Pular para o conteúdo

Aplicação da compressão relativa e transdutores em motores V8

maio 30, 2021

Nesta matéria vamos apresentar de forma didática a aplicação da compressão relativa bem como a utilização dos transdutores de pressão para diagnosticar falhas de combustão em motores de 8 cilindros em V

E para comprovar a assertividade das estratégias aqui apresentadas, vamos mostrar um caso de estudo com o passo a passo dos testes executados, combinando teoria e prática a fim de realizar o diagnóstico de forma eficaz no menor tempo possível. 

Introdução à Compressão Relativa – É uma técnica de diagnóstico muito útil e rápida de se realizar, tomando os devidos cuidados é uma verdadeira mão não roda para o reparador que utiliza o osciloscópio como ferramenta de diagnóstico. É considerado por muitos técnicos experientes o primeiro teste a ser realizado, pois a partir dele conseguimos saber como está a saúde da parte mecânica do motor. 

Desta forma, vamos agora explicar os tipos, instrumentação, cuidados, realização do teste e intepretação dos sinais obtidos.

Tipos – O teste de compressão relativa pode ser realizado tanto observando a variação de tensão bem como o consumo de corrente da bateria no momento da partida, a análise do sinal muda totalmente dependendo de qual grandeza elétrica será utilizada durante o teste. 

Nas próximas linhas vamos detalhar cada um deles com o intuito de capacitá-lo nessas duas técnicas.

Compressão Relativa por queda de tensão da bateria 

Consiste basicamente na análise da queda de tensão da bateria no momento da partida. 

Dito isto, vamos agora falar do racional por trás desta verificação.

É do conhecimento de todos que no momento da partida o motor de partida terá que vencer a compressão da mistura ar/combustível que ocorre em cada cilindro. 

Para vencer essa resistência o motor de partida irá consumir mais energia, o que causa uma queda de tensão na bateria, assim, toda vez que ocorrer essa queda de tensão sabemos que estamos diante do tempo de compressão em algum cilindro do motor, ou seja, quanto maior a compressão maior será a queda de tensão. 

Comparando as quedas de tensões sucessivas através do osciloscópio, saberemos se há algum cilindro com menor compressão em relação aos demais, e desta forma, podemos identificar possíveis problemas mecânicos. 

Dependendo de sua afinidade e experiência com o uso do osciloscópio e suas diversas funções, poderá utilizar outro canal como referência para identificar o cilindro que está com uma compressão menor, por exemplo. 

De forma geral, usa-se o sinal de ignição do primeiro cilindro como referência, pois sabendo-se da sequência de ignição do motor sob análise pode-se identificar qual o cilindro problemático.

Por exemplo, se em sua oficina você está analisando um motor 4 cilindros em linha que tem como ordem de ignição os cilindros 1-3-4-2, ao usar o primeiro cilindro como referência fica fácil saber que as próximas quedas de tensão no gráfico corresponderão aos cilindros 3-4-2. 

Para tornar a explicação mais prática veja o resultado de uma captura de compressão relativa. 

Observem na figura que no momento da partida a tensão da bateria cai para 8,9V, pois nesse momento o motor de partida está vencendo a inércia do motor, a queda de tensão seguinte foi de aproximadamente 10V. Estas quedas de tensões iniciais devem ser desconsideradas pois correspondem às primeiras rotações do motor. 

Para escopo do teste deve-se considerar as quedas de tensões após a estabilização da rotação do motor, assim, constatamos que as demais quedas de tensão, parte inferior do gráfico, estão bem uniformes, o que significa que os cilindros estão com suas pressões de compressão com valores bem aproximados.

Se o técnico decidir ter uma melhor visualização do oscilograma deve escolher a opção de tensão alternada ou acoplamento AC, pois permite um melhor enquadramento do sinal.

Ao analisar a figura 2, vemos que conseguimos uma melhor visualização dos detalhes do sinal, observamos ainda que os pontos em destaque reforçam que devemos, na análise por queda de tensão, desconsiderar as primeiras rotações do motor e observar a parte inferior do oscilograma.

Compressão Relativa por consumo de corrente elétrica 

Esse método por sua vez, por mais que tenha o mesmo objetivo do teste por queda de tensão, é considerado mais assertivo, pois ao utilizar o consumo de corrente do motor de partida como parâmetro, está menos sujeito a interferência de outros consumidores, pois como sabemos o consumo de corrente do motor de partida é muito superior à dos demais componentes.

Nesse tipo de verificação, devemos observar a parte superior do oscilograma, pois no momento do tempo de compressão há um maior esforço do motor de partida e com isso um maior consumo de corrente elétrica, desta forma, quanto maior a compressão maior será o consumo de corrente e da mesma forma da análise por queda de tensão podemos comparar o valor de corrente de cada cilindro e identificar o estado da parte mecânica do motor.

Para realizar essa captura é necessário a aplicação de um alicate amperímetro específico para esta aplicação.

No exemplo da figura temos um modelo Hantek CC-650 que tem capacidade de leitura de corrente de até 650 A, possui dois modos de seleção, dependendo basicamente do valor de corrente que será lida. 

A primeira opção é 1mv/100mA, essa posição é indicada para correntes entre 100mA a 20 A.

A segunda posição,1mV/1 A, por sua vez, é apropriada para leituras entre 1 A a 200 A ou superior, chegando ao máximo de 650 A, que é sua capacidade máxima de corrente.

Feita as devidas explicações de instrumentação, vamos agora para a análise da compressão relativa por corrente. Veja na imagem a característica deste tipo de captura.

De forma análoga ao da compressão por queda de tensão, devemos desconsiderar as primeiras rotações. Observe que a corrente consumida para vencer a inércia do motor chegou a 384 A, e após a estabilização da rotação do motor ficou em aproximadamente 136 A para todos os cilindros, garantindo assim que todos estão com seu valor de pressão de compressão bem equivalentes. 

Vale destacar que nesse tipo de verificação devemos observar a parte superior do gráfico, pois é nesse ponto que vemos a corrente máxima consumida, ou seja, nosso objeto de estudo.

Ainda analisando a figura 4 vemos que a linha tracejada mostra que há uma regularidade no valor de consumo de corrente em todos os cilindros.

Cuidados antes do teste de compressão Relativa:

• Bateria em perfeito estado;
• Motor em temperatura operacional;
• Injetores e bobinas desligadas;
• Borboleta totalmente aberta.

Agora chegou o momento de conhecermos o transdutor de pressão de forma a compreendermos sua valiosa aplicação no diagnóstico dos componentes mecânicos e eletroeletrônicos do motor. 

Transdutor de pressão – Consiste, basicamente, de um componente que transforma variações de pressão em sinais elétricos. Pode ser utilizado para verificar variações de pressão em vários pontos do veículo, por exemplo, no coletor de admissão, no cárter, no cilindro do motor e, por fim, no escapamento. Bastante útil para a verificação e análise de componentes mecânicos e eletromecânicos do motor, como bicos injetores, válvulas, anéis de segmento, comando de válvulas, cabeçote, dentre outros, evitando assim a desmontagem parcial ou total do motor. Veja um exemplo de transdutores comercializados no Brasil. 

Para mostrar as diferentes aplicações do transdutor de pressão no veículo exibiremos exemplos de oscilogramas resultantes de capturas em diferentes pontos do veículo.

A imagem mostra o resultado da captura utilizando o transdutor no coletor de admissão.

Já a figura 7 exibe o oscilograma da pressão do cárter com o transdutor instalado no local da vareta de verificação do nível de óleo. 

A figura 8, por sua vez, apresenta o resultado da captura realizada com o transdutor instalado no escapamento do veículo.

E por fim, e não menos importante temos a figura 9, que mostra o resultado da verificação da pressão do cilindro do motor, com o transdutor instalado no lugar da vela de ignição.

A intepretação de cada oscilograma apresentado requer um tempo de estudo e dedicação por parte do reparador. 

Para o objetivo dessa matéria vamos nos aprofundar na aplicação do transdutor de pressão no coletor de admissão.

Após essa breve explicação sobre compressão relativa e transdutores vamos enfim para nosso caso de estudo, que colocará em prática alguns conceitos apresentados até aqui.

Estudo de Caso

Aplicação da compressão relativa por corrente e transdutor de pressão na admissão em um veículo equipado com um motor 5.3L com 8 cilindros em V, que apresentava um código de falhas P0306, ou seja, falha de combustão no 6. cilindro.

Diante da situação o primeiro passo foi a realização do teste de compressão relativa. 

Como o código de falha se referia ao cilindro 6, era fundamental a identificação de cada cilindro no oscilograma, assim, foi utilizado outro canal com o sinal de ignição do cilindro 1 para servir como referência, conforme mostra o resultado da captura. 

Ao observar o resultado do teste vemos que o canal A em azul representa o teste de compressão relativa por corrente, já o canal B em vermelho corresponde o sinal de ignição do primeiro cilindro.

Analisando atentamente as informações contidas nesta captura, vemos uma ausência de consumo de corrente em pontos específicos do oscilograma que se repetem regularmente, ou seja, existe um cilindro que não apresenta compressão. 

Para saber qual cilindro apresenta essa falha devemos antes de mais nada saber qual a sequência de ignição desse motor, assim, acessando a literatura técnica, na imagem foi identificada a seguinte sequência: 1-8-7-2-6-5-4-3. 

Desta forma e sem perda de tempo, foi realizada a identificação do cilindro sem compressão como exibe a imagem.

Alinhado com o código de falhas P0306, que informa falha de combustão no cilindro 6, o teste com osciloscópio confirma que não há pressão de compressão nesse cilindro, ou seja, confirmamos onde está a falha.

O próximo passo é identificar qual a origem dessa anomalia – Para tanto, foi utilizado um outro canal do osciloscópio para capturar as variações de pressão do coletor utilizando o transdutor de pressão a fim de identificar algum problema na admissão do ar e combustível que porventura estaria ocasionando a falta de compressão. 

O sinal em azul corresponde à compressão relativa, já o sinal verde corresponde às variações de pressão do coletor, essa verificação foi realizada durante a partida do motor.

Observem ainda que temos um gabarito que mostra o tempo motor que cada cilindro está realizando em cada ponto específico da variação de pressão do coletor. 

Explicando o resultado dessa análise temos o seguinte: 

•  O cilindro 6 não apresenta o vácuo característico do tempo de admissão, ou seja, não admitiu a mistura ar/combustível, provavelmente por falta de abertura da válvula de admissão.

•  Como a mistura ar/combustível não entrou dentro do cilindro, durante o tempo de admissão, na sequência do movimento quando o pistão foi em direção ao ponto morto superior para fazer o tempo de compressão, não apresentou nenhum “peso” ou resistência, assim o motor de partida movimentou o motor sem nenhum esforço, isso explica a falta de consumo de corrente elétrica nesse instante.

Mas como sabemos que o cilindro 6 estava fazendo o tempo de admissão?

A resposta é simples. Com a utilização do gabarito fica fácil identificar o que cada cilindro está fazendo em cada ponto do oscilograma. 

Para tornar mais fácil o entendimento, veja que temos diferentes cores e letras nos vários retângulos que compõem o gabarito:

A letra P – corresponde ao tempo de combustão;

A letra I – Indica o tempo de admissão;

A letra C – refere-se ao tempo de compressão;

A letra E – identifica o tempo de escapamento.

A fim de não deixar nenhuma dúvida ao caro leitor, apresento a figura 14, que identifica por meio de setas o que cada cilindro está fazendo nos pontos específicos dos oscilogramas de compressão relativa e de pressão do cilindro. 

Veja que enquanto o cilindro 1 está fazendo combustão, o cilindro 6 está no tempo de admissão. Continuando no mesmo raciocínio, vemos que enquanto o cilindro 8 começa a combustão o cilindro 5 inicia a admissão e, assim, conseguimos identificar o tempo motor de cada cilindro, desta forma, fica bem fácil identificar onde está ocorrendo a anomalia.

Nesse momento pode surgir uma dúvida por parte dos amigos reparadores: Por que o vácuo gerado pelo cilindro 5 é maior que os demais? Isso é outra falha?

Para responder a essa pergunta temos que ter uma visão geral do funcionamento do motor. 

Ora, se o tempo de queima desse motor é: 1-8-7-2-6-5-4-3, fica claro que o vácuo do cilindro 5 no momento da admissão dependerá do funcionamento do cilindro anterior, ou seja, cilindro 6, que neste caso não promoveu nenhuma resistência ao movimento do motor de partida e, assim, não houve queda na rotação do motor.

Desta forma, ao chegar no tempo de admissão do cilindro 5 o motor estava com uma rotação superior aos demais cilindros o que, por consequência, aumentará o vácuo gerado por esse cilindro, ou seja, esse maior vácuo não corresponde à falha, é resultado da dinâmica de funcionamento do motor com a anomalia presente no cilindro 6.

O próximo passo seria confirmar manualmente a falta de abertura da válvula de admissão do cilindro 6. 

Ao ser realizar o teste movimentando o motor manualmente, constatou-se que realmente a válvula não abria, o que confirmava a suspeita. 

Faltava agora identificar o componente que estava causando essa falha.

Após uma inspeção visual e desmontagem parcial do motor, foi identificado que o tucho hidráulico, figura 15, estava com falha em seu funcionamento, não acionando a abertura da válvula de admissão.

Ao substituir o componente defeituoso foi realizada uma nova captura de compressão relativa evidenciando a eficácia do diagnóstico. A imagem exibe o oscilograma com o motor em perfeito funcionamento.

Ao visualizar a parte superior do sinal, vemos que todos os cilindros exigem o aumento de consumo de corrente do motor de partida, ou seja, apresentam pressão de compressão equivalentes.

Ficou alguma dúvida sobre o caso de estudo? Ou quer saber mais detalhes sobre o assunto, envie um e-mail para laertefilhorabelo@gmail.com que lhe retornaremos o mais rápido possível. 

Até a próxima!!!! 

From → Uncategorized

Comentários encerrados.

%d blogueiros gostam disto: