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Como identificar se o problema é mecânico ou eletroeletrônico, o que devemos fazer? (sistema de controle de emissões)

Vamos apresentar de forma simples e didática quais os equipamentos podem ser utilizados, os testes e procedimentos realizados, a fim de identificar se a falha é mecânica ou eletroeletrônica.

Por Laerte Rabelo

Olá, caros leitores! Dando continuidade ao estudo e análise de falhas nos sistemas eletromecânicos que compõem o veículo, vamos nesta matéria abordar o funcionamento os tipos e as características de importante componente do sistema de controle de emissões  

Apresentaremos, em detalhes, as técnicas e estratégias de diagnóstico, assim como a utilização do osciloscópio para nos auxiliar na determinação da causa das anomalias presente nestes componentes de forma rápida e assertiva através da captura e interpretação dos sinais emitidos.  

1 - Sonda lambda pré-catalisador (limites máximos e mínimos de tensão) - O sensor de oxigênio (sensor O2) está encarregado de medir o conteúdo de oxigênio dos gases de escape. A capacidade de detectar oxigênio se produz quando esse sensor gera uma voltagem proporcional ao conteúdo nos gases de escape. Em outras palavras, se o conteúdo de oxigênio é baixo, a voltagem produzida é alta  (900 milivolts ou mistura rica de combustível) e se o conteúdo de oxigênio é alto, a voltagem é baixa (100 milivolts ou mistura pobre de combustível). Embora o sensor de oxigênio deve teoricamente ciclar entre 0,00 volts e 1,00 volts, na prática a ciclagem ocorre entre 100 milivolts e  900 milivolts. Estes são os pontos para analisar qualquer sensor de oxigênio. 

Em plena capacidade este sensor deve no mínimo chegar a 800 milivots ou mais de amplitude. E de forma similar chegar a 100 milivolts ou menos em sua menor amplitude, ou seja, pelo menos ele deve ciclar entre 100 milivolts e 800 milivolts durante seu funcionamento regular.  

1.1 - Condições para a realização dos testes da sonda lambda – pré-catalisador quanto à frequência e amplitude do sinal. - É imprescindível a análise do sinal do sensor em marcha lenta como também a 2000 RPM em um intervalo de tempo entre 15 a 20 segundos para aquecer o sensor caso este não tenha resistência de aquecimento, assim como para enriquecer e empobrecer a mistura forçando a sonda a comutar de mistura pobre a rica, de forma a viabilizar a análise de sua resposta.  

Com estas primeiras informações já podemos realizar alguns diagnósticos de falhas.  

 Por exemplo, a figura 1 mostra o funcionamento regular de um sonda lambda pré-catalisador. 

A linhas verdes exibem os limites máximos e mínimos do sinal, evidenciando rapidamente que o sinal está dentro dos parâmetros de funcionamento regular.  

Já a figura 2 exibe um sinal defeituoso, pois observamos que em momentos específicos o sinal chega a valores abaixo de zero, mostrando que a sonda está com funcionamento irregular. 

E na figura 3, temos um caso específico de range limitado de oscilação da sonda. Observem que ela fica praticamente oscilando em torno de 450 milivolts, o que evidencia falha na sonda. Neste caso em particular foi devido à contaminação por combustível, identificado pela presença de fuligem preta na mesma, provavelmente oriundo de uma mistura muito rica. 

2 - Temperatura de ativação da sonda pré – catalisador - O funcionamento em plena capacidade da sonda ocorre com temperaturas em torno de 350 graus celsius. Esta temperatura será atingida de duas maneiras: através do calor gerado pelos gases de escape, no caso de sonda lambda que não tem resistência de aquecimento, figura 4, ou através do aquecedor da sonda, identificada por um conector de 4 fios, figura 5, neste último caso a temperatura é atingida geralmente dentro de 4 segundos após a partida do veículo.  

 

Esta informação é fundamental para o diagnóstico da sonda tanto com aquecedor como sem aquecedor, mas com testes distintos para cada uma delas. 

Se por um lado temos uma sonda equipada com resistência de aquecimento observa-se via scanner que ela está inativa, identificado pela falta de oscilação desta mesmo com o motor sendo acelerado alterando o teor da mistura. 

Iniciaríamos o diagnóstico verificando a presença de algum código de falha através do scanner, figura 6, e a partir daí analisar a integridade do fusível que protege o circuito do aquecedor, assim como a continuidade do chicote que liga a central de controle do motor à resistência de aquecimento. 

Por outro lado se a mesma situação ocorre com uma sonda sem resistência de aquecimento, os testes a serem realizados serão totalmente diferentes.  

Neste contexto, uma entrevista consultiva com o cliente é imprescindível, pois se caso o veículo tenha passado por alguma manutenção na qual o proprietário autorizou a remoção da válvula termostática devido a superaquecimento do motor causado por seu travamento (procedimento errado, mas infelizmente muito praticado por mecânicos sem informação técnica, que ao final prejudica e até danifica gravemente o motor do veículo) a temperatura de ativação da sonda não será atingida, ou se caso for, só ocorrerá após um longo tempo de funcionamento do motor, acarretando baixo desempenho do motor, consumo excessivo de combustível, marcha lenta irregular, dentre outros, pois com a remoção da válvula termostática o motor irá trabalhar com uma temperatura abaixo da especificada pelo fabricante e, desta forma, a sonda ficará inoperante.  

Caso o técnico não tenha essa informação irá presumir que a sonda está com defeito, substituirá por outra que permanecerá da mesma forma inativa, causando um mal-estar e uma grande confusão na cabeça do reparador. 

Outro ponto importante no que diz respeito a veículos que utilizam sonda lambda sem resistência de aquecimento, como por exemplo, o veículo Chevrolet Corsa ano 1995, é ser bastante comum a realização, feita por mecânicos mal informados, de  adaptações no termo- interruptor, figura 7, também conhecido como “cebolão“, para que o motor do veículo trabalhe mais frio, ocasionando os mesmos sintomas que a remoção da válvula termostática do sistema de arrefecimento, deixando a sonda inoperante e da mesma forma, ocasiona baixo desempenho e consumo excessivo de combustível. 

Ainda neste contexto, o reparador deve dar uma atenção especial à aplicação correta do sensor de temperatura, figura 8, pois a central utiliza esse parâmetro para calcular o tempo de injeção, avanço de ignição e ajuste da marcha lenta, fatores que têm uma influência direta com a temperatura de ativação da sonda, caso haja uma aplicação errada do sensor de temperatura, essa temperatura poderá demorar a ser atingida, ocasionando os problemas já citados anteriormente. 

Para identificar uma aplicação errada do sensor o técnico deve utilizar-se de um termômetro e comparar a temperatura do fluido de arrefecimento com a temperatura informada pelo sensor através do scanner, caso tenha uma diferença entre elas é um forte indício de aplicação errada. O procedimento correto é a utilização do catálogo de peças a fim de identificar aplicação correta para o veículo em questão. 

3 - Tempo de resposta da sonda lambda pré-catalisador - A sonda lambda pré-catalisador deve oscilar de mistura rica para mistura pobre em aproximadamente 300 milissegundos, ou seja, em um período de 1 segundo ou frequência de 1Hz a central de injeção irá realizar três contagens cruzadas (cross counts) de 450 milivolts significando que o sistema de controle de combustível está funcionando bem.  

Por exemplo, ao analisar a figura 9, podemos perceber que esta sonda está com uma resposta “lenta” identificada por apenas uma oscilação no período de 1 segundo, já que nossa base de tempo está em 200 milissegundos. 

 

Já a figura 10 nos apresenta o sinal de uma sonda em perfeito estado, observem a quantidade de contagens cruzadas (cross counts) no período  de 1 segundo identificado pelos marcadores em vermelho. 

4 - Informações importantes sobre o funcionamento da Sonda Lambda - Contrariamente ao que muitos acreditam, a sonda lambda não cicla ou comuta de mistura rica para pobre ou vice-versa por si só. A ciclagem do sensor é o resultado do controle da mistura realizada pela central de controle do motor (ECU).  

Cada vez que a sonda lambda cruza os 450 milivolts o sistema está em circuito fechado. Isso evidencia para a central de controle do motor que o sensor está respondendo e funcionando bem. 

A comutação ou ciclagem correta da sonda lambda determina a operação correta do catalisador, pois este necessita da ciclagem correta da sonda lambda em termos de amplitude de sinal e frequência de oscilação, para funcionar com plena eficiência.  

 Uma sonda que apresenta resposta de sinal constante em torno de 800 milivolts não necessariamente quer dizer que a mistura está constantemente rica, isso pode ser causado por problemas na válvula de recirculação de gases do escape (EGR) que se reflete na sonda lambda com tensão alta ou mistura rica.  

Algumas fabricantes utilizam o valor de 450milivolts como referência para indicar falta de massa do sensor ou que o cabo de sinal está partido. Por exemplo: se ao observar o parâmetro de funcionamento da sonda lambda via scanner e ver um valor fixo em torno de 450 milivolts, será um indicativo destas possíveis falhas no circuito elétrico do sensor.  

Caro reparador, espero ter contribuído com estas informações para facilitar o diagnóstico de falhas deste sensor que muitas vezes é substituído mas que na verdade apenas indica  falhas em outros componentes do veículo. Desta forma é bom analisar com bastante critério todos os pontos destacados antes de substituir este componente. - Até a próxima! 

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