Mostraremos de forma didática o funcionamento dos componentes, a dinâmica dos testes, bem como exemplos reais de sua aplicação, a fim de capacitar os técnicos automotivos nessa metodologia de diagnóstico.
Sensor de Rotação e de Velocidade do Virabrequim (CKP)
Esse sensor informa ao módulo do motor a posição e a velocidade do virabrequim. O sinal desse sensor é essencial tanto na partida quanto para o funcionamento em marcha do motor.
Essas informações são usadas para várias estratégias do sistema de gerenciamento, por exemplo, o cálculo de início de injeção, uma vez que o módulo do motor precisa saber a posição exata do pistão dentro do cilindro, calculando assim o momento exato da injeção de combustível.
Dependendo da escolha dos projetistas, este sensor pode ser de dois tipos: Magnético (indutivo), ou de efeito Hall. Estes dois tipos de sensores podem ser instalados no distribuidor (veículos mais antigos) ou montados no bloco de cilindros próximos ao virabrequim. A figura exibe o posicionamento do sensor de rotação.
Sensor Magnético (Indutivo) – Princípio de funcionamento
Os elementos essenciais desse tipo de sensor são: um imã permanente envolvido por uma bobina de fio.
Princípio de funcionamento
O imã permanente cria um campo magnético dentro da bobina e ao seu redor. Quando o campo magnético em uma extremidade da bobina é concentrado pela presença de um material ferroso, uma tensão elétrica é criada nos terminais da bobina.
Esse tipo de sensor produz um sinal analógico, de tensão alternada. O aumento ou a diminuição da tensão coincide com a aproximação ou o afastamento do dente metálico. A figura demonstra a relação entre tensão e distância do dente metálico.
Em alguns casos, propositalmente são retirados um ou mais dentes ou ranhuras da roda dentada, ou estes dentes ou ranhuras são produzidos em formato diferente, o que permite obter uma tensão mais elevada. O módulo do controle do motor utiliza esse sinal diferente para identificar que o pistão do primeiro cilindro está em ponto morto superior (PMS).
Para a testar o funcionamento do sensor podemos utilizar o multímetro para medir a resistência entre os fios do bobinado do sensor identificado a partir de um diagrama elétrico, a fim de encontrar um valor de resistência especificado pelo fabricante, bem como fazer utilização do osciloscópio para ver alguma irregularidade ou distorção no sinal.
Para exemplificar como realizar o diagnóstico com o osciloscópio, apresento um caso no qual um reparador identificou um defeito na roda fônica através da análise da deformação do sinal do sensor de rotação. A figura mostra em detalhes a falha do sinal.
Sensor de Efeito Hall– Princípio de funcionamento
Esse sensor tem um elemento denominado Hall, que consiste em um sistema eletrônico de amplificação e um imã permanente. O elemento Hall tem três conexões elétricas: uma para alimentação (Bat. +), uma para ligar o sistema à massa e a terceira para fornecer um sinal ao módulo de comando do motor. Duas placas metálicas servem para concentrar o campo magnético.
O sensor de efeito Hall, obrigatoriamente, será alimentado com tensão com corrente contínua, podendo ser, dependendo do sistema, alimentado com 5V ou 12V. A figura exibe sensor detalhando o conector de 3 pinos assim como sua ligação com o módulo do motor.
Podemos verificar o funcionamento do sensor visualizando sua forma de onda indicada pela seta, utilizando para tanto de um osciloscópio.
Sensor de Fase– Princípio de funcionamento
O sensor de fase, trabalha de forma semelhante ao sensor de rotação. A diferença está no fato de esse sensor só capta um único sinal, que deve informar ao módulo de injeção a referência de fase do primeiro cilindro.
Esse sinal, em conjunto com o sinal de rotações e PMS, permite ao módulo do motor reconhecer os cilindros e determinar o ponto de injeção e de ignição (motor ciclo Otto) sequencial.
Sua localização varia conforme o sistema utilizado, podendo estar montado junto à polia da árvore do comando de válvulas ou localizado no cabeçote superior, em um alojamento específico para que esteja alinhado ao eixo de comando de válvulas.
Dependendo do sistema, esse sensor poderá ser do tipo indutivo ou de efeito Hall, sendo o tipo mais utilizado atualmente. Possui os mesmos princípios de funcionamento abordados anteriormente no sensor de rotações do virabrequim.
Para realizar o teste neste sensor é imprescindível a utilização do osciloscópio a fim de avaliar o sinal emitido. A figura nos exibe o sinal emitido por quatro sensores de fase instalados em um motor 6 cilindros equipado com quatro eixos comando de válvulas, sendo dois de admissão e dois de escapamento.
Sincronismo do motor e os sinais de Fase e Rotação
Após a apresentação dos sensores de fase e rotação, seu princípio de funcionamento e testes com osciloscópio, vamos neste capítulo verificar o sincronismo do motor através da análise simultânea do sinal emitido pelos sensores.
De uma maneira geral, a central eletrônica do motor identifica que o motor está “no tempo” quando analisa o sinal emitido pelos sensores de fase e rotação simultaneamente, comparando pontos específicos do sinal de cada um e, a partir daí, conclui se o motor está sincronizado ou não.
Por exemplo, a figura apresenta o sincronismo de um veículo em que se compara a quantidade dentes depois da falha de dois dentes de um sensor de rotação (canal 1 amarelo) e um ponto específico do sensor de fase (canal 2 verde). Neste caso, O sincronismo se dá pelo alinhamento entre o sétimo dente após a falha da roda fônica instalada no virabrequim e a descida do sinal emitido pelo sensor de fase. A escolha do ponto de comparação fica a critério do técnico, o aspecto fundamental dessa análise consiste da confirmação se os pontos coincidem com uma referência confiável de veículo sincronizado.
Desta forma, é imprescindível que o reparador tenha a sua disposição uma biblioteca de sinais para comparar a imagem capturada com os padrões de referência, ou ainda, desenvolver sua própria biblioteca de sinais. Para ajudar o que estão iniciando neste tipo de diagnóstico, indico um site que contém uma biblioteca de sinais com uma vasta quantidade de veículos de diversas marcas, totalmente gratuita. Para acessar basta clicar no endereço eletrônico http://ondasautomotivas.forumeiros.com/ fazer o seu cadastro e aproveitar ao máximo o conteúdo, além de postar seus sinais capturados, ajudando outros reparadores.
Estudo de Caso
Para demonstrar as vantagens desse tipo de técnica de diagnóstico vamos demonstrar uma aplicação prática de um caso real que foi cedido gentilmente pelo amigo reparador João Lopes da JL manutenção automotiva, sediada na cidade de Vitorino Freire no estado do Maranhão.
O proprietário de uma Fiat Strada 1.4 Flex chegou à oficina relatando que o veículo apresentava alto consumo de combustível e perda de potência. João, prontamente, lhe indagou sobre os serviços que já haviam sido realizados no veículo, o cliente respondeu que já tinham substituído os cabos, velas e bobinas de ignição além de terem realizado a limpeza e equalização dos bicos injetores.
O técnico então partiu para a confirmação dos sintomas relatados pelo cliente, após o teste de rodagem confirmou que realmente o veículo estava com os problemas citados.
Depois de realizar um planejamento acerca dos testes que iria realizar, João decidiu colocar o scanner automotivo para visualizar algum código de falhas que poderia auxiliá-lo no diagnóstico de falhas. Feita a verificação constatou que não tinha nenhum código na memória da central do motor.
O próximo passo foi a utilização do osciloscópio para verificar o sincronismo do motor sem a necessidade de desmontagem do mesmo, o que viabilizava o tempo da análise assim como evitava quebras de componentes no momento da desmontagem.
Após a captura dos sinais dos sensores de rotação e fase o técnico chegou à conclusão que o motor do veículo estava fora do ponto, ou em outras palavras, estava fora de sincronismo.
Como ele sabia que está fora de sincronismo? Simples, pois era de seu conhecimento que neste tipo de veículo o final do dente maior do comando válvulas capturado pelo sensor de fase (CMP) deve coincidir com o 17º dente depois da falha da roda fônica capturado pelo sensor de rotação (CKP) e não com o 20º dente que estava no veículo que apresentava as anomalias.
Ao conferir o sincronismo, o reparador confirmou o que o osciloscópio já havia mostrado, figura, a ferramenta especial de sincronismo não encaixava nos respectivos locais o que confirmava que o veículo estava fora do “ponto” especificado pelo fabricante.
Sem perda de tempo realizou a montagem da correia dentada utilizando as ferramentas especiais específicas para este fim.
Finalmente, realizou uma nova captura dos sinais com o objetivo de confirmar a assertividade do diagnóstico e a eficiência do trabalho realizado como mostra a figura.
Até a próxima!