O2 para un factor lambda entre 0,99 y 1,01 86 MANUAL DE INSTRUCCIONES CONTROL DEL ESTADO DE LOS CATALIZADORES Para controlar el estado de los catalizadores es necesario disponer de unos mínimos medios como son: analizador de CO, medidor de corriente continua, y un medidor de vacío. Analizador de gases.- Cuando existe un problema directamente del catalizador por envenenamiento, envejecimiento u obstrucción de éste, solamente con verificar la medida de CO es suficiente, pues si está mal también estarán mal los demás valores. Las medidas de niveles de CO dependen del grado de destrucción supuesta del catalizador, siendo elevada si sobrepasa el 0.5% de volumen. Este valor no es determinante para diagnosticar el estado del catalizador ya que deberemos asegurarnos antes que los elementos de control, están funcionando correctamente. El exceso de CO puede ser debido a una saturación de gases en la entrada del catalizador, que provoca un trabajo superior de reducción de gases, que el catalizador es incapaz de reducirlos. Medidor de corriente continua.- Si la medida fuese alta sería necesario la verificación del valor de la tensión producida en la sonda lambda, para determinar su funcionamiento y además también del sistema. Medidor de vacío.- Es necesario, para verificar el estado de obstrucción del escape ya que debido a las partículas puede llegar a obstruirse. Para realizar un diagnóstico eficaz y completo se requiere tener conocimientos y dominar todo lo que son sistemas de inyección, para lo que se impone un aprendizaje de los sistemas de control electrónico del combustible. AVERÍAS DE USO FRECUENTES Degradación catalizador.- Es el envejecimiento natural del catalizador por el tiempo de utilización. La vida media útil de un catalizador depende de muchas circunstancias, no obstante se puede decir que dándole un buen uso, podría llegar a 175.000 Km. en perfecto estado. Uno de los elementos más perjudiciales y que provocan un rápido envejecimiento y posible destrucción del catalizador, es la utilización de gasolina con plomo. Destrucción del catalizador.- No es un caso habitual ya que para que esto ocurra se deben reunir varios factores a la vez, como son: fallo de encendido total en uno o varios cilindros, circular a excesiva velocidad durante bastante tiempo, que hace que los colectores de escape se pongan al rojo y ocurra una explosión de la gasolina sedimentada en el propio catalizador. Basta una circulación de gasolina durante 30" en un ambiente a 800ª C para provocar la fusión y rotura del catalizador. Rotura del catalizador.- La rotura es una consecuencia de impactos sobre el catalizador que hace que la estructura cerámica del monolito se rompa. Puede ocurrir no solamente en un golpe violento como consecuencia de un accidente, sino también como consecuencia de un golpe con un objeto duro. 87 MANUAL DE INSTRUCCIONES MEDIDA DE LOS GASES DE ESCAPE Para comprobar el funcionamiento del motor de gasolina, recurrimos a la medida de los gases de escape. Los porcentajes y volúmenes de cada uno nos indicarán los posibles fallos de motor, a la vez que nos acercarán de forma precisa al origen del fallo. Aquí se van a reflejar todos los fallos de vehículo como pueden ser; carburación, encendido, problemas mecánicos, etc. Los analizadores de gases no son un producto nuevo de mercado, es simplemente un elemento de medida necesario para conseguir un óptimo funcionamiento del motor. Son elementos básicos para el control de reparaciones, ya que nos asegura un funcionamiento adecuado del motor. Los primeros equipos de medida de gases tenían como base para determinar la relación aire/gasolina, lo que hoy denominamos relación lambda, la medida de temperatura de los gases de escape, ya que así era posible determinar la mezcla pobre, cuando la temperatura era alta y la mezcla rica cuando la temperatura era baja. Simplemente porque al existir mayor cantidad de oxígeno en la cámara se producen unos gases más calientes y más fríos cuando la mezcla era rica por falta de oxígeno. Posteriormente a finales de los años 60 aparecen los primeros analizadores de sistema catalítico junto con los analizadores de infrarrojos. El funcionamiento de los sistemas catalíticos se sigue utilizando en la actualidad ya que es un elemento muy fiable en cuanto a su medida, que además no requiere mantenimiento, y hoy se han adaptado mediante medidas digitalizadas y factores de corrección para poder realizar las medidas, aún cuando los valores sean inferiores a 0.5% de volumen. Así es posible utilizarlo para determinar el estado de funcionamiento de los catalizadores. Otra de sus características es su precio, que es muy inferior al de los analizadores de infrarrojos. Los equipos para la medición de gases utilizan la técnica de infrarrojos no dispersivos y han sido experimentados durante muchos años, aunque parezca que acaban de salir al mercado. Es posible realizar otras medidas diferentes que no se pueden hacer con un sistema catalítico, pero requieren un mantenimiento y control periódico de las medidas, así como sustitución de ciertos elementos, que cuentan con un período de funcionamiento (células O2) limitado. -Para diagnosticar el buen o mal funcionamiento de un motor de gasolina, se debe recurrir al análisis de los gases de escape. Los volúmenes de cada uno de los gases en la emisión de escape, desvelan los posibles fallos de carburación, de encendido o de puesta a punto, así como el correcto funcionamiento del motor. Los porcentajes de volúmenes correctos, están determinados por el fabricante. Los volúmenes de cada uno de los gases son, inevitablemente, dependientes entre si. De esta manera se relacionan así: -Cuando el CO aumenta el CO2 disminuye. -Cuando el CO disminuye el CO2 aumenta. -Cuando el CO y el CO2 son débiles, es debido a pérdidas en el sistema de escape o admisión (tomas de aire). Exceso de O2. Es importante conocer, no obstante, la causa independiente que altera los volúmenes de los gases. A continuación se reflejan las diferentes causas en cuanto a inyección, encendido, sistema antipolución y mecánica que modifican el volumen de los gases CO, CO2, O2 y HC. 88 MANUAL DE INSTRUCCIONES CO (Monóxido de Carbono) Es incoloro e inodoro y se forma en el proceso de una combustión incompleta por falta de oxígeno (O2) en la dosificación de la mezcla. Un volumen alto de CO es una consecuencia de una mezcla rica y un CO bajo de una mezcla pobre. El CO es el único gas que se puede regular. Al hacer la regulación también cambiarán los valores de los demás gases. Este valor de CO es el que encontraras en los libros de datos técnicos y que sólo tienen en cuenta el resultado de la combustión verificando el CO. Actualmente, utilizando analizadores que permiten la medición de varios gases, podemos comprobar que el valor de CO, es sólo uno de los que intervienen en la combustión pero no el único, así que para determinar el valor correcto de combustión, o lo que es lo mismo, el rendimiento del motor, tenemos que tener en cuenta el resto de los gases y el cálculo de factor lambda, que nos indica el estado de rendimiento del motor, independientemente del número de kilómetros que tenga. Ya se empiezan a medir en la ITV los vehículos catalizados, según la directiva de la CEE y no solamente el CO sino también el valor lambda. El valor lambda es un cálculo que se toma de todos los gases. El valor lambda correcto que se mide en la ITV es de 1.000 +/- 0.030. Los valores máximos permitidos para la ITV según la directiva 92/55, que controla estos límites son: Vehículos anteriores al 86 4.5% Vehículos posteriores al 86 3.5% Vehículos catalizados 0.5%ralentí y 0.3% a 2500rpm. Antes de realizar el ajuste o comprobación de los gases del vehículo, hay que comprobar que los demás gases no nos indiquen problemas, especialmente de valores altos de O2 o HC. Teniendo en cuenta que el CO se produce como consecuencia de la combustión del motor, si tenemos un cilindro con problemas de encendido, la gasolina y oxígeno que entra en el cilindro no combustionan y por lo tanto ese cilindro no produce CO, reduciendo el valor total de CO del motor. Si no tenemos en cuenta los valores medidos de O2 y HC estaremos ajustando un problema y los problemas no se ajustan, sino que se deben solucionar primero. El valor correcto de CO es el que obtenemos ajustando el valor lambda a 0.980 para vehículos gestionados por carburador y 1.000 para los gestionados por inyección. En los motores catalizados, el valor de CO debe ser inferior a 0.5%. Si el vehículo y catalizador están calientes el valor baja a 0.00%. Veremos que cuando el valor de lambda está en 1.000 o muy próximo, también el valor de CO es inferior a los máximos especificados a continuación: Carburación........................... <3.5% Carburación electrónica......... <2.5% Inyección electrónica..............<2.5% Con catalizador...................... <0.5% Después de estas explicaciones podemos entender que el CO, lo que determina y mide, es la cantidad de gasolina que está entrando en el motor y que los valores y variaciones siempre tendrán que ver con el sistema de alimentación del vehículo. 89 MANUAL DE INSTRUCCIONES Los valores límites dependen del tipo de gestión del motor. Gasolina: 3.5% Inyección: 2.5% Catalizado: 0.5% Estos valores como los demás corresponden al máximo valor posible y si éste es superado no debemos realizar el ajuste, sino comprobar primero que avería tenemos en el vehículo, que produce un exceso de gasolina. (HC) Hidrocarburos La gasolina es un hidrocarburo y por lo tanto los HC medidos corresponden a la gasolina no quemada durante la combustión. También el aceite es un hidrocarburo y puede generar residuos de HC. Siempre que en el escape existan restos de gasolina, éste marcador indicará un nivel muy alto. Los HC los marcará por los siguientes motivos: fallos de encendido, fallo de calado inicial o fallo en la curva de avance, entrada de aire excesiva en admisión, exceso de gases del motor, carbonilla en admisión, válvulas pisadas o quemadas, etc. El parámetro de medida es de PPM (partes por millón) con diferencia al resto de los gases que se miden en porcentaje (%) de volumen. Cualquier pequeño fallo de encendido provocará un valor alto de hidrocarburos. Valores máximos: Carburación 400ppm Inyección 350ppm Catalizados 100ppm Este valor cuanto más bajo mejor. Este gas no se regula, sino que es una consecuencia de los fallos del motor. Cuando el CO es muy alto o muy bajo, antes de medir los HC se deberá corregir el CO hasta un valor correcto. CO2 ( Dióxido de Carbono) El CO2 nos indica la calidad de la combustión. Cuando el CO2 es alto indica que el resto de los gases tienen unos niveles correctos. El valor depende de los demás gases y cuanto más alto, indica que la combustión general de motor es mejor. Cualquier variación, especialmente en CO y O2 hace bajar este valor de CO2. Si este gas, no está por encima del valor abajo indicado existen problemas con el O2 y con el CO. Este gas no se ajusta, es un resultado del resto de gases y rendimiento de motor. Los mínimos valores establecidos dependiendo de la gestión de motor son: Gasolina: Inyección: Catalizado: 12,5% 13% 14% 90 MANUAL DE INSTRUCCIONES O2 (Oxígeno) El O2 es el residuo de oxígeno, que nos llega al analizador de gases, puede venir producido por la admisión cuando la mezcla es pobre, inyectores obstruidos, toma de aire en admisión o escape, fallos eléctricos de encendido, mal calado de distribución, etc. o por toma de aire del escape (escape roto). Para conocer si este residuo, es consecuencia de la admisión o del escape, se toma como referencia y valor, el CO corregido. Cuando los problemas de exceso de oxígeno provienen del encendido, también al acelerar se mantiene los excesos de oxígeno unido a un exceso de HC. Si el exceso de O2 es producido por un escape defectuoso, al acelerar desaparece el oxígeno. Si el exceso de O2 es producido por una mezcla pobre, cuando aumente el CO debe bajar el valor. Importante: Este gas, es el primero que hay que mirar, si marca mucho oxígeno las demás medidas se reducen y posteriormente cuando se solucione el problema de exceso de O2, éstas medidas variarán. El valor lambda no se debe tener en cuenta para ajustar el motor, sin antes haber reducido el valor de oxígeno en el escape. Los valores máximos de oxígeno son: Gasolina: Inyección: Catalizado: 2.5% 2% 1% Tabla de referencia de valores de oxígeno 1 2 3 4 5 6 Oxígeno Alto constante Alto irregular Alto Alto regular Alto irregular Alto constante HC Alto constante Alto irregular Bajo Bajo Bajo Bajo CO Muy bajo Normal/bajo Bajo Muy bajo Bajo irregular Muy bajo Mezcla muy pobre Fallo de encendido Mezcla pobre Toma de aire admisión Mezcla pobre Toma aire en escape En el primer caso al faltar la gasolina, no se combustiona la gasolina con el oxígeno y produce un residuo alto de ambos componentes. En el segundo caso, al fallar la chispa de encendido, la gasolina y aire no se combustionan y queda un residuo irregular de ambos gases, cuando el fallo es de uno o dos cilindros. Al no producirse la combustión, el CO se hace irregular y bajo. En el tercer caso, la mezcla pobre, provoca un exceso de oxígeno, ya que solamente cuando existe una relación de aire/combustible correcta (valor lambda 1.000), el oxígeno y CO estarán dentro de los valores correctos. El cuarto punto, corresponde a una toma de aire por admisión, que hace que la mezcla se haga más pobre y deje un residuo alto de oxígeno. Si es toma de aire, el valor de CO suele ser constante, pero si CO es irregular es porque algún cilindro no tiene una cantidad constante de gasolina o bien en el caso de inyectores, puede estar alguno obstruido (quinto punto). 91 MANUAL DE INSTRUCCIONES La sexta medida corresponde a un vehículo con el escape roto, es decir que el oxígeno medido proviene de una rotura del escape. Si aceleramos el vehículo, este exceso de oxígeno desaparece. Además veremos que el valor de CO corregido tiene una gran diferencia con el valor de CO. En estos casos, si se necesita comprobar y ajustar el CO, se tomará como valor el de CO corregido y en ningún caso el de CO. Si el calado de la distribución es incorrecta uno de los síntomas suele ser el nivel de oxígeno en el escape, que no se corrige aunque se acelere el motor. CO corregido El COcorr. no es un gas, sino un cálculo que se hace para saber el CO que produce el motor aunque tenga el escape roto. El CO producido por el motor se diluye con el oxígeno que entra por la rotura del escape y el valor de CO no es válido en estas condiciones. Solamente hay que hacer caso, cuando marca mucho más que el CO. Es normal que marque una diferencia de 1 o 2 décimas. El equipo siempre calcula este valor, pero no siempre es visible. Cuando el oxígeno es muy bajo o excesivamente alto, se verá en el marcador guiones. Es posible que el escape tenga una pequeña rotura y el medidor de CO corr. no marque, esto se debe a que la contrapresión de escape no permite la entrada de oxígeno al tubo de escape y por lo tanto, al final del escape, que es donde se coloca la sonda para realizar la medición, no le llega O2 y por lo tanto no mida CO corregido. De igual manera, hay veces y esto depende del tamaño de la rotura, a ralentí sí indica toma de aire en escape, pero a medida que vamos acelerando desaparece la medida de CO corr.. Esto se debe a que en bajas revoluciones el caudal desalojado es pequeño y por lo tanto existen filtraciones de oxígeno en el escape pero a medida que vamos aumentando el régimen de giro del motor se produce una contrapresión grande en el escape y no permite la entrada de oxígeno. Presión atmosférica (mB) La presión atmosférica está expresada en milibares. Este valor es variable y afecta directamente al funcionamiento del motor. Normalmente a mayor presión atmosférica el llenado de cámara es mayor y como consecuencia también es mayor la compresión del motor y su rendimiento. La variación de este valor hace cambiar el resultado de la combustión. El equipo toma la presión como referencia para la calibración del mismo. Se adapta a las condiciones de presión atmosférica para realizar los cálculos de las medidas con precisión, igual que los sistemas de inyección actuales, que calculan el valor de inyección, dependiendo del altímetro que incorporan. Relación aire-combustible (A/F). Es la relación de peso del aire y la gasolina. Este valor es paralelo al valor lambda y se calculan ambos a la vez, por la medida del peso molecular de los gases. La relación estequiométrica del vehículo es de 14.7: 1 a todas las revoluciones del motor. Aquel vehículo que a todas las RPM consiga un valor lambda igual a 1.000 rendirá el máximo y el consumo de gasolina será óptimo. Los sistemas de inyección catalizados que funcionan correctamente, mantiene este valor a todas las revoluciones del motor. 92 MANUAL DE INSTRUCCIONES Relación de peso aire/gasolina. Óptimo Por encima de Por debajo de 14.7:1 14.7........... 14/7........... Correcto Pobre Rico Factor lambda El factor lambda, es un cálculo que realiza el equipo. Este valor es para todas los vehículos, no solamente, en los equipados con sonda lambda. El valor lambda indica el punto exacto de la mezcla que necesita cada motor. Cuando el escape está roto el coche puede ir bien de mezcla, pero el factor lambda nos indica motor pobre. No se debe tener en cuenta el valor lambda, hasta que el oxígeno haya bajado a su valor normal. Valor normal Por encima de Por debajo de 1.000...........> 1.000..............> 1.000..............> Valor de ajuste: Carburación: Inyección: 0.980 1.000 Correcto Pobre Rico En los vehículos catalizados no se ajusta el CO, ya que son ellos a través de su sonda lambda los que se mantienen ajustados. Valores habituales de gases en vehículos catalizados para un valor lambda 1.000: CO CO2 HC O2 Por debajo de 0.5%vol. Por encima de 14.5%vol. Por debajo de 100ppm. Por debajo de 0.5%. 93 MANUAL DE INSTRUCCIONES DESARROLLO DE LAS PRUEBAS CON EL ANALIZADOR DE GASES FALLOS GENERALES Y SU EXPLICACIÓN Se expone a continuación una serie de pruebas y aplicaciones que se pueden realizar con el analizador de gases y que sirven para localizar problemas del motor y para comprobar el funcionamiento de ciertos componentes. Con el test general de medida de gases se pueden medir de forma directa los diferentes gases, así como el cálculo de valor lambda y CO corregido. MEDIDA DEL CO DE MOTOR La medida de CO, comprobada a diferentes revoluciones del motor, nos lleva a diagnosticar los problemas o irregularidades que se producen en la gestión de gasolina. A continuación se muestran unas tablas de medidas, donde se explican las posibles causas mecánicas o electrónicas que pueden afectar a las variaciones del CO. Están separados, los sistemas de carburación y los de inyección. VEHÍCULOS DE CARBURACIÓN CO bajo a ralentí Causa probable Toma de aire en admisión. Toma de aire en escape. Fallo de encendido constante. Avance incorrecto a ralentí. Regulación de mezcla incorrecta. Falta de presión de bomba. Filtro de gasolina obstruido. Operación a realizar Verificar valor de O2 . Verificar CO corr.. Verificar nivel de HC y O2. Verificar HC y punto de encendido. Regular mezcla. Verificar presión. Verificar estado de filtro. CO bajo a alto régimen Causa probable Toma de aire en admisión Toma de aire en escape Fallo de encendido constante. Avance incorrecto. Altura del flotador incorrecta. Filtro de entrada carburador. Chicles de alta obstruidos. Falta de presión de bomba. Filtro de gasolina obstruido Operación a realizar Verificar valor de O2 . Verificar CO corr.. Verificar nivel de HC y O2 Verificar HC y punto de encendido. Regular flotador. Limpiar filtro carburador. Limpiar chiclés. Comprobar presiones. Comprobar filtro. 94 MANUAL DE INSTRUCCIONES CO irregular a ralentí Causa probable Toma de aire en admisión Avance incorrecto. Chiclés de baja obstruidos. Holgura de mariposa. Base de carburador arqueada. Filtro entrada carburador. Filtro de gasolina obstruido. Filtro de aire en muy mal estado. Operación a realizar Verificar valor de O2 Verificar HC y punto de encendido. Desmontar y limpiar. Comprobar holgura. Desmontar carburador. Limpiar filtro. Sustituir filtro de gasolina. Sustituir filtro de aire. CO irregular alto régimen Causa probable Toma de aire en admisión Chiclés de alta obstruidos. Pasos de aire sucios. Base de carburador arqueada. Filtro de gasolina obstruido. Filtro de aire en muy mal estado. Operación a realizar Verificar valor de O2 Desmontar y limpiar. Limpiar pasos de aire. Desmontar carburador. Sustituir filtro de gasolina. Sustituir filtro de aire. CO alto a ralentí Causa probable Regulación incorrecta CO. Flotador suelto. Exceso de presión de bomba. Retorno obstruido. Chiclés de baja cambiados. Segundo cuerpo activado. Filtro de aire en muy mal estado. Pasos de aire obstruidos Operación a realizar Regular valor de CO. Reparar flotador. Verificar presiones de bomba. Comprobar retorno. Desmontar y limpiar. Comprobar segundo cuerpo. Sustituir filtro de aire. Limpiar pasos CO alto a alto régimen Causa probable Chiclés de alta en mal estado. Chiclés de alta cambiados. Pasos de aire sucios. Segundo cuerpo activado. Exceso de presión de bomba. Flotador mal ajustado. Flotador suelto. Retorno obstruido. Filtro de aire en mal estado. Operación a realizar Cambiar chiclés. Colocar originales. Limpiar pasos de aire. Comprobar segundo cuerpo. Comprobar presiones. Ajustar altura de flotador. Reparar flotador. Verificar retorno. Sustituir filtro de aire. 95 MANUAL DE INSTRUCCIONES VEHÍCULOS DE INYECCIÓN CO bajo a ralentí Causa probables mecánicas. Operación a realizar Toma de aire en admisión. Verificar valor de O2 . Toma de aire por inyectores. Verificar valor de O2 Toma de aire en escape. Verificar CO corr.. Fallo de encendido constante. Verificar nivel de HC y O2. Regulación de CO incorrecta. Regular mezcla. Regulación potenciómetro CO. Regular potenciómetro. Avance incorrecto. Verificar HC y sonda de temperatura. Regulador de presión mal. Verificar el regulador. Inyectores sucios. Limpieza de inyectores. Caudalímetro no regula CO. Limpieza pasos de aire. Falta de presión en rampa. Verificar presión. Filtro de gasolina obstruido. Verificar estado de filtro. Recirculación de gases EGR Revisar circuito EGR Causa probables electrónicas Operación a realizar Sonda de temperatura motor. Comprobar sonda. Sonda de temperatura de aire. Comprobar funcionamiento sonda. Caudalímetro mal. Comprobar tensiones de salida. Sensor de presión absoluta. Comprobar tuberías de vacío Comprobar tensiones de salida. Potenciómetro de regulación. Comprobación mecánica. Comprobar tensiones de salida. CO bajo a alto régimen Causa probables mecánicas. Toma de aire en admisión. Toma de aire por inyectores. Toma de aire en escape. Fallo de encendido constante. Regulador de presión mal. Falta de presión de bomba. Filtro de gasolina obstruido. Inyectores sucios. Recirculación de gases EGR Causa probables electrónicas Sonda de temperatura motor. Sonda de temperatura de aire. Caudalímetro mal. Caudalímetro mal ajustado. Sensor de presión absoluta. Potenciómetro de mariposa. Interruptor de mariposa. Interruptor de acelerador. Operación a realizar Verificar valor de O2 . Verificar valor de O2 Verificar CO corr.. Verificar nivel de HC y O2. Verificar presiones. Verificar presión. Verificar estado de filtro. Limpieza de inyectores. Revisar circuito EGR Operación a realizar Comprobar sonda. Comprobar funcionamiento sonda.0 Comprobar tensiones de salida. Ajustar caudalímetro en alta. Comprobar tuberías de vacío Comprobar tensiones de salida. Comprobar funcionamiento. Comprobar funcionamiento. Comprobar funcionamiento. 96 MANUAL DE INSTRUCCIONES CO irregular a ralentí Causa probables mecánicas. Toma de aire en admisión. Toma de aire por inyectores. Toma de aire en escape. Fallo de encendido aleatorio. Avance incorrecto. Inyectores sucios. Regulación de mezcla incorrecta. Regulador de presión mal. Válvula de ralentí sucia. Presión de bomba inestable. Filtro de gasolina obstruido. Suciedad en admisión. Carbonilla en admisión. Filtro de aire Operación a realizar Verificar valor de O2 . Verificar valor de O2 Verificar CO corr.. Verificar nivel de HC y O2. Verificar HC y punto de encendido. Limpieza de inyectores. Regular mezcla. Verificar el regulador. Limpieza de válvula. Verificar bomba y alimentación. Verificar estado de filtro. Limpieza mariposa y admisión. Descarbonizar admisión y válvulas. Sustituir filtro Causa probables electrónicas Sonda de temperatura. Sonda de aire. Caudalímetro mal. Sensor de presión absoluta. Operación a realizar Derivación eléctrica sonda. Suciedad producida por aceite. Comprobar tensiones de salida. Comprobar tuberías de vacío Comprobar tensiones de salida. Comprobación mecánica. Comprobar tensiones de salida. Comprobar calado. Comprobar tensiones de ralentí. Contactos sucios. Potenciómetro de regulación. Potenciómetro de mariposa. Interruptor de mariposa. CO irregular alto régimen Causa probables mecánicas. Toma de aire en admisión. Toma de aire por inyectores. Toma de aire en escape. Fallo de encendido aleatorio. Fallo curva de avance. Carbonilla en admisión. Regulador de presión mal. Inyectores sucios. Presión de bomba inestable. Filtro de gasolina obstruido. Operación a realizar Verificar valor de O2 . Verificar valor de O2 Verificar CO corr.. Verificar nivel de HC y O2. Verificar nivel de HC y O2. HC alto e inestable cuando se acelera. Descarbonizar admisión y válvulas. Verificar el regulador. Limpieza de inyectores. Verificar bomba y alimentación. Verificar estado de filtro. 97 MANUAL DE INSTRUCCIONES Causa probables electrónicas Sonda de temperatura. Sonda de aire. Caudalímetro mal. Sensor de presión absoluta. Potenciómetro de mariposa. Sensor de pedal de acelerador. Operación a realizar Derivación eléctrica de la sonda. Suciedad producida por aceite. Comprobar tensiones progresivas. Comprobar tuberías de vacío Comprobar tensiones de salida. Comprobar tensiones progresivas. Comprobar estado (cortocircuito) CO alto a ralentí Causa probables mecánicas. Regulación de mezcla incorrecta. Regulador de presión mal. Retorno obstruido. Caudalímetro no regula CO. Operación a realizar Regular mezcla. Verificar el regulador. Verificar retorno. Limpieza pasos de aire. Causa probables electrónicas Sonda de temperatura. Sonda de aire. Caudalímetro mal. Sensor de presión absoluta. Operación a realizar Comprobar funcionamiento. Suciedad producida por aceite. Comprobar tensiones de salida. Comprobar tuberías de vacío. Comprobar tensiones de salida. Comprobación mecánica. Comprobar tensiones de salida. Cortocircuito o contacto pegado. Posición de plena carga. Potenciómetro de regulación. Interruptor de mariposa. CO alto a alto régimen Causa probables mecánicas. Regulador de presión mal. Inyectores gotean. Retorno obstruido. Regulación CO ralentí defectuosa. Operación a realizar Verificar el regulador. Limpieza de inyectores. Verificar retorno. Comprobar CO a ralentí. Causa probables electrónicas Potenciómetro de CO. Sonda de temperatura. Sonda de aire. Caudalímetro mal. Operación a realizar Comprobar regulación. Comprobar funcionamiento. Comprobar funcionamiento. Comprobar regulación de muelle. Comprobar progresión de tensión. Comprobar tuberías de vacío. Comprobar tensiones de salida. Comprobar progresión de tensión. Posición alto régimen en cortocircuito. Sensor de presión absoluta. Potenciómetro de mariposa. Interruptor de mariposa. 98 MANUAL DE INSTRUCCIONES FILTRO DE AIRE El estado del filtro de aire influye directamente en la mezcla de aire-gasolina de un vehículo y por lo tanto se debe comprobar su funcionamiento. Para comprobar el funcionamiento del filtro de aire se verifica visualmente si el filtro se encuentra sucio y realizar una comprobación con el vehículo, funcionando a diferentes velocidades del motor. Cuando existe obstrucción de paso de aire por el filtro, el nivel de CO aumenta, siendo proporcional este aumento según el estado del filtro. A mayor aumento de CO mayor obstrucción. El estado de filtro se detecta cuando se necesita un volumen importante de aire en el motor, esto es, cuando el régimen de motor es alto. Para la comprobación dinámica, mantenemos el motor a un régimen de 3000 RPM aproximadamente y tomamos el valor de CO, después quitamos la tapa del filtro de aire y si se produce un descenso importante en el valor de CO, no hay duda de que el filtro está obstruido. A veces, el estado de filtro después de una inspección visual parece que se encuentra en buen estado, pero esto no es suficiente, ya que para conocer su comportamiento es necesario medir el CO a diferentes revoluciones, especialmente a un alto régimen de motor. ESCAPE ROTO Verificar CO corr. y si la diferencia de medidas es grande (superior a 0.5%), existe una toma de aire en el escape y por lo tanto el valor correcto será el indicado en el medidor de COcorr. Cuando esto ocurre no es valido el ajuste de CO basándose en el valor lambda. Es posible que el escape tenga una pequeña rotura y el medidor de CO corr. no marque, esto se debe a que la contrapresión de escape no permite la entrada de oxígeno al tubo de escape y por lo tanto, al final del escape, que es donde se coloca la sonda para realizar la medición, no le llega O2 y no mida. De igual manera, hay veces y esto depende del tamaño de la rotura, a ralentí, sí indica toma de aire en escape, pero a medida que vamos acelerando desaparece la medida de CO corr.. Esto es debido, a que en bajas revoluciones, el caudal desalojado es pequeño y por lo tanto existen filtraciones de oxígeno en el escape y a medida que vamos aumentando el régimen de giro del motor se produce una contrapresión grande en el escape y no permite la entrada de oxígeno. AJUSTE DE CO CON ESCAPE DEFECTUOSO. Para realizar el ajuste en un vehículo que tiene el escape defectuoso, no se puede tener en cuenta el valor lambda, ya que está calculado con el oxígeno del exterior y no con el oxígeno resultado de la combustión del motor. Si se tiene que ajustar el vehículo con el escape roto, se tendrá en cuenta el valor calculado que está visualizado en el display de CO corregido y se ajustará entre 1% a 2% tomando como punto óptimo de ajuste el valor mayor de CO2 que se consiga entre esos valores de CO. En este punto es cuando el rendimiento de motor es máximo, teniendo en cuenta la cantidad de gasolina que estamos dando al motor (CO). 99 MANUAL DE INSTRUCCIONES DISTRIBUCIÓN MAL CALADA Si la distribución del motor está fuera del calado normal, no se realiza una combustión correcta ya que el control de llenado de cámaras no es uniforme y por lo tanto existe una irregularidad en la combustión, apreciándose un aumento considerable del oxígeno que no se puede reducir ni aumentando el régimen del motor. Si el vehículo está equipado con bomba de insuflación de aire en el escape, se debe desconectar para hacer esta prueba. TOMA DE AIRE EN ADMISIÓN CARBURACIÓN: Si el motor tiene en la admisión una toma de aire, el resultado de mezcla es pobre. Si el vehículo está equipado con carburador, una toma de aire por debajo del carburador hace que cambie la diferencia de presión existente entre los extremos del carburador y como consecuencia una pérdida de vacío por el carburador, que no "arrastrará" la gasolina necesaria calculada para el buen funcionamiento del motor la mezcla sería pobre. INYECCIÓN: En los sistema de inyección gestionados por caudalímetros, si existe una toma de aire posterior al caudalímetro, este informará al calculador de un paso de aire inferior al necesario y la gestión electrónica, recorta el tiempo de inyección para compensar en la relación de aire/gasolina. En estos sistema la mezcla recortada hace que la combustión general sea excesivamente pobre. No es tanto el problema cuando se utiliza sensores de presión absoluta, ya que cuando tenemos una toma de aire en el colector de admisión o en un cilindro, la depresión de motor se mantiene y lo único que cambia es el caudal de aire que no se mide y el motor simplemente aumenta de revoluciones como si se acelerase al aumentar el paso de aire a las cámaras de combustión. CATALIZADO: En los sistemas catalizados, la sonda lambda colocada en el escape controla la cantidad de oxígeno que existe, para realizar la corrección a través de la central de inyección cuando se produce una toma de aire, si esta es pequeña, el propio sistema es capaz de gestionar este fallo compensándolo con un aumento de gasolina, aumentando el tiempo de inyección, de tal manera que este fallo pasaría desapercibido, ya que el resultado final es una mezcla de aire y gasolina correcta. Solamente cuando el sistema detecta un exceso de oxígeno, entra en una fase de emergencia (fase degradada), a la vez que envía una señal informativa que indica que ha llegado al nivel máximo de corrección. Cuando la toma de aire es de admisión se identifica por la diferencia existente entre la medida de CO y CO corr. que es inferior a 0.5%. A diferencia de la toma de aire de escape, a medida que aceleramos continuamos teniendo el valor de O2 alto, ya que la toma de aire es constante y no depende de las revoluciones. Consecuencia, cuando la diferencia entre CO y CO corr. es pequeña, la toma de aire es de admisión y si es grande de escape. El autodiagnóstico de las centrales de inyección suele ser diferente en cada sistema de motor, ya que mientras en unas nos indica el límite máximo de corrección de CO, en otras simplemente informa de valores de lambda extremos, donde para determinar si el problema es de la sonda lambda que esta defectuosa, o bien existe un problema de exceso de oxígeno, nos obliga a realizar una serie de operaciones de control en el vehículo. 100 MANUAL DE INSTRUCCIONES Para localizar las tomas de aire de admisión existen diferentes procedimientos, que pueden variar dependiendo de los sistemas de gestión del motor, ya sean de carburación, inyección o catalizados. Lo importante es determinar que la toma de aire pueda ser general o bien individual de cilindros. Para comprobar que la toma de aire es individual se puede utilizar el procedimiento de cortar el encendido en cada cilindro y cuando veamos que en uno de ellos no aumenta el valor de oxígeno, o bien el aumento es menor que en los otros cilindros, podremos saber que en este cilindro es donde se encuentra la toma de aire. El mejor procedimiento para cortar el encendido es la derivación de la línea de chispa a masa y no se recomienda, aunque habitualmente se haga, retirar el cable de la bujía, ya que en los sistemas electrónicos, bien sean de inyección, encendido etc., no se debe realizar arcos de alta tensión. Si después de realizar estas pruebas vemos que los valores de O2 aumentan de manera proporcional en cada prueba individual de cilindros, sabremos que la toma de aire es general y no individual, así que tenemos que ir a comprobar aquellos elementos comunes como puede ser los colectores de admisión, servofrenos, sistemas de control del aire acondicionado, apertura de puertas etc. y en general todas las tuberías que estén situadas en la admisión. Existen procedimientos más rápidos, siempre que la toma de aire este situada en zona accesible. Utilizamos un spray que contenga hidrocarburos y rociamos por encima del motor, y en caso de existir una toma de aire, tendríamos en la medida de HC un aumento considerable, lo que indica que por alguna parte, estos hidrocarburos han pasado al interior del motor. Depende del producto utilizado puede subir el CO o el HC, ya que unos son combustibles y otros no. El motor con toma de aire por admisión o mezcla pobre, aumenta la temperatura de la combustión. CARBONILLA EN ADMISIÓN La carbonilla en la admisión produce irregularidades en la mezcla de aire/gasolina no siendo homogénea en ningún régimen de motor, especialmente en los momentos de necesidad de enriquecimiento de la mezcla. La carbonilla produce el efecto esponja, que hace que la gasolina pulverizada por los inyectores se embalse en la carbonilla de las válvulas o colectores de admisión. Dependiendo del modelo de sistema de inyección utilizado, la medida o diagnóstico de carbonilla también es diferente. Tomemos un ejemplo del sistema monopunto. La gasolina es inyectada en un cuerpo de mariposa y la mezcla con el aire se realiza en los colectores de admisión. Cuando existe "carbonilla" en los colectores de admisión, se detecta al iniciar la aceleración, es decir cuando pasamos lentamente de ralentí a 1200 rpm, el sistema inyecta una cantidad de gasolina adicional para crear un enriquecimiento en la mezcla, y en cambio, observamos en la medida de gráfica de gases que en ese instante no aumenta el CO (gasolina), sino que el aumento lo hace el O2, indicándonos que la mezcla se ha empobrecido. Si no existe "carbonilla" en los colectores de admisión la gasolina entra sin problemas a las cámaras de combustión y cuando hay carbonilla la gasolina se deposita momentáneamente en los colectores de admisión, hasta que por la inercia de funcionamiento vuelven a recibir gasolina las cámaras. A mayor depósito de carbonilla, mayores problemas existen en el funcionamiento de motor, ya que en altas revoluciones las cámaras no se llenan adecuadamente por la estrangulación del paso de aire y el motor pierde elasticidad y potencia, especialmente a altas revoluciones. 101 MANUAL DE INSTRUCCIONES En este sistema de inyección monopunto, la "carbonilla" es una consecuencia del exceso de gases del motor al pasar al sistema de admisión, que arrastran las partículas de aceite y empapan los colectores de admisión creándose una capa de material sedimentado. Esta capa de sedimentos puede obstruir el sistema de vacío del servofreno. El los sistemas de inyección multipunto la carbonilla se crea en las válvulas y en la culata, como consecuencia de la inyección directa de gasolina a las válvulas de admisión. La creación de carbonilla es mayor en los sistemas de inyección que no son secuenciales, ya que la gasolina es inyectada dos veces por ciclo y además no está sincronizada con el momento de apertura de la válvula de admisión. El efecto en la aceleración es similar al del sistema monopunto, pobreza momentánea durante la aceleración e irregularidades de suministro de gasolina en altas revoluciones. Valor de CO y O2 irregular. Para comprobar la carbonilla de admisión, realizar la prueba con el analizador de gases de la forma siguiente: -Mantener el motor a ralentí y comprobar que las medidas son estables -Acelerar muy suavemente a 1.100 revoluciones de motor y mantener fijo el motor a esas revoluciones. -Comprobar si aumenta el valor de O2 (oxígeno). El aumento de O2 en el momento de aceleración indica que el motor se ha quedado pobre, es decir, la gasolina no ha entrado a las cámaras de combustión por el efecto de la carbonilla, que ha recogido la gasolina en ese momento. No acelerar bruscamente, pues la condición de medición será diferente. FALLOS DE ENCENDIDO Los fallos de encendido provocan aumento de los hidrocarburos y del oxígeno, y una disminución del valor de CO, como consecuencia de la falta de combustión. Cuando falla el encendido, el aire que entra en la cámara de combustión (O2), junto con la gasolina (HC) no se combustiona, produciendo un residuo al escape del oxígeno y HC. El fallo de encendido de un vehículo se debe a diferentes causas. Los fallos de encendido suelen estar producidos fundamentalmente por problemas de alimentación de tensión a la bujía o por fallo de ésta, pero también por elementos externos que son capaces de afectar al buen funcionamiento de la alimentación de las bujías, siendo el más habitual el exceso de aire, la combustión o bien problemas de la curva de avance. Cuando existe un fallo de encendido todos los componentes de medida de gases varían y lo hacen de la siguiente forma: Aumento de HC y O2 como consecuencia de la pérdida de encendido. La gasolina que entra en la cámara, así como el oxígeno, no combustionan y pasan directamente al escape, predicándose un aumento de los HC y O2 cuyo valor medido dependerá directamente de la importancia del fallo. Disminución de CO y CO2 ya que al no existir combustión estos gases se reducen. 102 MANUAL DE INSTRUCCIONES Variación Factor Lambda como resultado del cálculo de los gases anteriores. El fallo de encendido, puede ser constante, aleatorio o bien producido en ciertos momentos o condiciones de funcionamiento del motor. Cuando el fallo es constante el valor de HC es excesivo, llegando a superar por cilindro las 2000 ppm. El valor de oxígeno dependerá del número de cilindros del motor, siendo un 5% para motores de 4 cilindros, 3.3% para 6 cilindros y 2.5% para 8 cilindros. No es conveniente dejar la sonda conectada mucho tiempo a un vehículo con fallos constantes, ya que los hidrocarburos recogidos por la sonda pasan a los filtros de la entrada del equipo haciendo que éstos se empapen de gasolina y cuesta mucho tiempo poder reducir estos hidrocarburos. Si los fallos de encendido son aleatorios o se producen a ciertas revoluciones, se deberá controlar en los test de fallos de encendido, para saber a que se deben las variaciones de gases. Utilizar el test número de 5 o 6 para registrar los valores de HC y O2 y poder comprobar la sincronización entre ellos para determinar si el aumento de hidrocarburos u oxígeno es consecuencia de un fallo de encendido. Realizar el test a diferentes revoluciones de motor, siendo las aceleraciones progresivas y evitando desaceleraciones durante el test. Si no existen fallos de encendido, los valores serán estables. Si al realizar el test de medida no se producen alteraciones en los valores de HC y O2, indica ausencia de fallos de encendido (cables, bujías, bobina, rotor...). Las alteraciones de HC sincronizadas en el mismo momento, con las de O2 (oxígeno), nos indicarán problemas de encendido de motor. Cuando el fallo de encendido se produce en algún momento del funcionamiento del motor, se registran pequeñas variaciones en el aumento de HC y O2 que son mostrados en la impresora gráfica o en el monitor. Estos fallos de encendido pueden ser producidos por los elementos de encendido (cables, bujías, distribuidor), o bien si el calado del distribuidor es incorrecto también se produce el mismo síntoma. En estos casos para localizar la avería, es necesario disponer de equipamiento preciso para la localización de averías en los sistemas de encendido de motores (equipos de diagnóstico, osciloscopios etc.). En los sistemas de inyección, los fallos de encendido pueden ser localizados fácilmente. Solamente es necesario ir desconectando los inyectores (eléctricamente) uno a uno. Si el valor de HC desciende al desconectar algún inyector, es síntoma evidente, que ese cilindro tiene problemas eléctricos. En los vehículos catalizados y siempre que el catalizador esté en buen estado, pequeñas variaciones de encendido que producen pequeñas modificaciones de HC y O2 son reducidas por el catalizador y el resultado final de la medida es un valor bajo. Cuando se tenga la sospecha que estos fallos están ocurriendo, se deberá efectuar la medias de gases antes del catalizador, ya que si estos aumento de HC y O2 son reducidos por el propio catalizador, difícilmente podremos detectarlos. Cuando el fallo es continuado, se reduce el O2 pero está presente y de forma elevada el HC. 103 MANUAL DE INSTRUCCIONES VERIFICACIÓN CURVA DE AVANCE En el test de gráficas, se puede verificar rápidamente, la curva de avance del motor. Este test puede realizarse siempre que los valores de hidrocarburos estén dentro de los límites normales de funcionamiento y que éstos sean estables. Si los valores son inestables debemos primero realizar la reparación del motor antes de continuar. Para la comprobación de la curva de avance, iremos acelerando el vehículo lenta y progresivamente hasta 3000 RPM y la respuesta correcta de hidrocarburos (HC) y oxígeno (O2), será un valor bajo y cada vez más pequeño a medida que aumentamos las revoluciones del motor. Cualquier fallo de encendido, debido a problemas con la curva de avance, creará unos niveles altos de hidrocarburos y oxígeno, a diferentes revoluciones (fallo de encendido). CALADO DE AVANCE Si necesitamos realizar un calado correcto del motor, debemos tener en cuenta los valores mínimos de hidrocarburos y oxígeno, pero sin perder el control del valor de CO. Para realizar este calado inicial, los valores de hidrocarburos serán estables y por debajo de los límites máximos fijados. Con un valor de CO por encima de 1%, movemos lentamente el distribuidor en uno u otro sentido hasta conseguir una medición mínima de hidrocarburos y oxígeno. Cuando se consigue llegar a este punto, tenemos un resultado correcto de avance de motor. Aquel vehículo, que no tenga calado el avance de forma correcta, va a producir un valor alto e inestable de hidrocarburos. El valor de avance del vehículo depende de diferentes factores como son: reglaje de válvulas, estado de compresión del motor, calidad de la gasolina utilizada etc.. Si queremos poner a punto un motor, necesitamos conocer la respuesta en funcionamiento del mismo, y ésta solo se consigue, cuando alcanzamos el mejor resultado de combustión, es decir cuando el vehículo reduce el nivel de gasolina sin quemar por el escape. CONSUMO DE ACEITE. El aceite es un hidrocarburo que se combustiona al entrar en las cámaras igual que lo hace la gasolina. Solamente un exceso de entrada de aceite puede producir un problema de encendido al engrasar las bujías. Para comprobar si el motor consume aceite, debe realizar la prueba de estanqueidad de segmentos o la de retenes de guías de válvulas, para conocer si el aceite puede acceder a las cámaras de combustión por alguno de estos caminos. Cuando el consumo es elevado se aprecia en el color blanco de los gases de escape. Aún viendo el problema de consumo de aceite, quedara por determinar si este consumo se produce por la pérdida de estanqueidad en los segmentos o en las guías de válvulas. Realizar el test de verificación mecánica para diagnosticar el estado de motor y comprobar si existe consumo de aceite en el motor y por donde se produce. Si se utiliza el osciloscopio y los test de medida de kilovoltios de bujías, se podrá apreciar la bujía que se está engrasando como consecuencia del exceso de aceite en la cámara de combustión. Con el vehículo a temperatura normal de funcionamiento, dejaremos durante un tiempo, no inferior a 10 minutos, funcionando el vehículo a ralentí y comprobaremos que los valores iniciales y finales de los hidrocarburos no hayan sufrido variaciones. Si el hidrocarburo aumenta, esto es síntoma de consumo de aceite. Cuanto mayor sea el tiempo de realización de la prueba, mayor será la seguridad, relativa al consumo de aceite y fallo de encendido. Esta prueba se debe realizar cuando el vehículo tenga calado perfectamente el avance de motor y no tenga problemas eléctricos de encendido. 104 MANUAL DE INSTRUCCIONES RIQUEZA DE COMBUSTIBLE Si el motor está recibiendo una cantidad excesiva de gasolina se comprueba por el valor de CO. A todos los efectos CO es igual a gasolina. A diferencia de los aparatos catalíticos, en estos analizadores, se separa totalmente la influencia del O2 y HC en cuanto al valor de CO. Si la mezcla es rica, el oxígeno es bajo y el HC es alto, ya que el exceso de gasolina va a producir una mala combustión que hace que tire también más gasolina sin quemar (HC). El valor lambda será inferior a 1.000 cuando la mezcla es rica. POBREZA DE COMBUSTIBLE Si el motor está recibiendo una pequeña cantidad de gasolina el valor de CO será bajo y el oxígeno alto, con un valor bajo de HC. Si es muy bajo el valor de CO puede ser también alto el valor de HC y O2. Esto es debido, a que al ser la relación aire/gasolina tan pobre, la combustión del motor es muy mala y sale la gasolina junto con el oxígeno sin quemar. Con dosificaciones bajas falta oxígeno para la combustión, mientras que con dosificaciones elevadas, a causa del exceso de aire, el frente de llama se extingue. Este síntoma es similar a cuando falla el encendido, la única diferencia es que si aquí aumentamos la gasolina, los valores de oxígeno e hidrocarburos se hacen normales, y en caso de ser problema de encendido si existe CO, al aumentar la gasolina también aumenta el valor de hidrocarburos. El valor lambda es superior a 1.000 con mezcla pobre. COMBUSTIBLE IRREGULAR El valor de los gases en general, deben ser estables. Si el CO está situado dentro del valor correcto pero la medida no es estable, debemos realizar los test de gestión de gasolina, para conocer que problema tiene con la irregularidad en el suministro de gasolina. La irregularidad de gasolina hay que saber si viene producida por el circuito de alimentación de gasolina o por la gestión electrónica de control del sistema de inyección. Algún elemento defectuoso en el circuito de gasolina, como puede ser la bomba, regulador de presión, filtros de aire o gasolina, tuberías defectuosas etc. hacen que exista una irregularidad en la entrada de gasolina al motor y como consecuencia un valor de CO inestable. El valor lambda será también irregular consecuencia de una inestabilidad en la mezcla aire gasolina. Si los valores de CO son irregulares, pasar a los test de gestión de gasolina para hacer el diagnóstico. AJUSTE DEL VALOR LAMBDA Para ajustar el valor lambda se debe utilizar el test de gráfica lambda que nos traza el valor lambda del motor a diferentes revoluciones. No regular el motor, si los valores de los gases no están situados por debajo de los límites máximos establecidos en los test anteriores (gráfica de barras). Este test es solamente para realizar un correcto ajuste de motor a ralentí y comprobar a diferentes revoluciones del motor el trazado del valor lambda. El valor ajuste del motor no depende solamente del ajuste del CO. Para conseguir un estado óptimo en el funcionamiento de motor, con el mínimo consumo, se debe ajustar el valor lambda del vehículo. El valor de ajuste es diferente si el motor es de inyección o de carburación. Para carburación el ajuste lambda será de 0.980 a 1.000 y para inyección 1.000. Un correcto valor lambda a todas las revoluciones indica un perfecto funcionamiento del motor. El valor lambda debe medirse siempre que el vehículo no tenga ningún problema. Aquí se viene para comprobar y ajustar, nunca para reparar. 105 MANUAL DE INSTRUCCIONES Este valor es una consecuencia del estado general del resto de los gases. Esto quiere decir, que si el motor presenta alguna anomalía, el valor lambda se verá afectado en mayor o menor proporción, dependiendo de la magnitud del fallo. El valor lambda aumenta (> 1.000) cuando existe exceso de oxígeno en los gases (tomas de aire, suciedad en microfiltro de inyectores, falta de presión da gasolina, regulador de presión defectuoso ,mezcla pobre, fallo de encendido etc.) y el valor es superior al de CO. El valor lambda disminuye (< 1.000) cuando el CO aumenta de valor y baja el valor de oxígeno ( mezcla rica, exceso de presión en rampa de inyectores, regulador defectuoso, filtro de gasolina en mal estado etc.). El valor lambda se debe tomar a todas las revoluciones del motor. En este test se traza el valor lambda junto con las revoluciones. De esta manera se puede asegurar el funcionamiento del motor de forma dinámica. 106 MANUAL DE INSTRUCCIONES ELEMENTOS DE INYECCIÓN COMPROBACIÓN DE BOMBA DE GASOLINA Cuando la bomba de gasolina se encuentra en buen estado, al acelerar, suministra todo el combustible necesario para su funcionamiento. Si la bomba se encuentra defectuosa (pérdidas), en el momento de iniciar la aceleración baja rápidamente el valor de CO y se mantiene bajo durante toda la aceleración. Si se coloca un manómetro se puede comprobar la pérdida de presión de combustible. Para saber si el problema está en la bomba o en el circuito (filtros, tuberías, tamiz etc), obstruir el retorno de combustible y si existe caudal suficiente, aumentará el valor de CO de forma exagerada llegando del 6 al 8% sin problemas. Si no aumenta el valor de CO es síntoma de falta de combustible o de pérdida en la presión de la bomba. FILTRO DE GASOLINA Para comprobar el estado del filtro de gasolina, habrá que hacer pasar por él, una elevada cantidad de gasolina, esto se consigue cuando se acelera el motor a alto régimen. Si durante la fase de aceleración se va perdiendo CO progresivamente, es un síntoma de la obstrucción del filtro de combustible, si la bomba se ha comprobado y está funcionando correctamente. Comprobar con un manómetro la pérdida de presión en la rampa de los inyectores. COMPROBACIÓN DINÁMICA DEL REGULADOR DE PRESIÓN Se puede comprobar el regulador de presión de combustible de forma dinámica, y registrar los valores de los gases, especialmente el valor de CO. Para realizar la prueba, desconectar el tubo de vacío del motor, y tapando éste, se debe observar una subida del valor de CO. Esta subida es proporcional al valor que tenía en el momento de quitar el tubo de vacío. Si el CO, era escaso, la variación será pequeña, pero si el CO es elevado, también subirá bastante el valor de la curva de CO. En los vehículos provistos de sonda lambda, el valor de CO subirá durante un instante y posteriormente volverá a bajar, ya que el sistema, detecta a través de la información que recibe de la sonda lambda una riqueza en la mezcla. Con el motor a ralentí en algunos sistemas no da tiempo a ver como aumenta el CO. Si un regulador al desconectarle el tubo de vacío, crea una variación, es síntoma que está realizando una corrección de presión y consecuencia, un funcionamiento correcto del sistema. Si se tiene alguna duda de funcionamiento, debe realizar la medida de presión en los inyectores y comprobar la variación cuando se conecta o desconecta el vacío del regulador de presión. El valor de presión aumenta 0.5Kg cuando no hay vacío en la membrana del regulador. Los valores de presión habituales en motores multipunto están situados entre 2.5 a 3.5Kg y en los motores monopunto entre 0.8 y 1.1Kg. 107 MANUAL DE INSTRUCCIONES INYECTORES DEFECTUOSOS El inyector genera tres tipos de fallos, que producen a su vez diferentes comportamientos en la gestión de la medida de gasolina. Este comportamiento se observa en la falta de linealidad de la medida de CO (gasolina). Irregularidad en la medida de CO. Para comprobar el estado de los inyectores en los vehículos catalizados, teniendo en cuenta que el catalizador reduce el CO producido por el motor, es necesario verificar que el valor de CO permanezca constante a todas las revoluciones de motor. Para realizar esta prueba, el sistema debe estar en funcionamiento normal, es decir, el vehículo en temperatura de funcionamiento óptima y el catalizador totalmente caliente, etc. Las pequeñas variaciones que se puedan producir, indicarán una mala gestión del paso de gasolina, normalmente producida por la suciedad en los inyectores o por un problema de gestión de gasolina, producida por alteraciones en el funcionamiento del motor (eléctricas o mecánicas). En los sistemas con catalizador se recomienda que esta comprobación se haga con el test número 3, que tiene escalas de medidas adaptadas a los valores del motor catalizado (inferior a 1%). En los motores no catalizados utilizar el test número 4 (escala de 4%). FALLO ELÉCTRICO: Cuando el inyector eléctricamente no funciona, se aprecia un valor alto e irregular de oxígeno y bajo e irregular de CO, como consecuencia de que un cilindro del motor no realiza la combustión por falta de gasolina y deja pasar el oxígeno de la admisión al escape, reduciendo el nivel medio de CO, ya que si no hay combustión en un cilindro, no se produce CO. INYECTOR CON MICROFILTRO SUCIO: Si el funcionamiento de la inyección y de los inyectores es correcta, el valor gráfico debe ser siempre lineal en el trazado de impresora. Cualquier pequeña irregularidad en la gráfica de CO indicará problemas de entrada de gasolina a los cilindros. Si el inyector tiene sucio el microfiltro, se producen irregularidades en el valor de CO y oxígeno, como consecuencia de la falta de regularidad en la entrada de gasolina. La comprobación del microfiltro, se realiza aumentando la presión de la rampa de combustible por medio del regulador de presión. Si al aumentar la presión de rampa, desaparece la irregularidad, es síntoma de obstrucción del microfiltro. En los sistemas catalizados, el problema se agranda cuando existen filtros sucios, ya que el vehículo no se adapta a la bajada de CO y se produce una importante irregularidad de funcionamiento. Cuando los inyectores se encuentran sucios (obstrucción), la sonda lambda recibe una cantidad de oxígeno superior, consecuencia de la obstrucción en el paso de gasolina, y la mezcla se hace más pobre, variando la relación estequiométrica, produciendo como resultado un valor mayor de oxígeno en el escape. La central de inyección recibe esta información y la estrategia de funcionamiento del sistema provoca un aumento de tiempo de inyección y consecuentemente un valor superior de CO. El enriquecimiento genera de nuevo un cambio de valor en la sonda lambda y el sistema reduce de nuevo el tiempo de inyección del motor, produciéndose un nuevo inicio del ciclo. Para conocer si el problema es del microfiltro o de la pulverización de los inyectores, se aumenta la presión de rampa por medio del regulador de presión, y si el valor de CO se traza linealmente, es síntoma de microfiltros en mal estado, ya que al aumentar la presión de rampa el paso de la gasolina no se ve obstruido por la suciedad de los microfiltros. 108 MANUAL DE INSTRUCCIONES INYECTOR NO PULVERIZA ADECUADAMENTE El síntoma de medida es igual que el anterior, pero al aumentarle la presión, produce más irregularidad en el CO, ya que la pulverización incorrecta y el exceso de presión, hace que la gasolina no entre correctamente pulverizada y mezclada con el aire de admisión, generándose un problema de combustión, dando como consecuencia este exceso de CO alto e irregular. Al ser más rica la mezcla, el valor de oxígeno se hace más bajo, pero siempre relacionado y sincronizado con el valor de CO. Si sube el CO, baja el oxígeno (mezcla rica) y si baja el CO sube el oxígeno (mezcla pobre). Seleccionar las escalas de medidas del test de gráficas para observar pequeñas irregularidades en la medida de CO. CAUDAL DE LOS INYECTORES El valor de CO es una consecuencia de la cantidad de gasolina que estamos dando al motor. En este test se comprueba que la gasolina que entra al motor, se distribuye en partes iguales a cada inyector. También esta prueba es válida para carburadores individuales, lo que cambia es el procedimiento de prueba. Para realizar la prueba debemos subir el valor de CO al máximo posible, esto se puede realizar en los vehículos de inyección convencional, aumentando el valor de CO con el potenciómetro de ajuste y después aumentando la presión de rampa por medio del regulador de presión. En los vehículos catalizados, debemos llevar la sonda lambda a masa para aumentar el CO y para que no tenga control el sistema, y además, aumentar la presión de rampa por medio del regulador de presión. Una vez que hallamos conseguido subir al máximo el valor de CO, empezaremos ordenadamente a desconectar los inyectores, esperando que el valor de oxígeno suba al máximo y se mantenga durante unos segundos. Anotamos el valor mínimo de CO producido durante el tiempo que está desconectado el inyector. Después volveremos a conectar el inyector y esperamos que el oxígeno alcance su valor más bajo. Pasado unos segundos realizaremos la misma prueba con los demás inyectores. Cuando se haya terminado la prueba, habremos recogido los valores de caída de CO de cada uno de los inyectores. En estado normal, la caída debe ser igual para todos, si no existe anomalía. Aquel que baja más el valor de CO, es el que inyecta más gasolina y el que menos baje es el que menos gasolina aporta al motor. Para los vehículos provistos de carburadores, la prueba se realiza cortando el encendido el mismo tiempo, en cada cilindro. El resultado es un aumento de HC, cada vez que se corta el encendido del cilindro. El más alto es el más rico y el más bajo el más pobre. Esta prueba es muy importante realizarla, ya que se dan muchos problemas de irregularidad en la gestión de gasolina. La importancia de esta prueba está en que se realiza en las propias condiciones del vehículo y no con simuladores, donde el tiempo de inyección no se corresponde con la realidad de funcionamiento. 109 MANUAL DE INSTRUCCIONES AJUSTE DEL VALOR LAMBDA Para ajustar el valor lambda en los motores de inyección se utiliza el test de lambda que nos muestra el valor lambda del motor, a diferentes revoluciones. No regular el motor, si los valores de los gases no están situados por debajo de los límites máximos establecidos según la gestión de motor (carburador, inyección o catalizado). Este test es solamente para realizar un correcto ajuste de motor y trazar una curva de funcionamiento a todas las revoluciones del motor. El valor ajuste del motor no depende solamente del ajuste del CO. Para conseguir un estado óptimo en el funcionamiento de motor, con el mínimo consumo, se debe ajustar el valor lambda del vehículo. Para inyección el ajuste lambda será 1.000. Un correcto valor lambda a todas las revoluciones indica un perfecto funcionamiento del motor. El valor lambda debe medirse siempre que el vehículo no tenga ningún problema. Aquí se viene para comprobar y ajustar, nunca para reparar. Este valor es una consecuencia del estado general del resto de los gases. Esto quiere decir, que si el motor presenta alguna anomalía, el valor lambda se verá afectado en mayor o menor proporción, dependiendo de la magnitud del fallo. El valor lambda se debe tomar a todas las revoluciones del motor. En este test se traza el valor lambda junto con las revoluciones. De esta manera se puede asegurar el funcionamiento del motor de forma dinámica. En la prueba se verifica el estado general de funcionamiento, además de la comprobación de consumo de combustible, que dará como consecuencia un rendimiento de motor mayor o menor, basándose en la medición general de todos los gases, ya que éstos se relacionan directamente cuando se realiza el cálculo de valor lambda. El resultado de la prueba deberá ser lo más lineal posible, si el vehículo está en perfecto estado. Cualquier variación en la medida nos indica pérdida de rendimiento, además de una diferencia en los consumos de gasolina. AJUSTE DEL CAUDALÍMETRO El test de lambda, se puede utilizar para la comprobación y ajuste del caudalímetro, ya que el valor de referencia que se va a utilizar corresponde al valor lambda. Para comprobar el funcionamiento del caudalímetro se debe recurrir a este test. Si el caudalímetro funciona correctamente, la relación calculada de aire-gasolina debe ser siempre lo más próximo al valor lambda 1.000, a todas las revoluciones del motor. Cuando un caudalímetro ha sido "manipulado" se varía la respuesta de la relación aire-gasolina y por lo tanto la curva de rendimiento del motor y curva de valor lambda. Para ajustar el caudalímetro proceder como se explica a continuación: 1.-Ajustar el valor lambda a ralentí a 1.000. 2.-Subir de régimen el motor hasta alcanzar 3000 rpm. 3.-Ajustar, variando la presión de la espiral, a 1.000 de valor lambda. 4.-Bajar el régimen a ralentí y ajustar de nuevo a 1.000 5.-Subir de régimen el motor hasta alcanzar 3000 rpm. 6.-Comprobar el valor lambda y si no es 1.000 volver a ajustar de nuevo. 7.-Volver a repetir las operaciones 4 a 6 hasta conseguir que los dos puntos sean igual a 1.000. Si la respuesta del caudalímetro es buena, el valor lambda será igual o próximo a 1.000 cuando se acelere progresivamente el motor. 110 MANUAL DE INSTRUCCIONES COMPROBACIÓN DE LA SONDA DE TEMPERATURA Si se quiere conocer el funcionamiento de la sonda de temperatura, debe iniciar la prueba con el vehículo frío, tomando los valores de los gases. Utilice el test de medida de gráfica de tiempo, para que los valores se queden registrados durante el tiempo de duración de la prueba. Arrancamos el motor en frío y esperamos durante tres minutos aproximadamente. El valor inicial de CO debe ser alto al funcionar en frío, y se tiene que ver como va descendiendo poco a poco, a medida que el vehículo vaya tomando temperatura de motor. Si no se aprecia variación, es síntoma de que no se produce una corrección y por lo tanto existe un problema en la sonda de temperatura, en la instalación o en el calculador. 111 MANUAL DE INSTRUCCIONES SISTEMAS CATALIZADOS VERIFICACIÓN VEHÍCULOS CATALIZADOS En los motores que incorporan catalizadores, no se ajusta el CO, ya que a través de su sonda lambda y de la gestión electrónica se mantienen ajustados. En estos motores si los valores de gases no son correctos, es porque existe una avería que se tiene que localizar antes de comprobar su funcionamiento correcto. Valores habituales de gases: CO Por debajo de 0.5%vol. CO2 Por encima de 13%vol. HC Por debajo de 100ppm. O2 Por debajo de 1%vol. Nota: Estos valores tienen un amplio margen, habitualmente se verán medidas más bajas, menos el CO2 que será más alta. Estos valores son con motor y catalizador caliente. Para calentar el catalizador mantener el motor durante tres minutos por encima de las 2500RPM. Verificar el valor lambda en los vehículos catalizados, es muy importante. A todas las revoluciones factor lambda igual a 1.000 +/- 0.02 y estable. Nota: Esto no se debe de cumplir en aceleraciones, retenciones y motor frío. VERIFICACIÓN DE SONDA LAMBDA La sonda lambda puede estar funcionando inadecuadamente, aunque si medimos la tensión podemos comprobar que es correcta. Si al acelerar progresivamente el valor lambda trazado en la impresora es lineal, estamos comprobando que el funcionamiento de la sonda lambda junto con los demás elementos electrónicos de control, están correctos. Para conocer el estado de la sonda lambda, debemos crear variaciones en la medida de los gases, haciendo que cambie de estado y produciendo variaciones en los gases de escape. No es necesario medir la tensión de la sonda, solamente debemos medir su comportamiento, generando situaciones donde sabemos que se tiene que producir una reacción en su funcionamiento. Un procedimiento, sería desconectar un inyector o lo que es lo mismo, producir una toma de aire adicional por la admisión que hace subir el valor de oxígeno en la sonda. Si está funcionando el sistema, se creará un aumento de CO momentáneo. Esto indica que la sonda ha recogido la información de oxígeno, la ha trasmitido al calculador y éste, ha aumentado el tiempo de inyección. Esta reacción de comportamiento teórica no se suele realizar en algunos sistemas cuando el volumen o valor de oxígeno detectado por la sonda es muy elevado. Estos sistemas suelen ignorar estas variaciones tan excesivas. El procedimiento puede ser inverso, es decir aumentando la presión de la rampa por medio del regulador y comprobando la reacción. Deberá aumentar el CO y disminuir el O2 momentáneamente. Si la sonda no está "obstruida" la reacción debe ser inmediata. Si reacciona pero tarde, es síntoma del mal estado de la sonda. Si no existe reacción a esta prueba, para saber si el problema es del calculador o de la sonda, debemos llevar a masa la señal de la sonda y el CO debe aumentar, si el calculador controla la entrada de sonda. De no ser así, la sonda no se puede decir que esté mal, hay que comprobar el sistema de inyección por si hay algún componente defectuoso. El nivel de variación de CO depende del sistema de inyección utilizado. 112 MANUAL DE INSTRUCCIONES FUNCIONAMIENTO DE LA SONDA LAMBDA Generalidades La sonda lambda es un sensor que mide el contenido de oxígeno de los gases de escape. La señal (tensión) del salida del sensor, se envía al módulo electrónico para regular la mezcla aire-gasolina y, por lo tanto, para garantizar el funcionamiento óptimo del convertidor catalítico. La sonda se fija al extremo del primer tramo del tubo de escape, cerca del catalizador. El la figura inmediata se presenta una vista superior de la sonda lambda con sus conectores de unión. 1.- Sonda lambda. 2.- Conector para la señal hacia el módulo de mando de la inyección. 3.- Conector de 2 vías para el calentamiento de la sonda lambda. Constitución En la figura siguiente, se presenta una vista en sección que refleja los componentes concretos. En detalle la sonda está constituida por un cuerpo cerámico (1), a base de bióxido de circonio recubierto de una fina capa de platino, cerrado por un extremo y dentro de un tubo protector (2) que se aloja en un cuerpo metálico (3), el cual proporciona una protección complementaria y permite su montaje en el colector de escape. La parte externa (b) de la cerámica se encuentra expuesta a la corriente de los gases de escape, mientras que la parte interna está en comunicación con el aire ambiente. 113 MANUAL DE INSTRUCCIONES Principio de funcionamiento El funcionamiento de la sonda se fundamenta en que, a temperaturas superiores a 300º C, el material cerámico empleado se hace conductor de iones de oxígeno. En tales condiciones, si las cantidades de oxígeno en los dos lados (a-b) de la sonda, no son iguales en términos porcentuales, se genera una variación de tensión entre los dos extremos y dicha variación constituye un índice de medida de la diferencia de cantidades de oxígeno en los dos ambiente (lado aire exterior y lado de los gases de escape); el módulo electrónico recibe así información de que los residuos de oxígeno en los gases de escape no están en relación porcentual que garantiza una combustión pobre en residuos nocivos. Por debajo de los 300º C el material cerámico no es activo, y por lo tanto la sonda envía señales (tensiones) utilizables, mientras que un circuito especial equipado en el módulo bloquea la regulación de la mezcla en la fase de calentamiento del motor. Para garantizar que la temperatura de funcionamiento se alcance rápidamente, la sonda está equipada con una resistencia eléctrica (4) que al caldearse, disminuye el tiempo necesario para que la cerámica se haga conductora de iones y además permite situar la sonda de gases en zonas menos calientes del conducto de escape. NOTA: La sonda puede quedar inutilizada si la gasolina contiene plomo, aún en proporciones modestas. Diagrama de tensiones de la sonda lambda El dibujo siguiente muestra las tensiones producidas en la sonda lambda dependiendo de la relación de aire-gasolina. Cuando la mezcla es pobre, el valor de tensión es bajo (200 milivoltios), y cuando la mezcla es rica el valor de tensión es alto (800 milivoltios). 114 MANUAL DE INSTRUCCIONES MEDIDA DE TENSIÓN EN SONDA LAMBDA Cuando el valor lambda medido con el analizador de gases en el escape no corresponde al valor lambda 1.000 o aproximado y, además los valores de CO y O2 no son correctos (menor de 1%), es posible que el sistema no este funcionando correctamente y por lo tanto es conveniente comprobar el funcionamiento eléctrico de la sonda lambda, para ver si se encuentra trabajando de forma correcta. Como la medida que tenemos que realizar es eléctrica, con este test y el adaptador de sonda lambda, es posible realizar la medida de este elemento. Antes de efectuar las medidas, compruebe en este manual el funcionamiento y características de la sonda lambda que está explicado en páginas anteriores. Las tensiones producidas en la sonda lambda son una consecuencia de la cantidad de oxígeno que circula por el escape. Cuando la tensión es baja (200 milivoltios), es consecuencia de una mezcla pobre (exceso de oxígeno en el escape) y cuando la tensión es alta (800 milivoltios) la mezcla es rica (poco oxígeno en escape). Una motor funcionando correctamente, produce una señal constante igual al siguiente dibujo. El ciclo de subida y bajada es de 1 segundo aproximadamente. En los vehículos japoneses el tiempo es más pequeño (0,3 sg por ciclo), por lo tanto el número de variaciones o correcciones del sistema es superior. La sonda lambda no corrige el valor de aire-combustible, solo informa a la centralita de lo que está ocurriendo en el escape y, es la centralita, la que realiza las correcciones oportunas (mezcla más rica o más pobre), dependiendo de la información que recibe de la sonda lambda. En los motores con sonda lambda, el valor de mezcla (tiempo de inyección), no permanece constante sino que varía en función de la información eléctrica que le envía la sonda lambda. Cuando la central recibe una información de mezcla pobre (200 milivoltios), se encarga de aumentar el tiempo de inyección esperando la respuesta de la sonda lambda que le informe del aumento de gasolina (menos oxígeno), y cuando la sonda aumenta la tensión (800 milivoltios), la centralita entiende que debe empezar a disminuir de nuevo hasta esperar el valor de la sonda lambda de mezcla pobre. Este ciclo se repite 1 vez por segundo aproximadamente y así se consigue una "media" de combustión correcta, por este motivo el valor lambda de un sistema catalizado es siempre y a todas revoluciones del motor igual a 1.000. 115 MANUAL DE INSTRUCCIONES FALLOS DE ENCENDIDO EN CATALIZADOS Para verificar fallos de encendido en los sistemas catalizados pasar al test de gráfica de gases y seleccionar la escala de medida para vehículos con catalizador. Debido a la reducción de gases por el catalizador, los valores residuales en el final del sistema de escape se ven drásticamente mermados y la consecuencia, es la pérdida de valores reales, donde se podrían detectar rápidamente estos problemas, que se van a analizar a continuación. Estos pequeños fallos se suelen notar con el vehículo en funcionamiento (con carga) y pasan desapercibidos cuando al vehículo se le acelera en vacío. Los valores suelen ser bajos, y se sitúan dentro de los márgenes habituales de trabajo para vehículos catalizados, pero existen pequeñas irregularidades en el funcionamiento sin carga. Realizar el test a diferentes revoluciones de motor siendo las aceleraciones progresivas y evitando desaceleraciones durante el test. Si no existen fallos de encendido, los valores serán estables. Si al realizar el test de medida no se producen alteraciones en los valores de HC y O2, nos indica ausencia de fallos de encendido (cables, bujías, bobina, rotor..) y además la curva de avance de motor es también correcta. Los aumento sincronizados de HC y O2 el mismo momento, nos indicarán problemas de encendido de motor. En los vehículos catalizados se dan pequeños fallos de encendido que no se suelen apreciar, si no se realiza este test. Estos pequeños fallos se suelen notar con el vehículo en funcionamiento (con carga) y pasan desapercibidos cuando el vehículo se acelera en vacío. Los valores suelen ser bajos, y se sitúan dentro de los márgenes habituales de trabajo para vehículos catalizados, pero existen pequeñas irregularidades en el funcionamiento sin carga. Independientemente de la comprobación de gases, para verificar fallos de encendido, es necesario comprobar con el osciloscopio el estado de encendido. Cuando el vehículo está a ralentí y sin carga de motor, los posibles fallos de encendido no son identificados y por lo tanto no se produce alteraciones en los valores de los gases. Con el osciloscopio, nos aseguramos el comportamiento del encendido con el motor en carga. COMPROBACIÓN DEL CATALIZADOR Para comprobar el estado del catalizador, seleccionar en el test de barras , motor catalizado. Es necesario que el motor y catalizador estén calientes para tomar la medida correcta. Mantener el motor acelerado a un régimen de 2500 revoluciones durante un período de uno a tres minutos. Es posible que el catalizador esté "sucio" y tarde cierto tiempo en limpiarse, esto se conoce por la lenta reducción de los valores de los gases. Cuando el catalizador inicia su funcionamiento, es decir a medida que se va calentando, se ve como los valores se van reduciendo de CO, O2 y HC a la vez que aumenta el valor de CO2. Es muy normal, debido a las condiciones de funcionamiento de los vehículos, que éstos circulen normalmente fríos y por lo tanto emitiendo un valor alto de CO, que produce una sedimentación de carbonilla en el escape (catalizador). Si el valor de los gases es alto, y al mantener el motor acelerado estos valores van descendiendo, es un síntoma que el catalizador se está limpiando y solamente hay que esperar un cierto tiempo hasta que los valores de CO y O2 bajen a 0.00. El valor de HC es muy difícil que pueda bajar a cero total, ya que siempre hay pequeños residuos en el escape, especialmente si el vehículo ha funcionando con una mezcla rica durante bastante tiempo. En el apartado de "Análisis de gases" (reducción de gases) comprobar el funcionamiento del catalizador, así como de las averías posibles que se pueden dar. 116 MANUAL DE INSTRUCCIONES OBSTRUCCIÓN DEL CATALIZADOR O ESCAPE Para comprobar el estado de obstrucción de escape, es necesario colocar un vacuómetro en el colector de admisión del motor y verificar el vacío a diferentes revoluciones del motor. Cuando se está realizando la prueba del escape, la aceleración del motor debe ser muy lenta y progresiva para evitar variaciones de admisión producidas por la apertura rápida de la mariposa que hará variar el vacío de motor. Un sistema de escape defectuoso, hace variar el caudal de salida de gases a medida que aumentamos el régimen de giro del motor y consecuentemente disminuye el vacío de motor. Si el sistema de escape se encuentra en perfecto estado, el vacío de motor permanece estable a todas las revoluciones del motor, incluso aumenta cuando pasamos de ralentí a régimen alto de vueltas de motor. Si no se dispone de vacuómetro para realizar la prueba, se puede comprobar a través del sensor de presión absoluta, si la tensión no cambia cuando aceleramos. Si está equipado con caudalímetro, el valor de tensión debe aumentar a medida que vamos acelerando. Ambos elementos electrónicos miden la depresión de motor (vacuómetro electrónico) y el caudal de aire suministrado. PRUEBA DE PRE-ITV CATALIZADO Para realizar la prueba de gases en los motores catalizados, utilizar el test de pre-itv catalizado y seguir las instrucciones de funcionamiento que se indican en la pantalla. En los vehículos provistos de catalizador, es indispensable realizar esta prueba para la comprobación del funcionamiento correcto del sistema de inyección, así como la respuesta de la sonda lambda y el estado del catalizador. La prueba debe realizarse con el motor caliente, después de haber estado sometido a un régimen constante superior a 2500rpm, al menos durante dos minutos, para calentar el catalizador. Para realizar el test, se dejará el motor a ralentí durante un período de tiempo (próximo a 20") y después aceleramos el motor por encima de las 2500 revoluciones, manteniéndolo en esta situación, durante el mismo tiempo. En los displays se irán mostrando los valores de los gases medidos y las curvas de los gases en al pantalla de medida. Los valores máximos en ralentí no deben superar los 0.5 para CO y en alta el valor será de 0.3 siendo el valor lambda 1.000 +/- 0.030 como máximo. 117 MANUAL DE INSTRUCCIONES PROBLEMAS Y SOLUCIONES El equipo no se enciende. Compruebe la alimentación del equipo y conexiones eléctricas (cable de red). Monitor no se enciende. Compruebe que el interruptor del monitor este en posición de encendido (led encendido), la conexión de alimentación al ordenador y conexión de señal a la tarjeta de video en el ordenador. Colores incorrectos en la pantalla Cuando cambiamos la posición del monitor, el campo magnético influye en los colores mostrados en la pantalla. Los monitores y equipos de video tienen instaladas unas bobinas desmagnetizadoras que en el momento de arrancar neutraliza los campos magnéticos. Si al mover el equipo de posición cambian los colores, desconectar el monitor con su propio interruptor y esperar durante unos 15 segundos para volverlo a encender. Al inicio de la imagen es posible que se pueda apreciar un parpadeo de la imagen que dura 1 a 2" aproximadamente (proceso de desmagnetización). Nunca aproximar un metal o imán al monitor podría quedar magnetizado. Analizador en calentamiento. Si la etiqueta permanece constantemente, o bien el tiempo desciende y vuelve a subir de forma repetitiva, se está problemas en la unidad de medida de gases. Pasar al test de servicio técnico de gases y comprobar si existe alguna identificación de problemas. Si indica condensación o convertidor A/D desbordado, ir al test de mantenimiento y dejar el equipo conectado para que con las bombas activadas pueda desaparecer la condensación presente en las cámaras de medida. Mas adelante se explica porque se puede producir la condensación de las cámaras de medida. Analizador desconectado -Verificar la alimentación del módulo de medida de gases, comprobar que este funcionando las bombas al arrancar y el indicador situado en el mismo interruptor de alimentación esté encendido. -Comprobar el estado del cable de conexión (RS232) entre módulo y ordenador. -Comprobar o cambiar el puerto de comunicaciones que utiliza actualmente (COM2) y conectarlo a COM4. A continuación configurar el puerto de comunicaciones en el test de servicio técnico en "configuración del equipo" pasando la comunicación del COM2 al COM4. No se puede abrir el puerto -Problemas en la configuración de los puertos del ordenador. Estos problemas se pueden cuando la pila ordenador falla o se agota. También se puede desprogramar por interferencias en la red o ambiente. Esto hace que toda la configuración (Setup) del ordenador cambie. Habrá que programar de nuevo el arranque del ordenador (SETUP). Se debe configurar el ordenador, para trabajar con cuatro puertos de comunicaciones. (Com1....Com4).Cada sistema operativo tiene su propio procedimiento de configuración. 118 MANUAL DE INSTRUCCIONES Circuito de aspiración obstruido El circuito de aspiración del analizador esta obstruido, imposibilitando la toma de gas. Para la localización de la obstrucción, desconecte la tubería cristalina que va al interior del equipo, si la obstrucción desaparece, el problema está en el exterior, debido principalmente a la suciedad o humedad de los filtros, de la tubería, o sonda de gases. Si la obstrucción no se quita al desconectar la tubería, el problema está localizado en el interior del equipo, especialmente en el filtro de protección que tiene a su entrada que puede estar sucio o húmedo. La suciedad de este filtro, es debida a que no se hace un mantenimiento adecuado como se indica en la sección de mantenimiento, y por lo tanto el filtro interior se ensucia y obstruye. Proceda a la limpieza de los filtros y sonda de gases, según se describe en el apartado de mantenimiento. Si el error persistiera contacte con su servicio técnico. Condensación. La concentración de agua, condensada en el interior del analizador, es excesivamente alta para permitir el correcto funcionamiento del mismo. Espere algunos minutos, para que esos residuos de agua se evaporen e intente realizar la medición de nuevo. Si el problema persistiera contacte con su servicio técnico. Para evitar este problema, nunca apague el analizador inmediatamente después de haber realizado mediciones con el mismo, ya que los residuos de vapor de agua procedente de los gases de escape quedarían en el interior del analizador, convirtiéndose en agua al enfriarse. Es aconsejable permitir que el analizador aspire aire ambiente antes de desconectarlo, para evitar este problema. Otra posible causa, es la elevada concentración de vapor en el escape de algún vehículo, sobre todo, si este no se encuentra a su temperatura de funcionamiento. 119 MANUAL DE INSTRUCCIONES Bombas con baja aspiración Aparece este texto cuando se realiza el test de fugas y existe baja aspiración en la entrada de gases. Indica problema mecánico en la bomba de aspiración de gases o tuberías interiores con roturas o fugas en las conexiones. Drenaje No es una avería sino una indicación de estado de funcionamiento de la unidad de medida de gases que informa de los residuos de hidrocarburos que están pasando al equipo. Estos residuos están depositados en las sonda, tuberías o filtros. Hasta que el valor interno medido no baje de 20ppm, las bombas de aspiración seguirán funcionando. Calibración en proceso -Se repite constantemente la calibración y no permite trabajar con el equipo. Desconectar el equipo de la red eléctrica y volver a conectarlo de nuevo para borrar los códigos de avería que pueden haberse detectado en el test de servicio técnico de gases. -Se repite durante cinco veces. Algún sensor de medida está defectuoso, si en los displays de medidas no muestra ningún mensaje comprobar el problema en servicio técnico de gases. Cuando el sensor de oxígeno esté agotado este mensaje se repetirá continuamente hasta que se sustituya. Sensor de oxígeno defectuoso. -Verificar las conexiones del sensor situado en el exterior del módulo de gases. -Cambiar el sensor de oxígeno. -El tiempo de funcionamiento estimado de estos sensores es de 18 meses. Problemas de impresora En caso de fallos en el sistema de impresión, el ordenador informará del tipo de fallo que se ha encontrado al intentar imprimir. -Falta papel. Vd. ha intentado imprimir un informe y la impresora se encuentra desconectada. Compruebe que el interruptor de encendido de la misma, en la parte superior izquierda, indicado como POWER, se encuentre en la posición ON. Compruebe las conexiones de la impresora, en la parte inferior trasera de la misma, del conector de alimentación y conector Centronics de datos. -Sin papel. La impresora no tiene papel o está mal colocado. Revise la alimentación de papel a la impresora. -Pausa. La impresora no se encuentra seleccionada. Compruebe que el indicador luminoso de color naranja, junto a la tecla "Pause" se encuentre apagado. Si estuviera encendido, pulsar esta tecla, hasta que se apague. 120 MANUAL DE INSTRUCCIONES Revoluciones incorrectas. La conexión de la pinza de captación de revoluciones, debe realizarse como se explica en el apartado de conexiones de captadores. Comprobar en diferentes vehículos el funcionamiento de las revoluciones. Si en todos ellos el comportamiento de la medida es incorrecto, es posible que el problema se deba a los cables de la pinza defectuosos, o bien que la pinza esté sucia o rota. Los golpes bruscos en la pinza, producen la rotura de la ferrita. En el dibujo se puede apreciar los puntos habituales de rotura de la pinza. Cuando la ferrita está partida no existe posibilidad de reparación y se debe sustituir por una nueva. La garantía no cubre la rotura de la pinza de captación. También puede ocurrir que la pinza se ensucie, ya que cuando se conectan en los cables de bujía o primarios, recoge la suciedad y ésta se acumula en los puntos de contacto o cierre del transformador, según se aprecia en el dibujo. Limpie periódicamente la pinza de suciedad acumulada, especialmente cuando las revoluciones del motor no sean estables. Lavado o petroleado: Si el vehículo ha sido petroleado o se ha realizado un lavado de motor, no conectar la pinza del cilindro número uno hasta estar seguros que los cables de bujías no estén totalmente secos. La humedad en los cables produce derivaciones de alta tensión en la pinza de captación y ésta tensión, se introduce en el interior del equipo. Polaridad de bobina: La pinza de captación tiene una polaridad en la medida. Solamente mide las señales de bujía procedentes de un encendido conexionado adecuadamente y que la chispa salta desde el electrodo a masa. Si al acelerar el vehículo las revoluciones bajan a cero, puede ser síntoma de que la bobina está mal polarizada o bien el encendido (cables, bujías, avance etc.) tiene problemas. 121 MANUAL DE INSTRUCCIONES RELACIÓN DE REPUESTO SONDA DE GASES REFERENCIA 690-560000 690-560001 690-560002 690-560003 690-560005 690-580000 DESCRIPCIÓN Final de sonda Muelle final de sonda Muelle de seguridad Soporte muelle de seguridad Conjunto de sonda Tubería sonda de gases (8mts.) FILTROS REFERENCIA 690-600000 690-600001 690-600002 690-600003 690-600004 690-600005 690-600006 690-700001 DESCRIPCIÓN Conjunto de filtros y vasos decantación Filtro de 20micras Filtro de 5 micras Filtro interior de 10 micras Soporte de filtros (20 y 5micras) Filtro de carbón activo Filtro agua exterior Sensor de Oxígeno 122