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Mecánica de Automóvil. Diagnóstico electrónico Autor: Roberto Cameto

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Presentación del curso Mecánica de Automóvil. Diagnóstico electrónico y estructura de códigos (OBD, entre otros). Con el invento del transistor y su sucesor, el microchip, devino en el siglo XX una vertiginosa revolución tecnológica que, por supuesto, abarcó también la industria automotriz y que hoy podemos disfrutar en cualquier carro o coche. Con el avance de la automatización electrónica y la elevación de las exigencias en las prestaciones de los automóviles, ya no se trataba sólo de mejorar el rendimiento, encontrar fallas evidentes, sino que además se debía poder encontrar fallas que estuviesen ocultas a una inspección visual y que afectaran al medio ambiente. Con ello nació el ON BOARD DIAGNOSIS (OBD) y se generó, a su vez, una evolución del diagnóstico electrónico del automóvil que sigue desarrollándose y que ahora te invitamos a conocer más en profundidad.

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1. Diagnóstico electrónico del automóvil. Introducción THE BRITISH SCHOOLS CURSO EXTRACURRICULAR - MECANICA EN EL AUTOMÓVIL INTRODUCCIÓN AL DIAGNOSTICO ELECTRONICO EN EL AUTOMOVIL Al intentar hacer una introducción en la parte electrónica que hoy gobierna a un automóvil moderno, no podemos dejar de mencionar que de esta invasión, no ha escapado prácticamente ningún campo de la actividad del hombre sobre la tierra. Sin embargo, algunas de estas aplicaciones han tenido un impacto más visible para el hombre común, que va desde los electrodomésticos, el diagnóstico médico, las comunicaciones (computadoras, internet, telf. celulares etc.,) y también últimamente en el automóvil, pero también en cualquier medio de transporte, aviación, barcos, ferrocarriles, camiones de carga, y no menos en el campo de los procesos industriales y de las herramientas, (cosechadoras, tractores, excavadoras, etc., etc.,), y en especial la carrera espacial. La electrónica ha tenido y sigue teniendo un impacto social tremendo, dado que hoy, donde antes se necesitaban muchos obreros que mediante herramientas manuales, realizaban caminos, trincheras o zanjas, pozos, tajamares, siembra y/o cosecha de alimentos, etc., hoy los hace una máquina que mediante la automatización electrónica ha desplazado a miles de obreros y muchas veces, por un solo técnico que puede manejar a una maquina aún desde un control remoto. Este avance vertiginoso de la electrónica, nace a partir de la década de 1960 con el invento del transistor en 1950 en los laboratorios de la CIA. Bell. El transistor, (catalogado por algunos autores como el invento más revolucionario del siglo 20) y luego en su versión moderna, el microchip incluyendo hasta millones de transistores, ha sido el puente para llegar a la automatización electrónica que hoy encontramos en la mayoría de los campos y/o equipos que mencionábamos antes. Volviendo al automóvil, no es disparatado decir que los principios básicos de su mecánica siguen siendo los mismos que encontraríamos en el viejo FORD T o modelos similares de la década del 20 en el siglo pasado, pero hoy con la tecnología de nuevos materiales, y el control electrónico de muchos mecanismos involucrados, encendido, inyección de combustible, apertura y cierre de válvulas etc., el automóvil moderno parece contener muy poco de aquel modelo insignia como el viejo FORD T.

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2. Métodos de diagnóstico de fallas en automóviles (1970-1980) METODOS DE DIAGNOSTICO DE FALLAS EN UN ATOMOVIL HASTA 1970 - 1980 Hasta 1970-1980 el diagnóstico de fallas y/o la reparación de los vehículos (en especial el automóvil) se hacía principalmente por su propietario y/o en pequeños talleres mecánicos, donde si bien incidía la experiencia del mecánico involucrado, el método principal consistía, luego de una inspección generalmente visual, en ir cambiando las partes o piezas bajo sospecha de la causa de la falla. Por el embargo petrolero impuesto por los países árabes al mundo occidental en la década del 70, ahí se empieza a ver la necesidad de contar con vehículos cuyos motores tuviesen un rendimiento mayor y que a la vez también, apuntaran a ayudar al necesario control de la contaminación ambiental del momento. Con EE, UU a la cabeza y en especial en el estado de California, se empieza a buscar una manera de exigir a los fabricantes de automóviles, producir unidades más eficientes en el uso del combustible y en el control de la contaminación al medio ambiente. Con las exigencias anteriores, en especial dentro de los EE.UU, los fabricantes de automóviles empiezan a buscar la manera de adaptarse a las nuevas exigencias de las Organizaciones encargadas de lo anterior y ahí nace la inclusión de la electrónica en los nuevos dispositivos, primero para el control del combustible y control del encendido, y luego se fueron extendiendo a dispositivos de control de (cajas de cambio, de frenos, de aire acondicionado, de luces, de estabilidad etc., etc.).

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3. Control de emisiones de automóviles EL CONTROL DE LAS EMISIONES HASTA 1984 APROX. En aquellos lugares donde el control de las emisiones constituía un problema y/o donde el rendimiento del motor exigía un control para mejorar su potencia, en esta época se contaba con instrumental suelto que se le conectaba al vehículo (analizadores de gases de escape, medidores de puesta a punto del encendido, medidores de comportamiento de los dispositivos eléctricos como generador, batería, etc.), con los cuales el mecánico de la época, buscaba poner a punto el motor (tune-up) y lograr que su rendimiento fuera el óptimo de acuerdo con el diseño de su fabricante. Aún hoy en nuestro país (Uruguay) es común encontrar talleres de automóviles dedicados a los viejos modelos que aun hoy circulan, modelos que pueden ir hasta los viejos Ford A del año 1930. Talleres cuya conformación recuerda al que aparece en la fig. 2. La situación cambia luego de 1980 en adelante cuando empiezan a aparecer modelos de automóviles con más o menos complicados sistemas electrónicos para el control de las emisiones y también para mejorar el rendimiento de los motores. Particularmente en los motores a nafta, los sistemas particulares fueron la inyección del combustible y el encendido. Se sustituye ahí al viejo carburador por inyectores de combustibles controlados por una central electrónica ECU (Electronic Control Unit por sus siglas en Ingles). Los mismo ocurrió con el sistema de encendido donde empieza a desaparecer el encendido controlado por "Platino" dando paso al sistema de encendido electrónico mediante un módulo electrónico que sustituía al platino, sistema cuya versión más moderna es el sistema de encendido DIS (Direct Ignition System por sus siglas en Inglés) en el cual ha desaparecido además del platino también el viejo distribuidor, quedando solo el módulo del encendido, la bobina y la bujía, y todo esto, controlado por la ECU.

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Taller de la época del 50 al 70 (Siglo Pasado), mostrando los equipo auxiliares para el diagnóstico. (fig. 2)

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4. Automóvil. Diagnóstico integral (1/2) EL DIAGNOSTICO INTEGRAL EN EL AUTOMOVIL Bajo las cada vez mayores exigencias de las autoridades gubernamentales, a la altura del año 1980 los fabricantes de automóviles empezaron a buscar no sólo que sus vehículos fueran más eficientes (mejor aprovechamiento del combustible) y menos contaminantes, sino también pudieran mantenerse en esas condiciones a lo largo de toda su vida útil. Esto exigía un mantenimiento acorde (mejor instrumental de diagnóstico y personal técnico más capacitado). No se trataba sólo de encontrar fallas evidentes sino además se debía poder encontrar fallas que estuviesen ocultas a una inspección visual y que afectaran al medio ambiente. De esta manera los fabricantes desarrollaron herramientas de diagnóstico (Scan tools) que se conectaban directamente al vehículo ON BOARD DIAGNOSIS, (OBD por sus siglas en inglés). En primera instancia estas herramientas de diagnóstico eran exclusivas para cada marca y la información que proporcionaban (Códigos de diagnóstico) eran específicos para cada fabricante y/o modelo del vehículo al que podían conectarse. Los fabricantes debían informar a sus talleres representantes del significado de cada código y éstos eran celosamente mantenidos en reserva por cada fabricante y sus redes de servicio. EL OBD I Fue entonces que al final de la década de 1980, las autoridades gubernamentales de algunos estados dentro de los EE.UU y con la creación de la oficina federal EPA,( Environmental Protection Agency) y en conjunto con la S.A.E, (Society of Automotive Engineering) comenzaron a imponer a los fabricantes de vehículos que vendían en el mercado interno de esos estados, cierta estandarización en los métodos para verificar si un vehículo está cumpliendo con las regulaciones de protección al medio ambiente, independientemente de su origen y marca. Igualmente se exigió a los fabricantes que los vehículos tuvieran la posibilidad de ser revisados por cualquier herramienta de diagnóstico (scan tool) que estuviese diseñada para leer los códigos de diagnósticos de los fabricantes de los vehículos. Con estas exigencias nace el OBD I que en resumen tenía los siguientes requisitos: a) Contar en el tablero de instrumentos con una lámpara indicadora de fallas, MIL (Malfunction Indicator Lamp) en especial de fallas que afectaran al medio ambiente. b) Que la central electrónica principal (ECU), tuviese un registro de memoria capaz de almacenar los códigos de fallas (Keep Alive Memory) dando un historial de fallas del vehículo al momento de conectarle el "Scan Tool" y que luego de reparado, los códigos de falla pudiesen borrarse usando el mismo "Scan Tool". c) Que cada vehículo dispusiera de un conector apropiado para conectarle la herramienta de diagnóstico (Scan tool). d) Que la información entregada por el Scan tool fuese mediante códigos de falla Diagnostic Trouble Code, (DTC por sus siglas en Inglés) y cuya información

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mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes relacionada estuviesen contenida en un manual de servicio para el vehículo, donde los técnicos puedan encontrar la interpretación de los mismos y el procedimiento para la reparación. Para cumplir lo anterior, el vehículo debería contar con un mínimo de sensores que suministraran, mediante señales eléctricas, información a la ECU del buen funcionamiento del motor, en especial, para evitar la contaminación. Estos sensores mayoritariamente eran: a) Sensor de temperatura del refrigerante del motor ECT, (Engine Cooling Temperature) b) Sensor de temperatura del aire que entra al motor IAT, (Intake Air Temperature). c) Sensor de posición de la válvula mariposa del acelerador TPS. (Throttle Position Sensor) d) Válvula de recirculación de los gases de escape EGR. (Exhaust Gas Recirculation) e) Sensores de medida del nivel del combustible para evitar la contaminación por los vapores escapados del tanque de nafta. f ) Sensores de medida del contenido de oxigeno en los gases de escape (sonda lambda) y la inclusión del convertidor catalítico

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5. Automóvil. Diagnóstico integral (2/2) EL OBD II A partir de Enero de 1996, las autoridades encargadas del control de las emisiones al medio ambiente dentro de los EE.UU, comienzan a establecer ciertos estándares en la industria del automóvil a fin de corregir ciertos problemas que se habían encontrado al aplicar las normas que regulaban al OBD I. Estas mejoras son las que dieron lugar a los estándares conocidos hoy como OBD II. Para 1996 todo auto, camiones livianos y/o camionetas, vendidos en los EE.UU debían cumplir con el OBD II. En resumen los agregados principales fueron: a) Estandarización del conector para la herramienta de diagnóstico DLC y estricta indicación del lugar dentro del vehículo en el cual puede instalarse. Fig. 3. b) Estricto monitoreo de la eficiencia del convertidor catalítico el cual incluye ahora dos sondas para detectar niveles de oxigeno y una de ellas con calefactor. c) Estandarización de los códigos de fallas que puedan afectar la contaminación. Estos códigos fueron establecidos por la SAE y cada código identifica un tipo de falla independientemente del fabricante o modelo de vehículo. A estos códigos se les llama códigos estandarizados ó códigos genéricos. d) Establecimiento de las condiciones básicas que deberá cumplir una herramienta de diagnóstico "Scan Tool". e) Estricto monitoreo de las emisiones evaporativas del tanque de combustible. f ) Estricto monitoreo de las condiciones de funcionamiento del motor en lo que respecta a "encendido errático" y a ajuste en el consumo óptimo del combustible. g) Monitoreo constante de las condiciones de funcionamiento de los circuitos eléctricos relacionados con el encendido, el suministro del combustible y las emisiones del tanque del combustible. f ) La lámpara MIL luego de una falla se encenderá y se establecerá un DTC. Si bien la MIL puede llegar a apagarse por sí sola si la falla desaparece, no podrá apagarse por ninguna "trampa intencional maliciosa" a menos que sea reparada correctamente la falla que originó el encendido de la misma. h) Estricto monitoreo del comportamiento de la válvula EGR. Lo anterior no agota todas las mejoras importantes que fueron incluidas en los vehículos al incorporarle las normas del OBD II con las cuales se ha conseguido una reducción significativa de la contaminación al medio ambiente y un tremendo ahorro de combustible. Herramienta de diagnóstico (Scan Tool) para OBD II usando un Note Book o PDA para leer información final.

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Fig. 3. Esquema de conexión de un scanner a Note Book o PDA con indicación precisa de donde se encuentra normalmente el DLC (Data Link Connector)

Fig. 4. Foto de un scanner de última generación y con software aplicable para OBD II.

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6. Códigos de diagnóstico. Estructura y códigos específicos CODIGOS ESPECÍFICOS: Muchos fabricantes de automóviles además de incluir los códigos estandarizados, incluyen también en sus manuales códigos específicos de la marca y modelos. Estos códigos específicos no pueden ser leídos por un scanner que solo contemple los códigos estándares del OBD II. Por lo anterior, debe cuidarse al adquirir un scanner que éste, además de poder leer los códigos estándares del OBD II, pueda también leer los códigos específicos de las marcas a las que se pretende hacer servicio. Aparte de lo anterior, se debe asegurar que el fabricante del scanner pueda luego suministrar el software de "puesta al día", complementario para los nuevos modelos de la marcas que puedan aparecer en el mercado. Estos códigos específicos generalmente amplían información al técnico para fallas no contempladas en los códigos estandarizados y más que nada, apunta a fallas para sistemas tales como la red eléctrica de la carrocería, aire acondicionado y del sistema inmovilizador, etc., incluidos en lo que últimamente se le denomina red CAN (Controller Area Network). ESTRUCTURA DE UN CODIGO DE DIAGNÓSTICO (DTC, Diagnostic Trouble Codes). Los códigos de diagnóstico fueron establecidos por la SAE mediante la norma SAE J2012. Cada DTC está formado por una letra seguido de cuatro números. La letra indica en que parte del vehículo se encuentra la falla (si es en el motor, transmisión, carrocería, chasis, red eléctrica, etc.), y los números indican el tipo de falla: EJEMPLO: Tomemos el DTC = P 0 1 2 8 P indica que es una falla en el sistema del motor o tren de potencia. 0 indica que es un código estandarizado (código genérico) 1, 2 y 8 identifican que es una falla en el sistema de enfriamiento del motor. Complementando lo anterior las letras que se usan para indicar dónde está la falla son: P= Tren de mando o potencia (motor, transmisión) B= Carrocería, C= Chasis. U= Sistema de redes de comunicación como la red CAN (Controller Area Network) del vehículo. Por último cabe agregar que la herramienta de diagnóstico vía el conector DLC, se conecta a la computadora principal del vehículo, la PCM/TCM (Power Control Module), pero ésta computadora (la PCM) está en red con muchas otras más, que son módulos de control de sistemas tales como; Sistema de freno ABS, Sistemas de control de instrumentos de tablero, Sistema inmovilizador y alarma, Sistema de Luces, Sistemas de navegación, etc. etc. lo que termina constituyendo la red CAN. Así, la denominada red B-CAN es la parte del sistema que incluye a la estructura del cuerpo del auto (body). La red F-CAN es la correspondiente al tren de mando con

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mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes cuerpo del auto (body). La red F-CAN es la correspondiente al tren de mando con componentes tales como, Motor, frenos, etc. (ver la Fig. 5) Todos estos sub-sistemas se comunican entre sí mediante comunicación serial de datos constituyendo un complejo sistema computarizado.

Fig. 5. Esquema de una red de comunicaciones entre módulos en un automóvil moderno, mostrando los componentes de la Red B-CAN y F-CAN y su conexión al DLC.

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7. Automóvil. EOBD-I en Europa. OBD II en América Latina. El futuro del OBD II EL OBD EN EUROPA. (EOBD-I) Debemos aclarar aquí que mientras el OBD I y el OBD II han sido desarrollados y estandarizados por la SAE e instituciones como la EPA en los Estados Unidos, en el 2001 se estandarizó en Europa un sistema similar de diagnóstico conocido como EOBD-I. Como consecuencia, todos los vehículos fabricados en Europa a partir de Enero del 2001, deben incorporar un sistema de diagnóstico de abordo para detectar fallas de emisiones contaminantes en el vehículo. EL OBD II en AMERICA LATINA. A nivel de América Latina y el Caribe, es muy poca la información que se puede encontrar en relación a intenciones de los gobiernos para obligar a los vehículos a venir equipados con sistemas de control como los mencionados antes para EE.UU y Europa y menos aún, establecer un examen obligatorio regular para ver si el vehículo cumple con las regulaciones OBD II. A excepción de Méjico y Chile estableciendo ciertos criterios para el control de la contaminación vehicular, en el resto de los países no es fácil encontrar información que apunte a lo anterior. En particular, en nuestro país (Uruguay), la importancia que tiene el OBD II es más que nada desde el punto de vista técnico y de servicio. La gran mayoría de los vehículos que se venden en el mercado local provienen de fabricantes que incluyen en sus vehículos el diagnóstico OBD II. Dominar el manejo de un scanner para OBD II es imprescindible en el técnico para el éxito en la solución de cualquier problema relacionado con la reparación y/o servicio de mantenimiento en un vehículo moderno. EL FUTURO DEL OBD II El OBD II es un sistema de control de emisiones muy sofisticado pero cuando se trata de obligar a los propietarios de los vehículos a someterse a una inspección vehicular, no es mucho más efectivo que el OBD I. A los efectos de la contaminación, en un propietario inconsciente de su responsabilidad, si no se impone un reglamento que obligue al vehículo a pasar por una inspección a intervalos regulares en la vida útil del mismo, el encendido de la lámpara MIL no pasa de ser una luz más en el tablero. En aquellos países en donde la inspección vehicular es obligatoria, mejorar la forma de hacerla es una búsqueda constante a fin de evitar inconvenientes a los propietarios. Para esto se están diseñando ya sistemas que incluyan tecnologías de comunicaciones existentes para la recepción de datos a distancia por una oficina en la Agencia de Control respectiva. El equipo de comunicaciones a bordo del vehículo informará (vía satélite, etc.), primero que nada la identificación del vehículo y luego los DTC que estuviesen presentes. Esta información se enviará por la Agencia de Control a vehículos de auxilio que podrían solucionar o disponer cual es el mejor medio para solucionar el problema. Igualmente, a pedido de las Agencias de Control, un vehículo que está en tiempo de efectuarle un "escaneo para inspección" esta inspección puede hacerse durante su movimiento normal sin necesidad de llevarlo a un centro de control específico.

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mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes llevarlo a un centro de control específico. UNA REFLEXION: Teniendo en cuenta que el mayor destinatario de este documento son los jóvenes, no quisiéramos terminar el mismo sin antes expresar lo siguiente: Hoy los automóviles modernos son capaces (aún los de baja motorización) de alcanzar valores de aceleración muy altos con los que se obtienen en pocos segundos, velocidades finales del orden de los 100 a 150 km/hora. A estas velocidades finales y aun menores que las anteriores, se requiere una gran habilidad de manejo y conocimiento por parte del conductor de sus propias limitaciones, a la vez que un buen conocimiento de las leyes de la física que están involucradas en un cuerpo que se mueve a esa velocidad. Por más elementos electrónicos que se instalen en el vehículo para mejorar su seguridad y facilidad al conducirlo (sistema de estabilidad, frenos ABS, etc.), si el conductor nos es consciente de que tipo de vehículo está conduciendo, su limitaciones personales y el respecto a las reglamentaciones y señales del tránsito, poco o nada ayudará la tecnología instalada para evitar los accidentes. Igualmente un manejo errático del vehículo por parte del conductor como aceleraciones y frenadas bruscas innecesarias, llevará al vehículo a un mayor consumo de combustible y desgaste prematuro y por ende, favorecer las condiciones para producir una mayor contaminación ambiental del mismo. Un manejo y mantenimiento profesional del automóvil constituyen hoy una responsabilidad social ineludible, no sólo por el peligro que constituye en el transito urbano o de autopistas sino también por el daño ambiental que el mismo provoca. (Montevideo, Mayo 26, 2009.) NOTA: Con este capítulo hemos llegado al final del curso. BIBLIOGRAFIA: http://www.obdii.com Diagnosis Electrónica del Automóvil. Universidad de Alcalá (España). Honda Diagnostic System, Capacitación Técnica Automotriz.

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