Mecânico ou mago?

Donos de veículos esperançosos em sanar problemas em suas máquinas frequentemente recorrem ao blog em busca de uma palavra mágica que ponha fim as suas insatisfações. Me sinto honrado pela confiança, mas também é meu dever fazer os devidos esclarecimentos.

Analisemos a manutenção do carro sob dois pontos de vistas:

Situação 1:

Troca ou reparo de um componente conhecido, seja por desgaste ou manutenção preventiva.

Nesta condição sabemos exatamente quais são as operações envolvidas, o tempo de trabalho e o custo é totalmente previsível.

Situação 2:

O veículo é acometido de uma falha cuja origem é desconhecida.

Uma questão que apavora a maioria dos donos de veículos e até mesmo a muitos profissionais do ramo. Acreditar que o mecânico tem “bola de cristal” ou conhece tanto de carro que saberia qual é a solução para qualquer problema só ao ouvir sua reclamação, é um grande erro.

Na segunda questão, a causa do problema deve ser identificada antes de proceder qualquer tipo de reparo. O tempo de trabalho e o custo, a princípio, é imprevisível. A natureza do problema pode ter uma solução simples ou mais complexa e custosa.

Aí é que entra o diagnóstico, um trabalho que exige raciocínio lógico, ferramentas, mão de obra para análises; medições; montagem e desmontagem de componentes, peças para substituição, entre outras coisas, somente para identificar a causa do problema. Uma etapa cujo preço muitos donos de veículos ignoram e retrucam com a célebre frase: Vai me cobrar só para me dizer qual é o problema do carro?  Ainda que isto custe vários dias de trabalho intensivo. Isto soa nas oficinas algo como: ir ao médico e não concordar com o pagamento da consulta. Bom, deixemos isto de lado, este tema merece uma outra abordagem.

Esta confusão mental leva muitos a cometerem erros desastrosos, peregrinando por várias oficinas e gastando muito mais do que deveriam.

Principais erros cometidos:

• Confiar em opiniões sem que se faça as devidas comprovações.
• Tomar decisão precipitada diante de um diagnóstico incompleto ou mal elaborado.
• Pensar preconceituosamente.
• Trocar peças aleatoriamente: Teoria do tudo ou nada.
• Trocar peças considerando apenas o erro lido pelo scanner.
• Confiar em uma oficina sem conhecer e ter referências da mesma.

Não é raro, estas práticas acabam piorando o quadro de falha e gerando defeitos adicionais.

Tome a decisão certa!

Antes de aceitar como verdadeiras as opiniões obtidas na internet, de pessoas ou mesmos de profissionais do ramo, faça uma análise da coerência com os fatos. Reflita e tente não se confundir com as terminologias empregadas, tipo, erro de sonda lambda não é a mesma coisa que troque a sonda. Lembre-se todos os pensamentos, opiniões e até mesmo os erros registrados no sistema devem ser comprovados. Use os princípios da lógica.

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Meu carro falha. O que pode ser?

“ ...meu carro  está com alto consumo de combustível, perda de força, cheiro muito forte de gasolina, fumaça muito escura saindo do escapamento, acende a luz da injeção...”

 “...já gastei muito e não resolvem meu problema’”

 “ ...falha em marcha lenta e o consumo é elevado. Já troquei velas, cabos e limpei os bicos...pode ser sonda lambda ou bobina? " 

Se você acredita que o mecânico sabe qual é problema do seu carro só de ouvir sua reclamação, está enganado. Veículos modernos são complexos, possuem dezenas de computadores e estão sob forte influência logística de software.

Entre o que pode ser e o que realmente é existe uma distância que supera as melhores das expectativas.  

Num panorama de mudanças tecnológicas constantes o mecânico está sujeito a treinamentos frequentes, precisa consultar manuais de serviços e o uso de equipamentos para diagnóstico e ajustes não é mais uma opção.

A banalização da tecnologia por certos profissionais e de muitos donos de veículos pioram a imagem das oficinas. De um lado o profissional querendo mostrar que está no controle, do outro o dono do carro pensando que é só apertar um parafuso e estará tudo bem e o custo será irrisório. As consequências se notam facilmente pelos tropeços do dia a dia, como hão de comprovar em comentários postado na rede.

Os sintomas da falha e a reclamação do cliente são indicadores que ajudam o mecânico a decidir o que deve ser examinado. Equipamentos de diagnóstico adequados e farta literatura técnica sobre o veículo também são indispensáveis. Mas tudo isto é só o começo de um longo e difícil trabalho. Com experiência e conhecimento o profissional se reorienta durante a pesquisa até que seja possível debelar a falha.  Esta dinâmica não se limita ao histórico de falhas recorrentes ou troca de peças por osmose, se deve seguir um raciocínio lógico e lançar mãos de ferramentas adequadas para concretizar o diagnóstico com eficácia.

Apreciando os comentários, os leitores, poderão observar um erro comum: frequentemente a intervenção é no defeito e não na origem do problema. A conclusão é mais óbvia ainda: não basta suprir o elemento defeituoso, a solução definitiva somente ocorre ao se encontrar a causa do dano.

Algumas dicas que podem ajudar:

Faça revisão periódica conforme recomendação do fabricante.  Fazer manutenção antes que apareçam falhas evitam os danos consequentes e reduzem o custo de reparo.

Use somente peças originais, genuínas ou que possuam certificação de qualidade. Como se costuma dizer: O barato sai caro!

Evite fazer adaptações não autorizadas pelo fabricante.

Não substituam peças sem que se comprove por meios de testes que tenham defeitos. Geralmente trocar peças sem fazer um diagnóstico é desperdício de dinheiro. Em média 60% dos defeitos são causados por cabos ou conexões defeituosas.  

E sobretudo, confie seu carro somente a oficinas e profissionais qualificados que trabalhem com ética e transparência. E acredite, na maioria das vezes é preciso muito trabalho apenas para dizer o que deverá ser reparado.

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Meu carro quebrou. Conhece um bom mecânico?

Simulador para bobina de ignição

Atendendo solicitações segue detalhes a respeito do simulador para o teste de bobinas de ignição. A idéia é bem simples, se trata de um simulador PWM com base no circuito integrado 555. Os componentes foram escolhidos para obter uma freqüência de 100 Hz e permitir ajustes de 0 a 70 % de ciclo ativo. Esta freqüência equivale a 3000 rpm em um motor de quatro cilindros com distribuidor.

Pensado para ativar bobinas de ignição nada impede que o controlador seja usado para outros finalidades, tais como: atuadores de marcha lenta, motores, aquecedores, lâmpadas, etc.

Etapa de potência.

Visando simplificar a construção reciclei um módulo de ignição TSZ (foto abaixo) aproveitando todos os componentes da etapa de potência. A vantagem é que além do transistor de potência a caixa serve como dissipador e alojamento para a placa de circuito e ainda temos limitador da tensão no primário da bobina, supressores de transientes e excitador para o Driver.

O conector foi substituído por uma tampa de alumínio onde foi montado o potenciômetro de ajuste com marcas compassadas com incremento de um segundo por ponto.

Simulador PWM montado na caixa TSZ

Dispensando esta construção o leitor não terá dificuldade em encontrar os componentes numa loja de eletrônica. Apenas deve escolher um transistor driver do tipo darlington para 500 Volts/ 10 Amperes dotado de um bom dissipador de calor.

Abaixo se encontra o esquema elétrico. No quadro tracejado se destaca os componentes que podem ser reciclados do módulo TSZ. O borne 15 corresponde a alimentação positiva (fio vermelho), borne 31 alimentação negativa (fio preto),  borne 16 é a saída de controle para a bobina, fio verde (ligado ao borne 1 da bobina). O positivo de alimentação da bobina (15) é comum com a alimentação do módulo.  

Esquema elétrico simulador PWM para bobina de ignição

Abaixo temos o lay out da placa de circuito impresso. Os componentes originais da TSZ foram transferidos para esta nova placa acrescida do circuito PWM com base no CI 555.

Lay out: a esquerda placa lado do circuito impresso e a direita lado dos componentes. 

Placa de circuito impresso

A placa foi confeccionada a partir da impressão a laser em folha de transparência das trilhas do circuito. Usei o ferro de passar, método muito difundido na rede, para transferir o lay out para a placa cobreada.

Com alguma experiência e criatividade o leitor encontrará outras formas de construir este simulador, se assim desejar. A clareza desta matéria permite o entendimento e facilita a análise de funcionamento do teste da bobina de ignição. 

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Testando a bobina de ignição
IAW- 5NF driver da bobina de ignição

Testando a bobina de ignição

Não há dúvidas que a falta de equipamento adequado representa uma dificuldade imensa para se fazer um diagnóstico seguro e preciso de bobinas de ignição. Há quem diga que o custo da ferramenta é a maior barreira, já outros culpam a falta de conhecimento técnico. Certo mesmo é a prática comum de substituição da peça duvidosa como forma de diagnóstico. E quando isto não é possível, o que fazer?

Medir a resistência elétrica dos enrolamentos da bobina de ignição é uma citação bastante comum nas literaturas dos manuais de diagnóstico, ainda que este método insuficiente para atestar sua integridade. Embora a resistência elétrica se apresente dentro da faixa de tolerância atribuída nos manuais ela pode ainda conter falhas que impedem o motor do veículo de funcionar ou o faz sob falhas, estancando sua potência.

Impossível de ser detectado na medição de resistência, a fuga de alta tensão entre enrolamentos e a carcaça da bobina é um defeito freqüente causado principalmente pela troca tardia de velas e cabos de ignição. Também, pequenos curtos circuitos entre as espiras do enrolamento podem surgir e dificilmente são percebidos nesta medição. A experiência mostra que medir a indutância da bobina é mais abrangente, porém uma ação incomum nas oficinas.

O teste simulado é sem dúvida mais completo, pois permite detectar defeitos causados pela má isolação e curto circuito nos enrolamentos. Ainda assim para ser eficaz é necessário submeter-la ao maior número possível de condições, como por exemplo: teste a frio, quente e sob nível máximo de alta tensão especificado.

Um teste complexo que devido a dificuldades raramente é executado pelo reparador.

teste da bobina de ignição com simulador.

Atenção - Cuidados com sua segurança:

Se você não possui conhecimento e experiência em alta tensão não tente reproduzir esta simulação, pois existe risco de morte.

 A imagem acima mostra o modelo usado para testar a bobina. Um módulo adaptado simula o pulso no enrolamento primário da bobina a uma freqüência de 100 Hz fixo e tempo de carga ajustável entre 0 e 7 milissegundos. Uma carga de resistor de 1 MOhm  (10 x 100 KOhm) em série com o resistor de 1 kOhm é aplicada a saída secundária de alta tensão. Montado em paralelo com o resistor de 1 KOhm se adapta um filtro formado por um diodo e capacitor onde se toma a medição da tensão gerada com um multímetro DC. A relação de medição aproximada é de 1000:1, isto quer dizer que 1 Volt no multímetro equivale a 1000 Volts na saída da bobina. 

Nesta simulação se obteve geração de aproximadamente 16,99 kV para a bobina Bosch KW097, sob tensão de alimentação de 11,5 Volts e a duração do pulso de carga regulado em 4 milissegundos.

Considerações gerais:

A fonte de alimentação deve ser dotada de proteção contra surtos de alta tensão e curto circuito. As partes metálicas da bobina devem ser aterradas/ ligada ao negativo da fonte.

Diagrama para teste simulado da bobina de ignição

 Tensão e sinal podem ser medidos com o osciloscópio entre os terminais do resistor de 1k. Para medir a tensão com um multímetro de corrente contínua será preciso adaptar um diodo de uso geral e o capacitor cerâmico (C) de 100 nf conforme mostra a figura.

A tensão da fonte pode ser ajustada para até 14 Volts. Tenha em conta que provas comparativas se façam baixo os mesmos parâmetros, já que a tensão induzida é influenciada pela alimentação e pelo tempo de carga.

Refletir sobre os problemas incidentes em bobinas de ignição e entender melhor seu funcionamento melhora a eficiência do diagnóstico. Por outro lado trocar velas e cabos de ignição preventivamente pode evitar a deterioração prematura da isolação da bobina, bom para evitar o agravamento do problema e reduzir o custo de manutenção.

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Detector de pulsos PWM com diodo LED

Recentemente respondi a um comentário a respeito de como usar um diodo LED para detectar pulsos, uma necessidade crescente frente ao amplo campo de aplicação de atuadores e sensores que funcionam por pulsos de qualquer e sinais PWM.

É importante ressaltar que existem multímetros com preços accessíveis para medir freqüência e duty cycle (ciclo ativo) que servem a este propósito. Entretanto usar algo assim tão simples e barato para detectar pulsos é tentador e está ao alcance de hobistas amantes da eletrônica, porém requer cautela e conhecimento para não causar dano ao sistema sob teste.

Minha sugestão é usar o circuito da figura abaixo que usa um diodo comum e um capacitor para fixar a tensão positiva e manter o led aceso sob uma fonte pulsada e apagado na ausência de pulso ou tensão permanente.

Este circuito responde bem a uma fonte de sinal PWM, pulsos em geral e inclusive detecta sinal de sensores indutivos acima de 3 Volts e freqüências superiores a 30 Hertz que possa fornecer mais que 3 miliamperes. Sob freqüência mais baixa o led irá piscar, porém isto não é problema em relação ao objetivo.

Capacitor de maior valor tem efeito melhor em freqüências mais baixas.

A idéia básica proposta pode ser melhorada para não afetar sinais de baixa potência devido a corrente drenada e manter a intensidade de luz do LED independente da fonte de sinal usando-se um transistor como driver. Para usar o positivo como referência basta inverter a ligação conectando o lado “ponta de teste” ao positivo da fonte e consequentemente o lado que está a massa se torna a entrada de sinal. 

libere sua criatividade e crie novos circuitos a partir desta idéia.

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Teste de unidades injetoras Diesel com osciloscópio

Dentre os sistemas de injeção eletrônica Diesel se encontra as bombas de injeção eletromecânicas também conhecidas por PDE e PLD, segundo a configuração. Uma das etapas de conserto desta unidade injetora é certificar-se que o atracamento da armadura ou induzido ocorra em um limiar de corrente exato, que deve ser ajustado para o perfeito funcionamento do motor.

Teste e ajuste devem ser realizados com uma fonte de corrente com alcance de pelo menos 10 Amperes. A corrente é incrementada até que se ouça um click, um indicador de ocorrência do atracamento, e simultaneamente deve ser lido valor de corrente atingido.

Fatores como aquecimento da bobina, variação rápida da corrente, instabilidades da fonte podem resultar em leituras incertas que comprometem a qualidade do teste.

Uma forma de aprimorar este teste é o uso do osciloscópio, pois proporciona um teste mais preciso já que não se necessita ajustar paulatinamente a corrente. Além disso, permite a visualização do incremento de corrente e o tempo de atração do induzido. Outras falhas mecânicas também poderão ser detectadas com este método.

Para realizar o teste é muito simples, conecte um resistor de 0,1 Ohms/10 W em série com a unidade injetora a ser testada e tome o sinal (queda de tensão) com o canal do osciloscópio conectado entre entrada e saída do resistor. Para este valor a leitura equivale a 0,1V/A. Caso deseje melhor visualização o sinal pode ser amplificado com o uso de um circuito integrado em uma configuração própria para instrumentação.

Corrente de atracamento da placa 7,5 A, unidade injetora tipo PLD.

A atração pode ser vista pela perturbação causada na curva de subida da corrente pela indutância da bobina ao movimentar o induzido.

O valor de corrente da respectiva unidade e sua curva característica de referência pode ser obtido ensaiando uma unidade nova ou em perfeito estado de funcionamento.

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Alimentação da injeção eletrônica e seus defeitos

Se um componente eletrônico não funciona, a primeira coisa que se deve questionar é se este está devidamente alimentado, e não basta apenas verificar os fusíveis.  

Em muitos casos o módulo de injeção e componentes adjacentes é alimentado pelo relê principal, o qual é ativado pelo próprio módulo no momento que um de seus bornes recebe +12V (linha 15) através da chave de ignição. A ligação do bloqueador antifurto nesta linha não é recomendado pelos fabricantes de veículos, porém é uma prática muito comum que causa um alto índice de falhas.

Neste caso a dica é conferir a tensão de alimentação durante a partida, já que a medição estática, somente chave de ignição na posição de contato, nem sempre se constata a anormalidade. Também, emenda mal feita nesta linha frequentemente causam paradas repentinas do motor de maneira intermitente.  

Além disso, o funcionamento do módulo depende de uma alimentação permanente do positivo da bateria (linha 30) que mantém um bloco de circuito responsável por sistemas auxiliares como: memória de diagnóstico, bus de dados e outras funções internas do módulo. Tão importante quanto a linha 15, a falta desta alimentação permanente impede o funcionamento do sistema de injeção e ainda pode bloquear a comunicação com o scanner de diagnóstico.

Alimentação do módulo de injeção

Após desligar a chave de ignição, nesta configuração ilustrada, é possível a realização da função conhecida como “power-latch”, que mantém o sistema de injeção alimentado pelo relê principal por alguns segundos ou vários minutos para a execução das funções de auto-adaptatividade.

Tenha em conta, sempre que se constate a perda de comunicação com o scanner ou irregularidades na luz indicadora do sistema, a primeira providência é conferir a tensão de alimentação do sistema.

E não se esqueça a linha de alimentação do negativo, formado por um ou mais condutores ou ainda a própria carcaça do módulo, deve ser solidamente fixado ao chassi.  Fique atento, pois em alguns casos as linhas do negativo são separadas de acordo com a função a ser alimentada, por exemplo: negativo da eletrônica do módulo, negativo de sensores, negativo de potência (bobina de ignição, injetores, etc.). Porém em outros casos, mesmo possuindo vários fios de ligação (veja o diagrama acima) eles estão unidos internamente no módulo pelo circuito impresso.  

Independente do caso, geralmente estas ligações são conectadas ao chassi (ligação à massa) e costumam falhar devido a mau contato no ponto de massa específico ou nas cordoalhas que são fixadas nos agregados, como: caixa de cambio, bloco do motor-chassi, bateria-chassi.   

O módulo de injeção pode funcionar com alimentação entre 8 e 17 V e a queda de tensão acentuada, principalmente durante a partida, pode causar distúrbios nas funções do módulo como: panes no imobilizador, travamento da função de adaptação de combustível, entre outros.  Caso se constate uma queda de tensão acentuada na alimentação o profissional deve fazer o diagnóstico mais amplo envolvendo a bateria, alternador, motor de partida e seus respectivos cabos de ligação.  

   

O diagrama mostrado aqui abrange grande parte dos sistemas de injeção, entretanto sempre avalie previamente a validade do diagrama para o veículo sob teste e também para certificar-se do posicionamento dos fusíveis de proteção. 

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IAW-5NF - Driver da bobina de ignição

A quantidade de energia (W) que uma bobina de ignição pode armazenar é um fator muito importante para proporcionar a queima da mistura ar/combustível, e pode ser calculada pela fórmula abaixo:

(W = ½ L I²)

É uma relação diretamente proporcional à indutância (L) e o quadrado da corrente primária (I) da bobina de ignição. Consecutivamente a corrente primária deve ser controlada com precisão, afim de, garantir o desempenho ideal e preservar a bobina de ignição contra sobrecargas térmicas.    

A relação de indutância por resistência do primário destaca a constante de tempo (constante de tempo = L/R) para que a corrente alcance 63% da corrente máxima da bobina. Vale lembrar que a corrente máxima é aquela obtida pela lei de Ohm (I=U/R).

Em linhas gerais, bobinas de alta potência requerem pulsos com 2 a 6 milissegundos de ciclo ativo para regular a corrente primária.

Para desempenhar esta tarefa o sistema de controle do motor IAW-5NF possui dois drivers bastante interessantes para comandar a bobina de ignição dupla, o circuito integrado VB025SP fabricado pela ST Microelectronics.

Drivers da bobina de ignição, módulo IAW-5NF

As principais características são: limite de corrente, proteção contra alta temperatura, diagnóstico de corrente da bobina, limite de tensão primária.

O sinal lógico de controle, acima de 4 Volts, gerado pelo processador da central de injeção IAW é aplicado ao pino (9) do CI estabelecendo o inicio de circulação da corrente primária com o chaveamento do transistor darlington para ligado, que cresce segundo a indutância da bobina. Ao interromper o sinal lógico de controle, nível de tensão abaixo de 1,9 V, a corrente primária é desligada. A tensão induzida no enrolamento primário ao desligar a bobina de ignição é limitada em cerca de 380 V pelo driver.

Diagrama módulo IAW5NF e driver da bobina, CI-VB025SP

A corrente primária efetiva é detectada pelo resistor em série (Rs) com a massa de potência.

Diagnóstico de corrente da bobina: Um sinal de tensão, cerca de 5 Volts, é emitido pela saída de Diagnóstico, pino (10) do CI, enquanto a corrente primária se mantiver acima de 4,5 Amperes, e pode ser usado pelo processador para detectar a comutação real da bobina.

Limite de corrente da bobina: A corrente primária é limitada a 10 Amperes pelo circuito interno do CI e em caso de excessos que resulte em derivações térmicas ela é reduzida para proteger o circuito.

A queda de tensão estimada entre o coletor-emissor do transistor darlington é de 1,5 a 2 Volts sob uma carga de 6,5 Amperes.

A base do transistor darlington, responsável pela etapa final, está accessível por meio do pino (8) do CI.  

Conclusão:

O uso de uma bobina inadequada vai alterar a corrente primária seja pela condição imposta pelo seu próprio enrolamento ou pelo comportamento interno do CI. Também qualquer falha que resulte em baixo fluxo de corrente primária pode ser diagnosticado.

Nem sempre encontramos estas informações nos manuais de serviço, e podemos até questionar a sua relevância, mas estou convencido da ajuda que isto representa no diagnóstico de falha do veículo. Espero que o exposto aqui seja suficiente para atender as necessidades básicas do reparador de veículo ou de módulos, caso deseje maiores detalhes consulte o datasheet do fabricante do componente. 

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Energia de ignição e alta tensão

Bê-a-bá da ignição eletrônica TSZi

Reparo de módulos – Drivers

Por vezes, frente a uma falha incomum, chegamos a suspeitar que o módulo de controle do sistema seja a causa do problema. Com seus circuitos discretos e sem informação técnica adequada é imaginado como uma caixa preta. Com o alto custo destes componentes e a alta incidência de danos o reparo de módulos eletrônicos conquistou seu espaço no mercado, contrariando a vontade dos fabricantes. Conhecer um pouco mais sobre os drivers das unidades eletrônicas é de grande ajuda para visualizar uma possível falha ou mesmo executar um teste superficial sem necessidade de abrir o módulo.

O sistema de gerenciamento eletrônico do motor, dito comumente “injeção eletrônica” – convertem as medições detectadas por meio de sensores em grandezas de controle que se efetuam através dos atuadores. Estas saídas de controle são perpetuadas por meio de drivers, que funcionam como booster ou amplificadores com potência suficiente para ligar/desligar ou controlar a energia dos elementos atuadores.

Transistor ou multidriver (chips com várias saídas integradas) é a interface com os atuadores, portanto os elementos mais danificados por freqüentes curto circuitos no componente ou chicote elétrico, razão que alavanca substancialmente o negócio de reparo de módulos.

Com a intenção de proporcionar a compreensão mais profunda do reparador, por hora vamos analisar o driver do relê principal do módulo de injeção motronic M1.5.1, esquematizado abaixo.

Driver do relê principal sistema de injeção Bosch M1.5.1

Funcionamento:

O borne 85 – bobina do relê principal - está conectado a uma linha direta com o positivo da bateria (linha 30). O borne 86 – saída da bobina do relê - se conecta ao borne 36 da UCE. Para acionar o relê é necessário que haja uma ponte entre os bornes 36 e 2,14 ou 24 - conectados ao negativo da bateria (linha 31). Esta ponte se faz pela junção eletrônica do c-e do transistor T220 ao reduzir a resistência próxima de zero e a série formada pelos resistores R227-R220. Fato que ocorre após ligar a chave de ignição e alimentar com +12 Volts o borne 27 da UCE, e circular corrente através do circuito série formado pelo diodo D221, resistor R221, b-e de T220 e resistores R227-R220.

Proteção de sobretensão:

Ao desligar a chave de ignição (linha 15), a força contra eletromotriz induzida na bobina do relê ao desconectar o driver, rompe a tensão zener imposta pelo diodo D220, levando o transistor T220 a conduzir novamente, fig. 2B, limitando o pico de tensão em aproximadamente 50 Volts. Esta função permite que a sobretensão se mantenha a níveis suportados pelo driver.

Proteção de drivers

Limitação de corrente:

Para aumentar a segurança da operação o driver está protegido contra sobrecarga ou curto circuito com o positivo. 

O paralelo formado pelos resistores R220-R227 detecta a corrente máxima para T220, aprox. 1 Ampere. Com uma queda de tensão de aproximadamente 0,6 Volts entre a b-e do transistor T221, veja fig. 2 A, se inicia o grampeamento da corrente de excitação de T220 via c-e de T221, impedindo o aumento da corrente através do driver.

 

Idealizados por seus projetistas a eletrônica se consolida em uma infinidade de circuitos, portanto, cada módulo pode conter funções específicas, diferentes das encontradas neste módulo. Informações precisas da sua arquitetura são sonegadas pelo fabricante, mas com algum recurso podemos desvendar o suficiente para o propósito do trabalho.

Enfim, conhecer algumas técnicas empregadas é importante para a atribuição de falha e execução de testes plausíveis tanto para o reparador de módulos como para o técnico de campo. 

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Funcionamento do diodo zener do alternador

Cuidado ao aplicar relê automotivo

Unidades de controle eletrônico do automóvel utilizam etapas de potência para acionar dispositivos conhecidos como atuadores: lâmpada, LEDs, relê, motor, eletroválvula, etc.

Estas etapas são desenvolvidas considerando os componentes envolvidos de maneira a proteger os dispositivos excitadores. Qualquer alteração no elemento atuador pode causar a queima do excitador ou registrar erros de função inesperados.

No caso de relês em particular, o técnico deve estar atento ao aplicar ou inserir relê, cuidando para não trocar-los de lugar, pois existe uma variedade bastante grande de tipos que visam proteger o driver contra picos de tensão que são induzidos pela bobina ao desligar estes componentes. 

A proteção pode ser feita com diodo comum (fig. a, b) ou resistor (fig. d,e) ligado em paralelo com a bobina ou por diodo zener (fig. c) montado internamente na unidade de controle.

O diodo também é utilizado em alguns relês para polarização, com a finalidade de evitar que a bobina seja energizada com a polaridade invertida, fig. e.

Por exemplo: O relê da fig. c não pode ser utilizado nos demais circuitos ilustrado aqui, pois não possui proteção, e ao desligar sua bobina poderia gerar picos de tensão de 200Volts ou mais. O gráfico a seguir ilustra que a tensão é limitada a 50 Volts pelo diodo zener da fig. c.

Pico de tensão na bobina do relê fig. c limitado pelo diodo zener

Fique “ligado”! Relê impróprio para o sistema pode causar dano ao driver ou erro de funcionamento difícil de identificar.

Veja também: 

Saiba como interpretar diagramas elétricos

Osciloscopio - considerações importantes

be-a-bá da ignicao eletrônica TSZi

Sincronismo da Correia dentada do Pólo 2.0l

Sabe-se que ao substituir a correia dentada é necessário colocar o eixo motor e do comando de válvulas na marca de sincronismo ou usar ferramentas para travar o motor, conforme o caso. Um trabalho relativamente simples que pode se complicar devido ao erro de paralaxe ao tomar como referência as marcas nas polias, principalmente se o sincronismo está perdido por danos na correia, por exemplo.

   

As imagens a seguir ilustram o sincronismo das marcas de referência para montar a correia dentada do motor Volkswagen sigla BBX 2.0l usado no Pólo.   

Vista geral	Dica: Para evitar o erro de paralaxe use um pino guia para alinhar as marcas.
Eixo de comando	Eixo do motor

Como precaução o técnico deve ter sempre uma medida alternativa caso surja algum inconveniente. Quem possui um osciloscópio de dois canais a imagem dos sensores de fase e rotação obtidas como referência facilita a conferência e pode poupar muito trabalho se ocorre algum transtorno.

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Osciloscópio - verificação da correia dentada
Imagem sincronismo VW Polo 2.0

Imagem de sincronismo fiat-Marea 20V

Erros que abordam a sonda lambda

Muitos pensam que os erros de sonda lambda que ficam registrados frequentemente na memória de defeito do sistema de injeção é a causa do mau funcionamento de um motor, e inclusive substituem inutilmente a sonda lambda. A falta de êxito nestes casos é algo que merece reflexão.  

Inicialmente os sistemas de injeção eletrônica não possuíam sonda lambda, ela foi implantada posteriormente para atender leis mais severas de controle de emissões de gases poluentes e reduzir o consumo de combustível.

A figura que segue ilustra de forma simplificada o controle da sonda lambda no funcionamento da injeção eletrônica tradicional (mono combustível), entenda o processo.

Com base na informação do sensor de carga (massa de ar admitido versos rotação do motor) e temperatura do motor a unidade de comando do sistema de injeção (UCM) calcula a quantidade de combustível necessária para o correto funcionamento do motor, expresso por meio de um pulso de curta duração que regula a abertura do injetor de combustível. O volume de combustível injetado é produto do tempo de duração do pulso (ti – tempo de injeção) e pressão do combustível ©.

 

Sistema de injeção e regulagem lambda 

Ar e combustível são aspirados para o interior dos cilindros do motor e após comprimidos se inflamam pela centelha da vela de ignição. A queima da mistura ar/combustível gera gases residuais que são expelidos através do escapamento do motor. O oxigênio presente nestes gases, o único a ser detectado pela sonda lambda, é determinante para estabelecer a eficiência da combustão e para calcular o fator de correção (tc). O tempo de injeção corrigido torna a mistura ar/combustível ótima de maneira que os gases residuais da combustão sejam processados adequadamente pelo catalisador.  

O teor de oxigênio elevado, detectado pela sonda lambda no escapamento, pode indicar que volume de combustível injetado é pequeno, e para corrigir, o tempo de injeção (ti) é aumentado somando-se o tempo de correção calculado (tc). Da mesma forma a escassez de oxigênio pode representar um volume alto de combustível injetado, portanto agora a correção se faz deduzindo do tempo de injeção (ti) o tempo de correção apurado.

O fator de correção máximo é cerca de +/-20 % do tempo de injeção principal (ti) e geralmente é incapaz de causar falha acentuada no funcionamento do motor.

Conclusão:

A regulagem da mistura através da sonda é uma ação secundária, que tenta consertar irregularidades ocorridas na combustão.

A sonda lambda pode ser usada como “feedback” do processo de combustão.

Evidentemente qualquer problema que afeta a combustão do motor recai sobre a regulagem proporcionada pela sonda lambda. Ao alcançar o limite de compensação estipulado no sistema, a conseqüência será a suspensão da regulagem da mistura e registro de um erro que aborda a sonda lambda.

Mecânica do motor, fuga de ar na admissão, defeitos nos injetores de combustível, qualidade do combustível, pressão de combustível, sensores de carga e temperatura do motor, falhas de ignição, entre outros são problemas frequentemente identificados como elementos que provocam problemas de combustão e afetam a regulagem desempenhada pela sonda lambda.

A sonda pode sofrer danos conseqüentes de defeitos da combustão, entretanto em grande parte deles, após serem sanados, a sonda volta a operar normalmente.  

Pense nisso na próxima vez que encontrar um erro que aborda a sonda lambda memorizado no sistema de injeção. Além disso, somente substitua a sonda após testar-la minuciosamente, assim como qualquer outro componente.

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Sonda lambda com defeito

Diagnosticando redes bus de dados automotivas

O crescente aumento de computadores não surpreende ninguém, ao contrário somos ávidos por estas novidades anunciadas quase que diariamente e isto se estende aos veículos automotores, é claro.

Com tantos computadores advém a necessidade de estabelecer a comunicação entre eles, dando origem a intrincadas redes.

Acompanhar estes avanços tecnológicos é um grande desafio para o técnico reparador de automóveis, pois exigem atualizações constantes e também ferramentas apropriadas.

Alardeado por entusiastas a rede CAN (controller área network) chega a preocupar os profissionais que querem estar à frente, e acabam bombardeados com informações sobre protocolo de comunicação, arbitragem de dados, etc. Embora estas informações sejam interessantes, devemos questionar a sua relevância para quem precisa apenas reparar uma falha de comunicação. Redes multiplexadas já existem nos automóveis faz muito tempo e a CAN não é a única, há outras que sequer são notadas.  Portanto, desconhecer certos detalhes não representa um obstáculo para a manutenção.

Para o técnico reparador interessa a camada do transporte de dados, o meio físico que dará suporte a rede. Estrutura da rede (layout), aspectos e magnitude do sinal, orientação sobre substituição e configuração de componentes e logicamente a IHM – interface homem máquina, scanner como nos referimos comumente, aptos a acessar a rede, estes sim são pontos chave.

Estrutura de uma rede bus de dados

A estrutura da rede ilustrada na figura tem a seguinte arquitetura:

Rede CAN de baixa e alta velocidade apoiada nas normas ISO 11519-2 e ISO 11898

Rede LIN - Local Interconnect Network é um conceito de rede de baixo custo, de um fio, usado como sub-rede ou rede complementar. Se aplicam em dispositivos inteligentes como atuadores, sensores, unidades de bombas de combustível, unidades de velas aquecedoras, etc.

Linha K – rede de um fio usada para diagnóstico das unidades de comando – apoiada na norma ISO 9141-2

Para exemplificar comento um caso comum que ocorre ao instalar equipamentos de rádio ou similar, se colapsa a rede, bloqueando o arranque do motor e impede até mesmo a comunicação com o scanner. Infelizmente desconhecidos por muitos profissionais desta área. Portanto, conhecer a estrutura da rede traz grandes vantagens para o diagnóstico, permite compreender como uma falha pode afetar a rede e estabelecer o local de ação a ser rastreado.

Ao fazer medições entra em cena a ferramenta e parâmetros que devemos visualizar. Nota-se aí a pobreza dos manuais de serviços e também a falta de equipamento (osciloscópio) por parte das oficinas especializadas.

Sinal bus de dados CAN apoiado pela norma SAE J1939 – linha pesada Diesel.

Os sinais de bus de dados serão distintos, segundo a norma aqui citadas e outras que abrangem a área automotiva.  Observem os sinais das imagens ilustradas apoiado pela norma ISO e SAE, diferentes, apesar de alguma semelhança.   

CAN bus de dados apoiado pela norma ISO 11898

Como vemos, embasamentos puramente teóricos sobre redes são desejáveis, porém o que fará a grande diferença para o técnico reparador é um conteúdo que lhe permitirá sanar as falhas que se apresentam no dia a dia.

Espero que esta iniciativa sirva de reflexão para que o reparador automotivo reúna as condições essenciais para o correto diagnóstico de falhas em redes automotivas. 

Veja também:

Gerenciamento de carga do alternador

Fundamentos do osciloscopio

osciloscopio 2 - consideracoes importantes

Saiba como interpretar diagramas elétricos 4

Com tantas variantes como as que já mencionei anteriormente dá a impressão que não há mais nada para dizer, mas não para por aí, vejamos o modelo adotado pela Peugeot.   

Conhecendo-se a simbologia da norma DIN é possível seguir o circuito, entretanto a consulta dos documentos explicativos é extremamente necessária para a compreensão total.

Diagrama elétrico Peugeot 

A novidade aqui é a identificação dos componentes, representado por números (letra A). Os dois primeiros dígitos se refere ao grupo de sistema e os dois finais ao número do componente.

Ex.     Relê 1508. 

15 - grupo sistema de arrefecimento, 
08 - número do componente ou relê 08 do sistema de arrefecimento.

Componente 1320 (letra A). 13 – grupo sistema de injeção, 20 número do componente.

Consultando a legenda, do esquema elétrico, veremos que 1320 se refere a unidade de comando de injeção e ignição. Os ícones adicionais (letra H) no desenho ajudam no reconhecimento da função da peça.

Legenda dos identificadores ressaltados em vermelho no diagrama:

A - Número identificador do componente

B – Cor do conector (NR)

C – Quantidade de vias do conector (..V)

D – Símbolo de ponto de conexão a massa, identificação. (MC10)

E – Conector intermediário, identificação. (IC02A)

F – Alimentação de bateria (B03)

G – Símbolo de Chave de ignição, identificador. (CA00)

H – Símbolo da função (ícone)

I – Número do fusível (F..)

J – Número do fio 

K – Número do borne do componente

L – Máxi fusível (MF..)

Significado de alguns Prefixos:

C – conector

E - junção

IC – conector intermediário

M – Massa

CO – Controlado pela chave de ignição

Conclusão: O circuito é fácil de seguir, a dificuldade fica por conta de identificar cada componente envolvido, tornando a consulta da legenda obrigatória. 

Esquema literatura Bosch

A Bosch usa a representação dos diagramas esquemáticos na norma DIN em suas literaturas.

Mais resumido, tem a finalidade de mostrar as ligações essenciais ao sistema de Injeção de combustível, ABS, etc. de sua fabricação. Assim, muitos detalhes existentes nos esquemas das montadoras, exemplificado anteriormente, são ignorados. O resultado é um esquema elétrico isento de contaminação visual de fácil leitura e compreensão, essencial quando se trata de um sistema específico. 

Esquema parcial Bosch do sistema de injeção

Os diagramas são separados por páginas com 24 colunas de circuitos. Os símbolos podem ser interpretados genericamente, por exemplo: os componentes B1 e B2 são resistências variáveis em função da temperatura. Para saber função pertinente aos componentes é necessário consultar a legenda.

Vejamos a Legenda para alguns componentes:

B1 – Sensor de temperatura do líquido refrigerante

B2 – Sensor de temperatura e pressão do ar de admissão.

M1 – Motor da bomba elétrica de combustível

T1 – Bobina de Ignição

K1 – Relê da bomba elétrica de combustível.

X11 – Conector da unidade de comando

Como no modelo usado pela Volkswagen, algumas linhas estão seccionadas. O circuito da coluna 5 mostra que o fio ligado no borne 1 da válvula Y1 tem sequência no circuito 25, conectados às válvulas Y2...Y5 (como indicado no retângulo na coluna 3). O mesmo acontece com o fio na saída do fusível F1 que vai ligado ao componente B7 no circuito 35. Ou seja, este diagrama possui outra página (não ilustrado aqui) e algumas linhas terão sequência e poderão aparecer em várias páginas. 

Outra diferença que se nota é a alimentação do sistema, representada por duas linhas horizontais na parte superior e uma na inferior com a denominação de bornes, previsto na norma DIN.

30 – positivo direto da bateria

15 – positivo controlado pela chave de ignição

31 – negativo de bateria ou massa

Conclusão:

Vimos que são vastas as maneiras de representar o circuito elétrico de um veículo ou sistema, e nem foi mencionada outras tantas que existem por aí como a da "Ciclo Engenharia", "Dr. IE", etc. Embora haja muita semelhança entre as formas apresentada, sempre que necessário consulte a legenda adotada para compreender-las plenamente. 

Algumas dicas:
Não poupe esforço para compreender qualquer modelo, em algum momento vai necessitar e terá que usar o que está disponível. 
Dependendo da finalidade dê preferência aos esquemas elétricos simplificados para evitar uma longa sessão de interpretação. 
Se precisar refazer um chicote é conveniente ter o esquema detalhado da montadora. Afinal não existe nada pior que procurar um fio interrompido sem conhecer seu trajeto ou consertar um chicote que foi alterando em sua originalidade. 

Links relacionados:
Saiba como interpretar os diagramas elétricos parte 3
Bê-a-bá da ignicao eletrônica TSZi