Control de la distribución mediante osciloscopio

La correa o cadena de distribución es uno de los elementos que más preocupa al propietario de un vehículo. Su rotura puede suponer una factura tan elevada que en numerosas ocasiones se decide NO REPARAR el desastre.

Motores con cadena que antiguamente se consideraba eterna, en la actualidad son más problemáticos que los motores que equipan correa.

En este post os propongo un método para controlar el desgaste de una distribución, en especial en los motores que equipan cadena.

La distribución comprende un grupo de elementos necesarios para la sincronización del cigüeñal, el árbol de levas y la bomba inyectora o alta presión en el caso de motores diésel.

Los sistemas más conocidos de distribución son por correa y por cadena a pesar de que en algunos motores, sobretodo motores pesados, también se emplea la distribución por piñones.

¿Cuál es el mejor?

Cada uno de ellos tiene unas ventajas y unos inconvenientes. 

A grandes rasgos, la distribución por correa es más silenciosa pero su vida útil es “relativamente” corta, si es cierto que su sustitución se ha ido prolongando gracias a la mejora de los materiales de construcción. Algunos motores equipan correas de distribución bañadas en aceite, ¡prestar mucha atención con el tipo de aceite ante su cambio!

Por otro lado, la cadena sufre un desgaste y estiramiento progresivo y precisa de un tensor automático para su compensación pero soporta mayores esfuerzos mecánicos, algo especialmente útil en motores diésel con sistemas Common Rail.

Los fabricantes de motores han ido alternando la correa con la cadena e incluso en muchos motores diésel la distribución ha pasado de estar montada en la parte delantera (correa de accesorios) a la parte trasera (emisión de fuerza) con el fin de que el esfuerzo que supone arrastrar una bomba de alta presión que debe suministrar una presión de casi 2.000bars por un lado y la transmisión de par a través del volante de inercia por otro, no cause tensiones en el cigüeñal. 

Uno de los problemas actuales de las distribuciones por cadena es su rotura. Los fabricantes han modificado el diseño de la misma varias veces y en ocasiones han lanzado campañas para sustituir las piezas modificadas y solucionar el problema de los motores afectados.


¿Cuál es la causa?

No se sabe de lo cierto, existe una parte de diseño (tensores que son incapaces de compensar el desgaste/alargamiento de la cadena, materiales no adecuados…) y otra parte de mantenimiento (no se sustituye el aceite en el kilometraje recomendado o bien se utiliza un aceite de calidad inferior).

Por lo general, la correa de distribución de los motores actuales tiene un plazo de sustitución de 120.000 a 150.000km o 10 años mientras que no suele haber un kilometraje definido si se trata de una cadena. Aun así, la gran mayoría de fabricantes aconsejan un examen visual en cada revisión con el fin de detectar anomalías y poder sustituir la correa si se detectan daños prematuros.

El método aquí propuesto no es infalible pues existen casos en que la cadena o correa se ha roto sin previo aviso (ruidos, códigos de avería relacionados con los tiempos de inyección…), simplemente es un pequeño control fácil de realizar que nos va a permitir hacer un seguimiento del desgaste de los elementos de la distribución y así poder evitar daños mayores en caso de detectar un desgaste.

Todos los motores actuales, tanto gasolina como diésel, equipan un sensor de rpm en el cigüeñal y uno o varios sensores de fase en los árboles de levas.
Independientemente de si son de tipo hall o inductivos, su funcionamiento es más que conocido. Por lo general, su acceso no es complejo y para nuestro propósito nos interesa comparar ambas señales.

Si el sensor es de tipo Hall, dispone de tres cables: alimentación (+5v), negativo y señal (5v / 12v según gestión). Por lo general el cable del medio del conector es el de señal. En caso contrario no resulta difícil la localización de la señal pues el de alimentación muestra una línea plana a 5v, el negativo otra línea plana a 0v y el restante es el único que muestra una señal de forma cuadrada.

En el caso de disponer de un sensor de tipo inductivo sólo se dispone de dos cables (en ocasiones existe un tercer cable de apantallamiento) donde la señal es la misma en ambos cables pero invertida. En este caso, para nuestro objetivo es indiferente cuál de los dos se toma, pero si se dispone de suficiente información (esquema) se aconseja tomar la señal positiva.

En el caso de que alguno de estos sensores fuera de difícil acceso, también se puede tomar la señal directamente en la unidad de control motor. El inconveniente es que debido a la gran cantidad de cables que alberga se precisa del esquema eléctrico para la identificación de los cables correspondientes.

Una vez detectadas ambas señales es preciso visualizarlas con un osciloscopio, el cual deberá tener un mínimo de dos canales, uno por sensor. Con el motor a ralentí, ajustar la base de tiempo y voltaje por división a unos valores que permitan ver el momento de pms y fase con claridad.

A continuación, detener el osciloscopio y con la ayuda de los cursores, medir el diferencial de tiempo existente entre dos puntos de fácil localización de ambas señales. 

Para controlar el desgaste de los elementos de la distribución recomiendo realizar una captura en cada revisión, empezando cuando el kilometraje es bajo y así poder comparar la situación actual con la inicial. En caso de no haber hecho la captura antes y sospechar de la existencia de un problema, comparar la captura del vehículo afectado con un vehículo que funcione correctamente.  

A medida que los elementos de la distribución se van desgastando, el diferencial de tiempo entre ambos puntos irá incrementando o disminuyendo (según el punto de referencia tomado). Lamentablemente los fabricantes de motores no aportan datos para poder establecer un límite admisible pero gracias al oscilograma se pueden comparar ambas señales y si el diferencial de tiempo varía más de 0,75ms ya empieza a apreciarse un problema. Cabe destacar, que según la gestión del motor, es posible conocer el desfase entre cigüeñal y árbol de levas (en grados) consultando el apartado de parámetros con un equipo de diagnosis adecuado.

Otro problema que puede presentar una distribución es un malfuncionamiento del tensor, en especial si este es automático o bien trabaja por presión de aceite. La cadena queda destensada. 

En ocasiones, también se ha encontrado un desgaste excesivo entre la chaveta y el chavetero de algún piñón. 

En ambos casos, al comparar ambas señales se aprecia que la señal del sensor de fase del árbol de levas en relación a la señal del sensor de rpm del cigüeñal es inestable, oscila de derecha a izquierda con el motor a ralentí.

Por último, mencionar que algunas distribuciones están dotadas de sistemas variables, con lo cual el posicionamiento del variador/es puede oscilar en función de la temperatura. Para ello, efectuar siempre la prueba en las mismas condiciones.

Espero que os sirva de ayuda y con ello podáis prevenir grandes desastres. Con el tiempo seguro que conseguiréis una gran biblioteca de señales. 

Animaros a publicar los problemas que os han dado las distribuciones de vuestros clientes y ya de paso, si conocéis algún método infalible para ¡evitarlos!

Saludos y hasta el próximo post.