¿Sensor de Posición del Cigueñal?
Petrolhead, este artículo te ayudará a entender los conceptos básicos del funcionamiento del sensor CKP, el cual es una pieza fundamental de cualquier motor. Los ejemplos que te mostraremos son del motor Ford RQB (4 cilindros/1.8 litros inyección/96 kW) montado en nuestro Lotus Seven VM77 (más adelante el de nuestro Mini SPI restaurado, vídeo con diagnóstico y solución incluido), pero estos conceptos pueden aplicarse a la mayoría de los motores de combustión, pues son los mismos en unos y otros.
El Sensor de Posición del Cigueñal (Crankshaft Position Sensor (CKP) en inglés) es un sensor magnético que genera voltaje usando un sensor y una rueda con dientes «perdidos» solidaria al cigueñal, el cual le dice a la centralita (ECU) y al módulo de encendido la posición exacta de los pistones según suben y bajan en un ciclo de motor. La ECM (Engine Control Module)/ECU (Engine Control Unit) calcula las RPM (revoluciones por minuto) del motor usando la señal que envía el CKP, controlando el momento y la duración de la inyección, pues, con la ayuda de este sensor CKP se conoce en todo momento qué cilindro se encuentra en el punto muerto superior.
El trabajo del CKP es ayudar a:
- El sistema de encendido, el cual produce las chispas a através de las bujías (en gasolina).
- El sistema de inyección, indicándole el momento exacto (junto con la ayuda de otros sensores (como el MAP/, sonda lambda, etc) / información del mapeado/carga del motor) en el cual puede inyectar el combustible (diesel y gasolina).
En la rueda objetivo, cuya posición rastrea el CKP, en general, hay alrededor de 58 dientes (depende del fabricante) los cuales uno (o dos) o bien son mayores que el resto o simplemente no existen, son los llamados «dientes perdidos«. Cuando estas posiciones vacías se alinean con el sensor CKP el voltaje de este cambia (generalmente baja), y por lo tanto la señal enviada a la ECU. Cuando cualquiera de los otros dientes se alinean con el CKP el voltaje sube, lo que, de nuevo, cambia la señal enviada a la centralita.
Tipos de sensores de posición de cigueñal (CKP)
Básicamente hay dos tipos diferentes de CKP, los tipo inductivo (el correspondiente al motor RQB, con dos cables y sin alimentación) y los sensores ópticos (también llamados de tipo Hall, con generalmente tres cables y con alimentación desde la ECU), cada uno de los cuales produce tipos de señales diferentes (analógica y analógica cuadrada respectivamente). Hay un tercer tipo de CKP, pero para no hacer demasiado extenso este artículo nos centraremos en los dos primeros sensores, pues son los más comunes.
El sensor inductivo es excitado cuando la rueda objetivo tiene los dientes cercanos al propio sensor, produciendo una señal de voltaje analógico. En este tipo de sensores la señal es creada sin la ayuda de ningún tipo de alimentación externa (es decir, no recibe alimentación o voltaje desde la centralita), se crea únicamente por el efecto inductivo (de ahí su nombre) causado por el magnetismo generado entre la rueda en rotación y el propio sensor. Mientras el motor siga encendido y la rueda en rotación, dicha señal será enviada a la Centralita de motor, pero si el motor se apaga (y por tanto la rueda deja de girar) este sensor no emite ningún tipo de señal.
Ejemplo en vídeo de la señal de un sensor CKP inductivo
EXTRA: Aquí puedes ver la señal de un sensor CKP que sacamos para nuestro proyecto de «¿Podemos crear una centalita de motor programable, desde cero, por menos de 100€?»
¿Cuáles son los sintomas de un CKP defectuoso?
En la mayoría de los casos, si el sensor CKP no funciona correctamente tu coche no arrancará. El motor de arranque hará girar el motor pero el motor no se encenderá. Pero oye, el motor puede no arrancar por muchos motivos: bomba de combustible defectuosa, cables ó módulo de encendido en mal estado, bujías gastadas, errores en la ECU etc, asique esta no es una verdad absoluta, necesitas saber más sobre los síntomas que puede crear un CKP en mal estado para que puedas ir descartando sistemas hasta que encuentres el fallo concreto.
Si el sensor CKP no está enviando señales (por el motivo que sea) entonces uno de los síntomas más evidentes de esto (pero no el único) es que la bomba de combustible no funciona en absoluto. ¿Por qué? Si la ECU no es capaz de detectar la señal del CKP esta no enviará alimentación (o masa, según el motor) a la bomba, por lo que esta no funcionará, y por lo tanto el motor no arrancará. Este síntoma, de nuevo, no es «universal», hay motores que aún no detectando la señal del CKP son capaces de enviar señales a la bomba e incluso arrancar el motor, pero como digo, puede tomarse como un buen indicador de un error en el CKP de tipo inductivo (que generalmente son los más sensibles al fallo, por el tipo de señal que crean).
En nuestro caso esto mismo ha pasado con el Lotus Seven VM77 y el Mini 1275cc SPI. El fallo del CKP es un defecto bien conocido en los motores Ford RQB, por lo que pudimos diagnosticar rápidamente el problema pero, en otros casos puede que la diagnosis no sea tan fácil, por lo que siempre te recomendaremos que compruebes todos los síntomas y vayas descartando causas, siempre atendiendo a los manuales eléctricos, boletines técnicos, etc. (En nuestro caso no disponemos de ellos como os comentamos, lo que hace todo más complicado, ¡pero no imposible! :) )
Ahora, lo primero antes de poder ver de primera mano los fallos que puede dar este sensor CKP, y para entender el funcionamiento interno de este fundamental sensor, te dejamos un gran vídeo sobre el funcionamiento del CKP de mano de nuestros colegas de ADPTraining.
Nosotros mismos hemos tenido problemas con el sensor CKP, y no sólo en el Lotus Seven (Plasticoche para los amigos). Los hemos tenido en el Mini, y nos ha vuelto locos. La centralita de motor NO leía vueltas de motor, y como dije antes, si no hay vueltas generalmente no hay presión de gasolina. Si no hay presión de gasolina el coche no arrancará. Muy entretenido.
Este capítulo sólo es una muestra de la restauración completa del Mini 1275 SPI (que puedes encontrar tanto aquí en la web como en nuestro canal de Youtube), pero nos viene al pelo: La ECU no lee RPM del CKP. Diagnosis y solución.
¿Qué te ha parecido? Espero que ya sabiendo cómo funciona internamente el sensor CKP, los posibles fallos que puede dar y su diagnosis para saber si está defectuoso o no te haya servido para tu propio cacharro autopropulsado. ¡Yeah!
EXTRA #1: ¿Te mola el tema de la electricidad en el coche? ¿Sabes lo que es el CAN Bus?
EXTRA #2: Gestión electrónica del motor – ¿Cómo funciona cada sensor y actuador de la centralita del motor? Ejemplo con el motor XU10J4RS (2.0i de 167cv) de nuestro swap Peugeot 205 RFS.
