Tecnologias para o Diagnóstico Automotivo – Teste de Compressão Relativa e de Balanceamento de Cilindro

testes de falha mecânica em carros

A criação de novas tecnologias para os veículos exige que o profissional mecânico se atualize e se prepare para a manutenção

É possível dizer que uma das maiores e mais interessantes aplicações da Tecnologia se encontra na indústria automotiva. Nesse setor, as montadoras investem muito, a fim de equipar seus veículos com o que há de mais moderno em sistemas eletrônicos para proporcionar aos ocupantes conforto, segurança e entretenimento.

Com o advento do Sistema de Injeção Eletrônica de combustível computadorizado, na década de 70, a Bosch revolucionou o mercado. A ação da empresa possibilitou o controle simultâneo da injeção de combustível e a ignição, aproveitando sensores em comum e permitindo que ambos funcionassem em perfeita harmonia e sincronismo.

A partir daí, outros sistemas automotivos como freios, conforto e entretenimento, conectividade, gerenciamento de energia, dentre outros, foram beneficiados com a evolução da eletrônica embarcada. Tudo isso levou ao desenvolvimento de motores menores, mas com melhor aproveitamento.

Atualmente, um veículo é totalmente controlado pela eletrônica, onde estão relacionados 90% das inovações, e não há limite para as tecnologias e para a imaginação, assim como os desafios futuros. Com o setor de manutenção automotiva isso não é diferente: os reparadores precisam se atualizar constantemente para acompanhar a evolução do mercado.

Diante de um mercado com veículos cada vez mais tecnológicos, foi necessária a criação de ferramentas compatíveis com essas novas tecnologias e que possibilitasse a leitura e interpretação dos parâmetros fornecidos pelos componentes eletroeletrônicos.

Assim, surgiram o scanner e o osciloscópio, duas ferramentas indispensáveis para uma oficina mecânica. Além do conhecimento sobre o funcionamento dos sistemas automotivos, essas ferramentas exigem que o reparador tenha domínio das técnicas de diagnóstico, com intuito de identificar a origem das falhas nos diversos sistemas que compõem o automóvel.

Defeito mecânico ou eletroeletrônico: como diferenciar?

Ao se deparar com uma anomalia veicular, um dos maiores desafios do técnico automotivo é identificar se a origem do problema é mecânica ou eletroeletrônica. Aí surgem algumas indagações.

Para facilitar a vida do reparador, alguns equipamentos como o Pico Scope 4425 de canais, utilizado pela equipe de pesquisa e desenvolvimento do Simplo, possuem um software específico para a identificação de falhas mecânicas e em componentes eletroeletrônicos.

Vamos conferir de uma forma didática como funciona a realização dos testes de compressão relativa (análise de falhas mecânicas) e balanceamento de cilindros (análise de falhas eletroeletrônicas).

Teste de Compressão Relativa

A maioria dos motores de combustão interna funciona com base em um ciclo de 4 tempos, cujo princípio é o ciclo termodinâmico Otto (motores movidos à gasolina, etanol ou GNV) e o ciclo termodinâmico Diesel (motores movidos à óleo Diesel).

Portanto, sua eficiência é baseada na variação de temperatura tanto no processo de compressão adiabática (não há troca de calor com o meio externo), quanto no processo de admissão da massa ar + combustível (ciclo Otto) e, ainda, somente ar (ciclo Diesel) com pressão constante.

Em outras palavras, para o motor de combustão interna trabalhar com eficiência ele deve estar com seus componentes móveis e fixos (válvulas, junta do cabeçote, anéis de segmento, cabeçote, dentre outros) em perfeito funcionamento.

O teste de Compressão Relativa consiste, basicamente, na análise da queda de tensão da bateria no momento da partida, causada pelo consumo de corrente do motor de partida ao movimentar o motor do veículo. Este consumo depende, especialmente, da qualidade da vedação de cada cilindro.

Ou seja, quanto melhor a vedação e o bom estado dos componentes mecânicos do motor, maior será a pressão de compressão e, consequentemente, maior o consumo de corrente utilizada pelo motor de partida, o que refletirá numa maior queda de tensão medida nos bornes da bateria.

Para realizá-lo o técnico automotivo deve estar de posse de um osciloscópio que faça a leitura de tensão alternada (acoplamento AC). Para capturar o sinal basta inserir as pontas de prova nos bornes positivo e negativo da bateria.

É preciso desconectar algum componente eletrônico vital para o funcionamento do motor (sensor de rotação, bicos injetores, rotação e fase, dentre outros), para que ele não comece a funcionar e, finalmente, escolher os valores adequados de tensão e tempo na tela do osciloscópio, para enquadramento vertical e horizontal do sinal respectivamente.

Confira o resultado da captura:

Analisando, detalhadamente, o sinal capturado, observamos a uniformidade da queda de tensão da bateria, atestando que os cilindros estão com pressões de compressão equivalentes. Durante a realização do teste de compressão relativa, o osciloscópio Pico Scope 4425 dispõe de um software específico que desenvolve um gráfico em forma de barras. O objetivo é facilitar a visualização do resultado da análise.

Com a utilização do software fica mais fácil identificar possíveis problemas mecânicos no motor e apresentar o diagnóstico necessário para o cliente.

Teste de Balanceamento de Cilindro

Sabemos que a rotação do motor não é constante. Temos a sensação de uma rotação estável por causa do contrabalanço presente na árvore de manivelas, volante do motor e outras tecnologias.

Imagine o momento em que o pistão chega ao PMS (ponto morto superior) e recebe a combustão da mistura. Se pudéssemos ver em câmera lenta, notaríamos que a descida do pistão proporciona um giro rápido do virabrequim e vai perdendo velocidade até que o outro cilindro na ordem de explosão repita o processo. Assim, o motor vai funcionando, ou seja, cada cilindro em seu tempo de combustão contribui para o funcionamento regular e suave do motor.

Para medir a contribuição que cada cilindro proporciona à potência total do motor também foram desenvolvidas inovações. Hoje, existe um teste que analisa a tensão gerada pelo alternador com o motor em funcionamento, pois a cada combustão nos cilindros é criado um sinal na tela da ferramenta de diagnóstico. Se temos uma boa combustão, o sinal tem uma amplitude maior, mas se a combustão for ineficiente teremos uma baixa amplitude do sinal.

A captura pode ser feita nos bornes positivo e negativo da bateria se a mesma for instalada próxima do alternador. Caso contrário, é aconselhável instalar as pontas de prova do osciloscópio diretamente no borne positivo (B+) do alternador e negativo da bateria ou massa do motor.

A figura abaixo mostra a tela do software e o resultado da verificação:

Analisando a imagem, vemos em sua parte superior as ondas de geração de energia do alternador resultantes da combustão de cada cilindro. Note que existe uma pequena oscilação (situação considerada normal), pois nenhum cilindro trabalha de forma idêntica aos demais.

O gráfico em barras da parte inferior (verde) mostra que o cilindro está contribuindo de forma satisfatória. Se houvessem problemas no processo de combustão, a cor mudaria para amarelo ou na pior das hipóteses apareceria em vermelho.

Já o retângulo em azul apresenta a variação da contribuição de cada cilindro. É importante lembrar que sempre ocorrerá essa variação, pois a combustão é dinâmica e depende do estado de diversos fatores e componentes, como bico injetor, pressão de compressão, velas, cabos e bobinas, entre outros.

A fim de mostrar o resultado do teste com cilindro e uma combustão deficiente, removemos o conector do bico injetor e executamos o software. A forma do sinal do alternador e o gráfico de barras ficam como demonstra a figura a seguir:

Observando tanto o gráfico em forma de barras, quanto o sinal de geração de energia do alternador, fica fácil identificar a ausência de combustão em um dos cilindros.

Esperamos que esse material tenha sido útil para você.

Até a próxima!

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