Medida de compresión con osciloscopio en motores de gasolina

Medida de la compresión del motor de combustión con osciloscopio. Motores de gasolina y diesel.

A tener en cuenta:

Es esencial para el funcionamiento del motor que tenga suficiente compresión. La compresión proporcionada por la subida del pistón vendrá determinada por el área de barrido que se comprime en la zona de combustión: a esto se le conoce como relación de compresión. La compresión también viene determinada por la efectividad de la junta entre la pared del cilindro y el pistón; esta junta se sujeta gracias a los anillos de sellado. Lo mismo ocurre con los asientos de las válvulas de entrada y salida.

Los anillos del pistón están hechos de hierro fundido centrifugado que produce una presión radial formando el sello. El hierro fundido se utiliza también por sus excelentes propiedades autolubricantes.

Si una forma de onda de compresión relativa identifica un problema, será necesario realizar una prueba de compresión.

Al hacer una prueba de compresión en un motor de gasolina, es importante abrir completamente la válvula reguladora para permitir que pase una mayor cantidad de aire a los cilindros.

Nota: se recomienda desactivar el circuito de baja tensión del encendido para evitar que el motor de combustión arranque y por otro lado dañar el amplificador del módulo de control electrónico (ECM).

Ojo: No se trata de un procedimiento definitivo. (No sustituye la prueba de compresión física). Para determinar la compresión real hay que utilizar el manómetro correspondiente.

La medida de la compresión relativa es muy sencilla de realizar con osciloscopio y pinza amperimétrica. Con esta prueba medimos la corriente consumida por el motor de arranque cuando accionamos la llave de contacto.

El objetivo de esta practica es doble:

  • Por un lado, medir la corriente necesaria para arrancar el motor.
  • Por otro, evaluar la compresión relativa en cada uno de los cilindros.

En la figura siguiente se aprecia donde ha de conectarse la pinza para realizar la medición. 

La pinza debe colocarse en uno de las dos cables de las  conexiones de la batería (en el positivo o el negativo), la que facilite más la conexión, como se muestra en la figura anterior.

La pinza amperimétrica debe estar encendida y orientada hacia el lado correcto, en caso contrario la traza del osciloscopio se dibujará invertida.

Se ha de seleccionar en el osciloscopio la opcción CC650 y seleccionar la escala de 50A por división (50 amperios por división). Es posible que sea necesario realizar un ligero ajuste a la base de tiempos (ms/división) para compensar velocidades de arranque más rápidas o lentas.

 

La forma de onda para el motor de arranque girando en vacío es como se muestra en la figura siguiente. Aquí, el motor eléctrico no arrastra el motor de combustión, y por supuesto, no hay compresión en los cilindros. Se puede apreciar que tras superar el momento inicial, la corriente que consume se mantiene prácticamente constante en el tiempo.

En la gráfica de la derecha, se muestra la forma de onda de la corriente consumida por el motor de arranque cuando todos los cilindros realizan compresión.Cada pico de corriente corresponde a la compresión de un cilindro. Podemos apreciar que los picos son homogéneos, lo que es indicativo de compresión en los cuatro cilindros  similar. Esto es es síntoma motor en buen estado. (Es poco probable que el motor pierda simultáneamente compresión en los cuatro cilindros)

El amperaje necesario para arrancar el motor dependerá en gran medida de muchos factores, incluyendo: la capacidad del motor, el número de cilindros, la viscosidad del aceite(la cual es función de su temperatura), el estado del motor de arranque, el estado del circuito de cableado del motor de arranque y la compresión de los cilindros.

La corriente para un motor de gasolina típico de 4 cilindros sería de alrededor de entre 90 y 250 amperios.

En la forma de onda de arriba, el pico de corriente inicial (aprox. 460 A) es la corriente necesaria para superar la fricción inicial y la inercia para girar el motor. Cuando el motor de arranque gira, la corriente desciende. También es importante mencionar el pequeño paso antes del pico inicial, provocado por la conmutación del relé del del motor de arranque.

Las compresiones pueden compararse entre sí mediante el control de la corriente necesaria para levantar cada cilindro en su carrera de compresión. Cuanto mejor sea la compresión, mayor será la demanda de corriente y viceversa. Por lo tanto, es importante que la corriente sea igual para todos los cilindros.

La forma de onda que aparece a la derecha, muestra un motor con pérdida de compresión en un cilindro. Se trata de un motor de Ford escort, con casi treinta años de antigüedad. Se puede apreciar que cada cuatro compresiones hay un cilindro donde el consumo de corriente es inferior, lo que quiere decir que en este cilindro hay menor compresión.

Una compresión típica tendrá valores entre 120 y 200 psi. Una compresión baja puede deberse a:

  • Una junta ineficaz entre el cilindro y el pistón.
  • Un asentamiento deficiente de las válvulas de entrada y salida.
  • Anillos de pistón rotos o enganchados.
  • Sincronización incorrecta del árbol de levas.
  • Toma de admisión obstruida.

En este caso, la compresión en uno de los cilindros es  más baja que las demás, se puede realizar una prueba «mojada» rociando un poco de aceite en el cilindro y repitiendo la prueba de la compresión. El aceite garantiza el sello hermético entre el pistón y el agujero por lo que, si se recupera la compresión, significa que el fallo se encuentra dentro de los anillos de sellado del pistón. Si apenas hay cambios, el fallo se encuentra dentro de las válvulas.

No debe haber una diferencia superior al 25 % entre las lecturas de compresión máxima y mínima.

Si la compresión fuese superior a la media puede deberse a:

  • Carbono acumulado en la cámara de combustión (reduciendo su área).
  • «Roce» excesivo de la culata.
  • Grosor incorrecto de la junta de culata.

En las gráficas siguientes se dan las siguientes circunstancias:

En la traza amarilla vemos que uno de los cilindros tiene compresión nula. (Se ha retirado la bujía), por lo que no existe compresión.

En la taza cian, podemos ver que la compresión es nula en dos cilindros, se han retirados dos bujías.

Consideraciones para los motores diesel.

Los motores diesel son más robustos y pesados que los de gasolina. Por otro lado, la compresión es mayor, por tanto esto se traduce en un incremento de la corriente consumida. Por lo demás, la formas de onda son similares de los de gasolina.

En las gráficas obtenidas, podemos comparar las compresiones entre sí mediante el control de la corriente necesaria para levantar cada cilindro en su carrera de compresión. Cuanto mejor sea la compresión, mayor será la demanda de corriente y viceversa. Por lo tanto, es importante que la corriente sea igual en todos los cilindros.

Debido a las dificultades de accesibilidad de los motores diésel, esta prueba puede resultar extremadamente útil para diagnosticar problemas de compresión/encendido del motor diésel.

Nota: al realizar pruebas de compresión en un motor diésel, asegúrese de que se utiliza el manómetro apropiado (los motores diésel tienen una compresión mucho mayor que los de gasolina). Asegúrese también de que el suministro de combustible a los inyectores se detiene aislando eléctricamente el solenoide de corte de combustible.

Como en los motores de gasolina, si una forma de onda de compresión relativa identifica un problema, será necesario realizar una prueba de compresión. Una compresión diésel típica puede variar de 19 bares (275 psi) a 34 bares (495 psi). Esta presión tiende a ser ligeramente inferior en los vehículos con inyección indirecta y superior en sistemas de inyección directa.

El motor diésel depende de la compresión para generar el calor necesario para encender el combustible atomizado. Cualquier reducción de compresión reducirá el calor generado y comprometerá el proceso de combustión. Si la compresión es demasiado baja, el cilindro acabará por no disparar. Por lo tanto, es esencial que la holgura de la válvula (si es ajustable) se configure según las especificaciones del fabricante.

Una compresión baja puede deberse a:

  • Una junta ineficaz entre el cilindro y el pistón.
  • Un asentamiento deficiente de las válvulas de entrada y salida.
  • Anillos de pistón rotos o enganchados.
  • Sincronización incorrecta del árbol de levas.

Ojo: al igual que en gasolina, NO se trata de un procedimiento definitivo.

Un comentario en “Medida de compresión con osciloscopio en motores de gasolina
  1. Pepe dice:

    Gracias por la informacion tendran algunos videos

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