Este mes el dilema de diagnóstico involucra a un Buick Park Avenue 1995 original con una queja del cliente sobre las luces tenues del tablero de instrumentos, una aguja del marcador del voltaje que vibra, otra queja sobre un titubeo del motor y una batería que se descarga. El alternador ha sido reemplazado debido a una ondulación excesiva de CA en el probador de baterías y del sistema de carga del taller. Tiene el código de falla P1630, indicando una condición de alto/bajo voltaje de la bacteria.
Si el OCV (voltaje de circuito abierto) es superior a 12.6 voltios, lo más probable es que la batería contenga una carga superficial, que es el residual del voltaje de carga. Mientras que una carga de superficie con el tiempo se disipa, el método tradicional para eliminar la carga superficial es encender los faros (o aplicar una carga de 10.0 amperios) durante cinco minutos. Si el voltaje de la batería se cae por debajo de los 12.6 voltios, una batería completamente cargada y en buenas condiciones debe recuperarse de nuevo a los 12.6 voltios en sus terminales.
Una celda en mal estado causa que el voltaje de arranque caiga por debajo del rango de los 10 voltios necesarios para que el sistema electrónico de abordo funcione correctamente. Además, una celda defectuosa hará que el sistema de carga trabaje horas extras tratando de cargar completamente (SOC, state of charge) una batería obviamente defectuosa. Mientras que los alternadores modernos están diseñados con una tasa de alto amperaje, estos no están diseñados para funcionar constantemente con altas salidas de corriente.
Clasificación de las Baterías
Las calificaciones de las baterías son importantes para controlar el estado de la batería y para la comprensión sobre cómo funciona el sistema de carga. Las baterías ahora están clasificadas en CCA (cold cranking amps), que es el máximo amperaje de arranque disponible de la batería a 0° F (-17.7° C) de temperatura cuando la batería está totalmente cargada. Sin embargo las baterías con la clasificación en amperios por hora (amp-hour) se aplican generalmente a las baterías de ciclo profundo, la clasificación en amperios-hora nos ayuda a entender las tasas de descarga. Por ejemplo, una batería regular para el arranque del automóvil puede producir alrededor de 60 amperios-hora de corriente, lo que significa que la batería puede descargarse un amperio durante 60 horas sin que el voltaje se caiga por debajo de 10.0 voltios en sus terminales. Con relación a las cargas parásitas, una batería de 60 amperios-hora puede suministrar 1/4 o 0.250 amperios durante 240 horas, que es aproximadamente igual a dejar el bombillo de la guantera encendido durante 10 días antes de que la batería se descargue.
Recuerde que las baterías de ciclo profundo o extenso están construidas con placas más gruesas para acomodar mejor los ciclos de larga duración de descarga y recarga. Por el contrario, las baterías para el arranque se construyen con placas más delgadas para tener ciclos de descarga y recarga más rápidos. Por esa razón, las baterías para el arranque se arruinan fácilmente por los ciclos repetidos de descarga/recarga extendidos.
Cambios al Sistema de Arranque
Cuando una batería estaba en buenas condiciones, el campo de la bobina, en un motor de arranque de accionamiento directo en el Oldsmobile de carburador de tu padre por lo general consumía un amperaje igual a la mitad del desplazamiento del motor en pulgadas cúbicas. De vuelta a aquellos días, el venerable motor de 455 pulgadas cúbicas del Oldsmobile rápidamente descargaba una batería que no estaba a las especificaciones del fabricante (OEM), especialmente con los tiempos de arranque más largos requeridos para girar el motor en clima frío.
En los tiempos modernos, el campo de imán permanente, los motores de arranque de reducción de engranajes utilizados en los vehículos de producción actual consumen mucho menos amperaje. Debido a que los sistemas de encendido y de entrega de combustible modernos controlados por computadora encienden los cilindros de forma casi instantánea, las baterías casi a punto de fallar pueden durar mucho más tiempo. Por esta razón muchas baterías de pronto fallan en los estacionamientos de los centros comerciales locales.
Cambios al Sistema de Carga
Los sistemas de carga modernos generalmente basan sus estrategias de carga en su SOC (estado de carga) de la batería. El alternador Delco-Remy del Oldsmobile de tu padre mantenía un voltaje constante de 14.2 voltios a través de los terminales de la batería a 70° F (21.1° C) a temperatura ambiente. A 0° F (-17.7° C), el voltaje de carga de carga se elevaba a los 15.2 voltios para compensar por la actividad química más lenta de la batería. A 100° F (37.7° C), el voltaje de carga se reducía alrededor de 13.8 voltios para evitar la ebullición del agua en el electrolito de la batería.
Pero los tiempos han cambiado. Los mecánicos veteranos tal vez recuerden las estrategias del diseño de carga de la batería de Honda en la década de 1980 que incrementaba el ahorro de combustible. Honda utilizaba un módulo de detección de cargas eléctricas (ELD), que se comunicaba con el módulo de control del motor (ECM).
En marcha mínima, el ELD desactivaba el alternador hasta el voltaje de la batería caía por debajo del rango especificado o hasta que el ELD detectaba una carga eléctrica. Era fácil asumir que el alternador no estaba funcionando debido a que el alternador por lo general no comenzaba a cargar hasta que los faros se encendían para aplicar una carga eléctrica.
Puesto que no puedo entrar en detalles en este espacio, basta con decir que los modos de carga de muchos sistemas de carga modernos están controlados por el PCM. Mientras que los sistemas de carga más modernos controlados por computadora toman en cuenta la temperatura ambiental, también pueden considerar otras condiciones de manejo, para maximizar el ahorro de combustible, y también calcular la tasa de carga del alternador.
Algunos vehículos de General Motors monitorean el flujo de corriente de la batería conectando un amperímetro inductivo en el cable de la batería para detectar el flujo de amperaje para y desde la batería. En cualquier caso, el modo de carga se determina mediante la programación en el PCM. Para hacer la historia más corta, los sistemas de carga ya no deberían ser probados al conectar un DMM en la batería y buscar los 14.2 voltios con el motor en marcha.
El Park Avenue de Nuestro Padre
Volviendo a nuestro caso de estudio, la batería podría pasar una prueba de conductancia, pero estaba muy descargada. Un código de falla P1630 indicaba una condición de alto/bajo voltaje en el sistema. El taller del cliente había reemplazado al alternador ya que su equipo de pruebas indicaba una ondulación excesiva de CA que probablemente era causada por un diodo defectuoso del alternador.
Me gustaría hacer hincapié en que el diagnóstico de un sistema de carga con una batería descargada o defectuosa a menudo confunde el proceso de diagnóstico. Para evitar perder el tiempo al recargar y probar la batería del vehículo, yo siempre sustituyo la batería defectuosa por una buena conocida cuando pruebo un sistema de carga.
En este caso, una batería de reemplazo no estaba disponible. Sin embargo, en una prueba preliminar, la carga de la batería indicaba 14.2 voltios en la batería y en el terminal B + del alternador. Un amperímetro inductivo portátil indicaba una tasa de carga de 46.8 amperios. Nuestro Dilema de Diagnóstico inmediato fue que por eso se descargaba la batería a 14.2 voltios a una tasa de 46.8 amperios.
Siempre es mucho mejor para comprobar el voltaje de carga mediante la conexión de un escáner de nivel profesional y, ya que lo tiene conectado, revise si hay códigos de diagnóstico. Algunas PCM son capaces de auto-diagnosticar el sistema de carga, mientras que otras simplemente indican una condición de alto o bajo voltaje. Otras PCM proporcionan un control bidireccional del sistema de carga.
Aunque siempre es mejor consultar una base de datos profesional antes de probar cualquier sistema de carga, el escáner proporciona la clave para resolver el problema. Al graficar el voltaje de la batería a través del PCM, pudimos observar un aumento instantáneo de 14.2 voltios a más de 25 voltios. Debido a que no siempre confío en los PIDs (parámetros de identificación de datos), conecté mi propio escáner, que comprobó que, en efecto, el PCM estaba “viendo” 25 voltios en el sistema, mientras que, de hecho, el voltaje había disminuido en realidad a menos de 13.7 voltios en la terminal B + del alternador con el motor en marcha.
Luego de verificar las conexiones a tierra y revisar por otros problemas del cableado, llegué a la conclusión que el PM no estaba leyendo el voltaje del sistema correctamente. Si en realidad, el voltaje de carga fuera tan alto, veríamos los faros quemados y los circuitos electrónicos de abordo ya hubieran fallado.
Según nuestro distribuidor de partes local de Buick Park hay tres opciones diferentes de alternadores para el 1995. Me sorprendió cuando me di cuenta de ello, en lugar del conector plano convencional del regulador de dos cables, este alternador tenía el conector más moderno de un solo cable. El único cable sugiere que el PCM controla el alternador.
A raíz de esta conclusión, probé el voltaje en el único cable “L” y encontré que cuando el alternador estaba cargando, el voltaje variaba entre 10.0 y 11.0 voltios. Cuando el alternador dejaba de cargar, el voltaje del cable L se caía a cero. Puesto que el cable L probablemente generaba una señal digital (no tenía mi osciloscopio de laboratorio a la mano), era obvio que el cambio del voltaje en el cable estaba directamente relacionado con el voltaje del PID en la corriente de datos del escáner. En otras palabras, el PCM desactivaba el alternador cuando “veía” 25 voltios en la carga del sistema.
La explicación de los síntomas originales quedó muy clara. Primero, las luces del tablero de instrumentos probablemente se desvanecían porque la batería estaba casi muerta cuando el PCM desactivaba el alternador. Segundo, el PCM desactivaba consistentemente el alternador cuando los PIDs del escáner se acercaban a los 25 voltios. Por último, una rápida revisión de mi base de datos de diagnóstico reveló que un voltaje falso en los PID y las quejas relacionadas con el titubeo del motor fueron consistentes con un PCM que fallaba.
Después de probar todas las tierras y corrientes de la PCM, la solución obvia a este Dilema de Diagnóstico era la de reemplazar el PCM. Al día siguiente, después de que la batería se cargó completamente y se instaló una PCM re-manufacturada, el voltaje de carga quedó entre los 13.5 y 13.8 voltios a la temperatura ambiente.
