Alimentação da injeção eletrônica e seus defeitos

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Alimentação da injeção eletrônica e seus defeitos

  1. 1. 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.
  2. 2. 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. Power latch na prática Certamente você já deve ter ouvido falar sobre “power latch” (trava fonte de alimentação) nos sistemas automotivos! Não, isso quer dizer que ao desligar a chave de ignição os sistemas de injeção mais recentes se mantêm, temporariamente, autoalimentados. Durante este tempo, que varia conforme o sistema de alguns segundos a 50 minutos, se ativa processamentos adicionais para atualizar a memória EEPROM ou flash EPROM com os parâmetros autoadaptativos referentes aos subsistemas, como: a adaptação Lambda, rotação da marcha lenta, avanço da ignição, posição da borboleta aceleradora, pedal acelerador, sistema evaporativo, EGR, etc. Na prática este processo automático não deve ser interrompido, assim sempre que for necessário cortar a alimentação, como por exemplo: desligar a bateria, retirar o relé ou fusível do sistema de injeção, ou remover o conector da unidade de comando, se deve aguardar sua finalização. Caso contrário poderá ocorrer erros que vão causar oscilações da rotação de marcha lenta, ou gravar erros, ou até impedir o funcionamento do motor, entre outras, sendo necessário o uso do scanner para reabilitar as funções afetadas. Autoelétricas e outras oficinas que não são especializadas em injeção evitarão tais inconvenientes ao obedecer este princípio.
  3. 3. A figura acima mostra a medição simultânea, com multímetros gráficos, da linha 15 e da alimentação de +5 V na UCM. Notem, desligado a chave de ignição, a alimentação da UCM fica travada por mais 20 segundos (duração do power latch), antes de se desligar por completo. Para saber se o sistema possui ou está terminado o processo de power latch, meça a tensão na saída do circuito de +5 V da unidade de comando de injeção ou em um dos componentes alimentados com esta fonte. A sua existência é indicada pelo retardo no corte da fonte de +5 V após o desligamento da ignição. 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.
  4. 4. 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 Ignição eletrônica transistorizada TSZi Os leitores que acompanham os comentários do blog podem perceber que a idéia central é a incessante busca por melhorar a desempenho da ignição seja para um carro antigo ou um “fora de série”. Entretanto, entender certos detalhes e limitações de cada sistema é primordial para obter os resultados esperados. A ignição eletrônica transistorizada TSZi, fabricado pela Bosch, certamente é um dos sistemas mais populares, ainda hoje. Com este tópico vou abordar elementos importantíssimos, tendo como base o módulo TSZi com final 004 e bobina de ignição final KW067 da Bosch, cuja informação é vital para o domínio de qualquer sistema de ignição. Afirmar que a bobina de ignição alcança 28.000 V só é verdadeiro sob certas condições, pois os valores reais em um veículo são afetados pela instalação elétrica, qualidade e o estado da isolação dos cabos, velas, rotor e tampa do distribuidor, tensão do alternador/bateria, rotação do motor, como verá a seguir. No esquema elétrico acima, recomendado para este sistema, temos o transistor do módulo na função de chave para ligar e desligar a bobina sob comando do sensor do distribuidor, e funcionalidades do módulo. A corrente máxima que circula no enrolamento primário da bobina é limitada pelo pré-resistor, pela queda de tensão no transistor e no chicote elétrico.
  5. 5. Assim a corrente circulante é suportável para a bobina, ao manter a ignição ligada com o motor parado, já que neste sistema não está previsto o desligamento automático do transistor sob esta condição. Durante a partida a tensão da bateria cai cerca de até 3,5 Volts. Para que não haja prejuízo na geração de alta tensão, com a baixa circulação de corrente no primário da bobina, um contato auxiliar inserido na chave magnética do motor de partida (borne 15 a) faz uma ponte entre o positivo da bateria e borne de alimentação 15 da bobina, anulando o pré- resistor. Sem este componente o motor não “pegaria” em condições mais desfavoráveis, como por exemplo, com baixa temperatura. Caso não exista contato auxiliar no motor de partida, é necessário usar um relê auxiliar comandado pela linha 50, de modo a alimentar o borne 15 da bobina com a tensão direta da bateria. Com o motor funcionando, a corrente no enrolamento primário da bobina aumenta proporcionalmente ao aumento de tensão imposto pelo alternador, cerca de 2 Volts, proporcionando maior rendimento de alta tensão no secundário da bobina. O oscilograma a seguir mostra a evolução da tensão no borne 15 e borne 1 da bobina de ignição. Em destaque está o valor obtido no final do ciclo, momento de abertura do transistor, aprox. 7,5 Volts no borne 15 é 1,5 Volts no borne 1. Tensão borne 15 e borne 1, TSZi Além disso, temos que considerar as características construtivas do módulo, cujo tempo de conexão da bobina (duty cycle - ciclo ativo ou de trabalho) varia de acordo com a rotação do motor, veja tabela abaixo. Rotação motor 4 cil. (rpm) 900 1800 2700 3600 4800 6000 Ciclo ativo (milissegundos) 15,60 8,30 5,40 4,04 3,00 2,50 Em alta rotação o ciclo ativo é mais curto. Como visto em outras matérias do blog, ciclos ativos curtos significam correntes primárias mais baixas, que por sua vez reduz o nível de alta tensão no secundário da bobina. Os oscilogramas abaixo ilustram o nível de alta tensão médio gerados pelo sistema TSZi com módulo 004 x bobina 067, com carga resistiva de 1,18 MOhms no secundário e tensão de alimentação de 11,8 V. A tensão máxima decresce com o aumento da rotação. A duração do impulso de alta tensão é cerca de 175 s (microssegundo).
  6. 6. Pulso de alta tensão com carga de resistiva. 18kV, 4940 rpm, alimentação 11,8 V Nas medições efetuadas aqui se estima que cada Volt no primário diminua ou aumenta em torno de 3 kV a tensão do secundário. Por exemplo, no primeiro oscilograma temos 22,3 kV a 900 rpm com tensão de alimentação de 11,8 Volts. Com uma tensão de alimentação de 13,8 V teríamos um rendimento maior, em torno de 28,3 kV. Já durante a partida uma queda de 3,5 V na alimentação resultaria uma perda 10,5 kV, ou seja, a bobina alcançaria cerca de 18 kV. Já sem o auxiliar de partida isto poderia cair para 12 kV e seria insuficiente para saltar faísca na vela, conforme o caso. Espero que esta matéria apóie alguns comentários enviados pelos leitores, e também, contribua para construir a base de entendimento dos sistemas de ignição. Esquema elétrico da ignição eletrônica transistorizada - Bosch TSZ-i Terminal 1: Distribuidor Terminal 2: Distribuidor Terminal 3: Livre Terminal 4: Positivo via comutador e terminal 15 da bobina Terminal 5: Terra Terminal 6: Terminal 1 da bobina Esquema elétrico do sistema de ignição eletrônica transistorizada:
  7. 7. As ligações seguem abaixo: Terminal 1 - Distribuidor Terminal 2 - Distribuidor Terminal 3 - Livre Terminal 4 - Linha 15 (positivo via chave) Terminal 5 - Terra Terminal 6 - Linha 1 (negativo da bobina) Este sistema, fabricado pela Bosch é denominado TSZ-i (sistema de ignição indutiva transistorizada). Possui uma unidade de comando com 6 terminais, sendo um normalmente livre (pino 3). Observação: A ordem da ligação dos terminais 1 e 2 dependem do sentido de rotação do eixo do distribuidor. O resistor no circuito é necessário, para que seja produzida uma queda de tensão na bobina em torno de 8 volts. Disposição dos terminais e a ligação dos sistemas de ignição eletrônica de 5, 6 e 7 pinos e também a do sistema Hall. Sistema de ignição mini (5 terminais)
  8. 8. Sistema de ignição transistorizada TSZ-i (6 terminais) Sistema de ignição eletrônica TSZ-i com ccr (7 terminais)
  9. 9. Sistema de ignição por efeito Hall- TZH (7 terminais) Gol GL 1.8

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