OSCILOSCOPIO

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS – ESPE DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGÍA Y MECÁNICA

CÓDIGO: SGC.DI.505 VERSIÓN: 1.0 FECHA ULTIMA REVISIÓN: 26/10/16

CARRERA: INGENIERÍA AUTOMOTRIZ

INFORME DOCENTE:

DIAGNÓSTICO Y OPTIMIZACIÓN DE MOTORES ING. WASHINGTON ERAZO

PERIODO LECTIVO: NRC:

ESTUDIANTE:

GUANOTASIG JONATHAN

FECHA

ASIGNATURA:

TEMA DE LA PRÁCTICA:

OCTUBRE – MARZO 2021

NIVEL:

VI

9376 02 de diciembre 2021

Medición de compresión con osciloscopio.

INTRODUCCIÓN: MEDICIÓN DE COMPRESIÓN CON OSCILOSCOPIO

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.Es esencial para el funcionamiento del motor que tenga suficiente compresión. La compresión proporcionada por la subida del pistón viene determinada por la relación entre dos volúmenes: el volumen barrido por el cilindro al comprimir y el volumen restante en la cámara de combustión en el punto muerto superior central. Esta relación se denomina 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 de sellado están hechos de hierro fundido centrifugado que produce una presión radial formando el sello. El hierro fundido también se utiliza por sus excelentes propiedades auto lubricantes. OBJETIVOS:       

Realizar respectivas investigaciones teóricas sobre el laboratorio que se va a realizar. Realizar investigación sobre la ficha técnica del vehículo que corresponde el motor. Trabajar con herramientas que permiten analizar y visualizar el comportamiento de cada cilindro bajo la prueba de comprensión húmeda y seca Realizar la comprobación de la compresión de cada cilindro del motor a temperatura de funcionamiento (motor caliente) y con su aceleración máxima. Apuntar las medidas obtenidas para verificar si está en buen estado la compresión de los cilindros. Analizar los resultados. Determinar el estado de funcionamiento del motor.

MARCO TEORICO:

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CARRERA: INGENIERÍA AUTOMOTRIZ ANÁLISIS DE COMPRESIÓN RELATIVA

Es esencial para el funcionamiento del motor que tenga suficiente compresión. La compresión proporcionada por la subida del pistón viene determinada por la relación entre dos volúmenes: el volumen barrido por el cilindro al comprimir y el volumen restante en la cámara de combustión en el punto muerto superior central. Esta relación se denomina 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 de sellado están hechos de hierro fundido centrifugado que produce una presión radial formando el sello. El hierro fundido también se utiliza por sus excelentes propiedades auto lubricantes. 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. 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.

Todas las lecturas deberían ser similares. Si una 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 en los anillos de sellado del pistón. Por otro lado, si apenas hay cambios, el fallo se encuentra en las válvulas. Generalmente se acepta que no debería haber una diferencia superior al 25 % entre las lecturas de compresión máxima y mínima. Una compresión superior a la media puede deberse a:   

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

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CARRERA: INGENIERÍA AUTOMOTRIZ MATERIALES MOTOR A GASOLINA El motor a gasolina de un Renault 9 1.4 TSE/GTS, con el que cuenta el laboratorio de combustión de la universidad de Ibagué, el cual posee sus respectiva Culata, Radiador, Cables de alta, Carburador, Motor Eléctrico, Flauta de balancines, entre otros elementos. Para que esté en funcionamiento a condiciones normales y como se encuentra en el manual del fabricante.

COMPRESÓMETRO: El Compresómetro nos sirve para medir la presión de que se genera en cada uno de los cilindros.

ACEITE 20W-50 Se requieren aproximadamente 5[Cm] cúbicos de aceite para realizar la prueba de compresión húmeda, entonces se utilizó

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CARRERA: INGENIERÍA AUTOMOTRIZ el aceite 20w-50 que posee la universidad de Ibagué para la prueba

RESULTADOS OBTENIDOS: ANÁLISIS DE EFICIENCIA DE LOS CILINDROS USANDO CICLO OTTO Este análisis se basa en observar la corriente que toma el motor de arranque, sin que el motor llegue a encender. En un motor de 4 tiempos cada cilindro pasa por su etapa de compresión 1 vez cada dos vueltas de cigüeñal. En esta fase, ambas válvulas están cerradas y el pistón debe comprimir el aire dentro de la cámara. Esta fuerza de compresión la debe suministrar el motor de arranque. A mayor compresión en la cámara mayor fuerza se debe ejercer sobre el pistón para comprimir el aire y por lo tanto, mayor corriente tomará el motor de arranque. Midiendo esta corriente y comparándola con cada uno de los pistones, se establece la relación de compresión entre ellos.

La corriente que toma el motor de arranque depende de varios factores, pero los valores típicos rondan los 200 A, teniendo un pico inicial del orden de 500 A debido a la inercia para comenzar a moverse. PROCEDIMIENTO Conecta la pinza de corriente en el cable positivo o negativo de la batería, como se muestra en la siguiente figura. Debes tener la precaución de que la corriente que circule por la pinza debe producir un voltaje positivo en sus terminales. Para ello la corriente debe circular de + a – en la pinza. Conecta la pinza a uno de los canales del osciloscopio.

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2. Para realizar un análisis correcto, el programa Diagnosis-tools debe tener la referencia del cilindro n°1. Para ello, conecta el segundo canal del osciloscopio al primario de la bobina de encendido nº 1 del motor. Sin la referencia del cilindro, el programa no tiene forma de saber a qué cilindro corresponde la corriente que está circulando por la pinza amperimétrica.

3. Configura tu osciloscopio Para esta prueba vamos a seleccionar disparo Single (simple) de forma que el osciloscopio nos entregue solo una ventana completa. El canal de disparo debe ser aquel donde conectaste el primario de la bobina nº 1. Selecciona disparo por flanco positivo con 10 V por ejemplo, y 200 ms/DIV. De esta forma capturaremos 2 segundos de señal (200 ms/DIV x 10 divisiones). Un motor durante el arranque gira a unas 300 RPM aproximadamente. Luego, en el canal n°1 vamos a tener un pulso de bobina cada 2 vueltas del cigüeñal, o lo que es lo mismo 0,5 pulsos/rev. Haciendo cuentas:

Vale decir, ajustando a 200 ms/DIV nuestro osciloscopio capturaremos aproximadamente 5 pulsos de bobina, y la señal de corriente durante este intervalo, suficiente como para llevar a cabo el análisis. 4. Inicia la adquisición en el osciloscopio y da arranque al vehículo durante al menos 2 segundos, de forma de capturar la señal de ambos canales.

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CARRERA: INGENIERÍA AUTOMOTRIZ 5. Graba los archivos Para esta prueba estamos usando un osciloscopio Hantek 1008 C. Puedes usar otro, pero debe tener la opción de grabar los datos adquiridos en un archivo .txt. Los archivos que toma Diagnosis-tools deben tener el siguiente nombre y formato: Señal de la bobina: ignition.txt

Señal de corriente: crank.txt

Importante: Debes tener conexión a Internet, de forma de chequear las nuevas actualizaciones.

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Luego debes indicar la cantidad de cilindros de tu vehículo y el orden de encendido. Para realizar el análisis de Compresión Relativa oprime Compresión y se te abrirá la siguiente ventana:

Oprime el botón ‘Compresión relativa’ Si guardaste correctamente los archivos como se te indicó, Diagnosis-tools realizará el análisis de compresión relativa de los cilindros, mostrando un resultado como el que se muestra en la siguiente figura:

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En la gráfica superior aparece la corriente de arranque censada por la pinza, tal cual la viste en el osciloscopio, y en la gráfica de abajo el análisis de la compresión. Todos los cilindros se referencian al de mayor compresión. En el caso del ejemplo, el mejor cilindro es el nº2. El cilindro nº3 tiene una compresión de 62.9 % respecto al cilindro nº2, el cilindro nº1 una compresión de 98.7% y el nº4 una compresión de 98.0%.

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Análisis detallado de la compresión del motor Con el uso del transductor de presión y un osciloscopio, no solo podremos chequear la máxima presión en el cilindro, sino analizar en más detalle la curva de presión para diagnosticar otras fallas. De hecho, el potencial de esta herramienta radica en justamente eso. Mira la gráfica siguiente.

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Diagnosticando problemas de sincronismo Usando un canal más del osciloscopio, podríamos analizar la curva de presión junto con el disparo de la bobina, y sacar datos sumamente interesantes.

CONCLUSIONES:  

Los cilindros logran eficiencias equitativas si están en buen estado, pero si tienen fallas o des calibración esa eficiencia varia y perjudica las condiciones normales de un motor a gasolina. Se identifico que un cilindro está en buenas condiciones si en la primera carrera del pistón lograr llegar al 70% del valor máximo de la compresión indicada por el fabricante. Por lo tanto, los cilindros 1,3,4 están dentro de esos parámetros.

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CARRERA: INGENIERÍA AUTOMOTRIZ     

Si la lectura en una carrera es baja se puede estar hablando de un problema de anillos, desgaste del cilindro o fallo en las válvulas Para cada motor dependiendo de la relación aire-combustible para su consumo y en las condiciones ambientales que se encuentre el vehículo a si mismo varia su relación de compresión. Una relación de compresión en buen estado, está en un promedio de 8 a 12 en condiciones normales. Los valores de compresión para un motor en excelentes condiciones de compresión están en un rango de 170PSI a 185 PSI. La compresión de un motor se puede tomar como "buena" desde unos 120 PSI para arriba, si está por debajo se puede decir que está en malas condiciones y se debe hacer su respectivo mantenimiento.

RECOMENDACIONES: 

 

El mantenimiento de los equipos, maquinaria y herramientas son de gran importancia para el buen funcionamiento, y requiere de un estudio cuidadoso de las instrucciones proporcionadas por el fabricante, antes de dar servicio a los equipos y sistemas. Los procedimientos de mantenimiento pueden variar según el tipo de maquina y complejidad relativa de las reparaciones requeridas, Alguna falla en los equipos impide tener resultados exactos y concisos Se debe realizar una inspección detallada a la calibración de las válvulas o a un posible desgaste en las levas para garantizar el correcto funcionamiento del motor. Para lograr un correcto diagnóstico de la prueba de compresiones motor debe estar a la temperatura normal de funcionamiento, para saber que esta temperatura sea normal en el motor.

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