Vamos compreender a forma de onda dos transdutores automotivos e aprimorar os diagnósticos

Transdutor de variação de pulsos na marcha lenta 

No diagnóstico com transdutores, seja ele de vácuo ou pressão, é muito importante o sinal de rotação. O sinal de rotação é a referência para os transdutores, sem ele não temos a referência da posição do pistão no interior do cilindro.

Muitos usam o tempo de réguas no osciloscópio, mas a medição por tempo é um pouco menos precisa pois estamos falando de tempo em milissegundos e o motor trabalha em graus e o grau do motor não tem relação com o tempo. Podemos ter entre os quatros tempos do motor uma das fases com menos tempo, mas com 180° graus.

Como exemplo vamos pensar no motor em marcha lenta com um ciclo de 720° graus e esse ciclo dura 120 milissegundos, cada fase do motor que são 4, obtendo a divisão igual para cada fase, esta corresponderá a 30 milissegundos. Se colocar a forma de onda desse motor no gabarito todos os pontos de 180° graus correspondentes ao PMS e PMI irão coincidir perfeitamente cada fase com 30 milissegundos.

Agora vamos imaginar que este mesmo motor esteja com um funcionamento irregular, com isso os tempos não serão todos de 30ms, mas ainda continua sendo de 180° graus. Com o sinal do sensor de rotação “CKP” a possibilidade de erro é descartada, logo ele está fixado ao eixo e acompanha os graus da engrenagem independente variação da frequência de rotação. 

O ponto AA indica à abertura da válvula de admissão, e coincide com o dente 11 da roda fônica. O ponto FE indica o fechamento da válvula de escape e coincide com o dente 17 da roda fônica.

Entre os dentes 11 e o 17, temos o dente 14 que indica o PMS. Como sabemos o PMS do motor está entre o cruzamento da abertura da válvula de admissão e o fechamento da válvula de escape.

Temos também um ponto indicado pelo dente 34 referente ao ponto de maior vácuo da forma de onda. Outro ponto importante na análise da forma de onda de vácuo é o ponto FA que coincide com o dente 54,que indica o fechamento da válvula de admissão.

Este pico referente ao fechamento da válvula de admissão nunca pode ser superior ao pico de fechamento da válvula de escape, caso isso venha a ocorrer é sinal de problema no motor. Na figura 2 temos o sinal do transdutor de vácuo e sinal de rotação do motor “CKP”.

Transdutor de variação de pulsos na partida 

Na figura 3 temos sinal de vácuo durante o período de arranque do motor, veja como o sinal de vácuo na partida é diferente do sinal em marcha lenta. Nesta condição o transdutor de vácuo se encontra com um certo atraso no sinal, principalmente na posição de 90 graus do curso do pistão.

Com a captura do sinal do transdutor na partida a velocidade angular do motor é menor, logo o atraso também será menor, por isso o sinal na partida tem uma melhor precisão do que em marcha lenta, apesar de ter uma interpretação diferente.

O dente 11 indica a abertura da válvula de admissão, o dente 16 o fechamento da válvula de escape, e o dente 14 o PMS. O dente 29 indica a posição de 90° graus e o ponto de maior vácuo devido ao maior deslocamento do pistão no interior do cilindro. 

Transdutor de pressão 

Podemos dizer que esta é uma forma de onda padrão figura 4, para a sua captura o motor deve estar funcionando em marcha lenta e com a temperatura normal de trabalho.

Também devemos considerar que nesta condição o motor está com um cilindro a menos, pois o cilindro a que está conectado o transdutor está desativado, com isso toda a carga do motor será alterada, “pressão do coletor será maior que a normal” esta forma de onda deve ter um ciclo completo do motor, ou seja, duas voltas completas.

Nosmotores que trabalham com 950 RPM na marcha lenta, cada giro de 360° graus do motor tem um tempo de 63 ms. Como o ciclo do motor tem 720° graus o tempo para um ciclo completo do motor será de 126 ms, esse será o tempo mínimo para a captura dessa forma de onda.

Como a tela do osciloscópio tem 10 divisões na horizontal, deve se usar um tempo de 20 ms por divisão resultando em um tempo de tela de 200 ms. Com esse tempo a imagem vai se enquadrar dentro da tela com espaço suficiente para uma boa análise. 

Configuração da tensão do transdutor de pressão 

 Para esta captura, deve se usar uma tensão de 1 volts por divisão, uma vez que a tensão máxima do transdutor é de 5 volts. Obs.: o zero do transdutor não é o zero do canal do osciloscópio, por isso, assim que alimentamos o transdutor através da tensão da bateria, a tensão na saída do transdutor fica entre 750 a 850mv.

Esse valor depende da pressão atmosférica local. Esse valor será seu zero de referência com relação à pressão atmosférica, uma vez que esse transdutor é um transdutor de pressão absoluta. Esse ponto zero de referência está indicado na imagem por uma seta azul seguida de uma linha azul.

O que está acima da linha é pressão positiva, e o que está abaixo da linha é pressão negativa (vácuo), por isso se você não determinar esse zero antes de iniciar a captura, ficará sem referência com relação à pressão atmosférica e poderá ser induzido a um erro durante a análise da forma de onda.

Sem essa referência de zero, você não consegue determinar a pressão de escape, por exemplo. Você não consegue saber o valor de vácuo, porque todos os valores, tanto de pressão como de vácuo serão em relação a este zero que se deve marcar antes de iniciar a captura. 

A aplicação de transdutores no motor de combustão interna é de suma importância o domínio em osciloscópios, saber como configurar as tensões e base de tempo irá facilitar muito a coleta de imagens, bem como ter conhecimento profundo no motor irá facilitar o entendimento dos fenômenos capturados pelos transdutores aplicado ao ciclo OTTO. Referência do artigo ao Mestre Paulo Jovino.