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Diagnóstico do Sistema Elétrico utilizando grandezas elétricas e instrumentos de medição

É do conhecimento de todos que os veículos a cada década aumentam exponencialmente a quantidade de sistemas, sensores e atuadores, exigindo dos reparadores constante atualização tecnológica

Neste contexto o método de tentativa e erro está praticamente inviável. Colocar uma peça para teste por colocar pode demandar mais tempo para a execução do serviço, além disso, há uma grande possibilidade de se realizar um diagnóstico mal sucedido ocasionando dentre outras coisas, o retorno do veículo à oficina, colocando em risco a credibilidade desta perante o cliente.

Desta forma, o domínio dos conhecimentos sobre as grandezas elétricas básicas como tensão, corrente e resistência elétrica, bem como das técnicas de utilização dos instrumentos de medição como o multímetro e alicate amperímetro, são de fundamental importância para a realização de diagnósticos dos sistemas eletroeletrônicos do veículo de forma rápida, precisa e eficaz.

Nesta matéria vamos apresentar os principais testes do sistema elétrico do veículo, destacando as técnicas, pontos de medição e valores de referência que variam de acordo com o sistema utilizado por cada fabricante.

1. Teste de tensão elétrica da bateria em repouso ou de circuito aberto
Um dos primeiros testes realizados em um veículo com suspeita de falha em seu sistema elétrico é o teste da tensão em repouso da bateria.  Para realizar este teste devemos inicialmente conhecer o multímetro quanto as suas partes principais para depois destacarmos sua configuração na realização deste teste. A figura 1 mostra as partes principais do multímetro.

Figura 1

Para a realização do teste de tensão ou voltagem da bateria em repouso (motor desligado), deve-se colocar a chave seletora em uma das posições de medição DCV, que são 200mV, 2V, 20V, 200V ou 600V, em nosso caso utilizaremos a escala 20V, pontas de prova preta no terminal COM e a ponta de prova vermelha, no terminal VVΩmA, como mostra a figura 2.

Figura 2

Em seguida, você deve conectar o multímetro sempre em paralelo à bateria, obtendo o valor de tensão no display do instrumento. Observe as figuras 3 e 4 que mostram a ligação desse instrumento à bateria.

A figura 5 mostra uma tabela que exibe a tensão da bateria versus sua carga em porcentagem, que poderá ser usada pelo reparador como referência para iniciar o diagnóstico.

Figura 5

Vale destacar que os valores acima são apenas indicativos, servindo apenas como referência do estado de carga da bateria, não se deve utilizá-los como parâmetro conclusivo, pois há ainda outros testes que devem ser realizados para se confirmar o diagnóstico.

Neste tipo de análise devemos ter uma atenção especial ao fato que o veículo ao chegar na oficina vem com sua bateria sendo recarregada pelo alternador, ao desligar o motor do veículo e, consequentemente o alternador, será criada uma tensão falsa ou superficial, devido à lenta atividade química a tensão da bateria demora um certo tempo para atingir a tensão de repouso real, que poderá enganar o reparador.

Desta forma, antes de se realizar o teste de bateria deve-se primeiro “consumir” a tensão superficial que está “camuflando” a tensão real da bateria, para tanto deve-se ligar os faróis do veículo, por 3 a 5 minutos aproximadamente, passado esse tempo, anote o valor de tensão e compare com a tabela, depois que descobrir qual a porcentagem de carga da bateria, o reparador poderá obter as seguintes conclusões:

- Abaixo de 12,3 V – bateria com menos de 50% de carga: recarregar antes de realizar o próximo teste.
- De 12,3 V a 12,8 V – bateria com carga suficiente para teste.
- Acima de 12,8 V – Realizar descarga da tensão superficial antes do próximo teste.

2. Teste de queda de tensão da bateria na partida
A bateria tem a função principal de fornecer energia elétrica ao motor de partida e com isso pôr em funcionamento o motor de combustão interna do veículo.

Para a realização desse teste existem equipamentos micro- processados que realizam uma descarga controlada da bateria com um valor específico de corrente elétrica, em geral, metade do CCA (Cold Cranking Amp) ou corrente de partida a frio da bateria que, em geral, vem inscrita em seu  rótulo e é realizada durante um tempo de 15 segundos, estes equipamentos utilizam geralmente  como parâmetro de referência o valor de 9,6volts, ou seja, se durante o teste a tensão não ficar abaixo de 9,6 volts a bateria será aprovada, caso contrário, se a  tensão ficar abaixo deste valor a bateria será reprovada.

Contudo, caso o reparador não disponha deste tipo de equipamento em sua oficina, ele pode utilizar-se de um multímetro na escala de medição de tensão e realizar um teste que irá indicar de forma similar – claro que de forma menos rigorosa – a queda de tensão lida na bateria no momento do acionamento do motor de partida, caso queira que o teste seja mais rigoroso, deve desligar os bicos injetores e bobina de ignição, impedindo o funcionamento do motor e com isso aumentar o tempo do teste.

As figuras 6 e 7 exibem a ligação do multímetro na realização deste teste.

3. Teste da tensão da bateria com o motor em funcionamento
Com o motor do veículo em funcionamento e com todos os consumidores elétricos ligados, como faróis, ar-condicionado, rádio, dentre outros, meça a tensão diretamente nos polos da bateria conforme mostram as figuras 8 e 9.

Figura 8

Figura 9

Após realizar a medição verifique se o valor encontrado está entre 13,5 volts a 14,8 volts, caso esteja abaixo de 13,5 volts o alternador não está enviando energia suficiente para alimentar os consumidores e carregar a bateria, ou seja, o sistema está com subcarga, caso o valor encontrado esteja acima de 14,8volts, o alternador está enviando muita energia à bateria, o que irá danificá-la como também avariar outros  componentes elétricos do veículo, esta situação é caracterizada como sobrecarga.

Os valores apresentados são apenas genéricos, podendo variar de acordo com o sistema utilizado por cada fabricante. Por exemplo, algumas montadoras utilizam tensões de carga que podem chegar a 15 volts, o que não significa que a bateria esteja em sobrecarga, por isso é fundamental que o reparador procure sempre estar atualizado em relação às especificidades de cada veículo ou montadora.

Uma observação importante em relação a este tipo de medição: caso o reparador encontre um valor abaixo de 13,5 volts ou valor de tensão nominal da bateria, ou seja, 12,6 ou 12,8 volts, não deve concluir de imediato que o alternador não está gerando o suficiente, deve nesse momento colocar a ponta de prova vermelha do multímetro diretamente na saída do alternador e verificar se o valor encontrado é igual ao lido diretamente na bateria, caso o valor encontrado seja diferente o problema está no cabo que liga o alternador à bateria.

4. Teste do equilíbrio elétrico
O excesso de acessórios pode causar um desequilíbrio elétrico sobrecarregando o alternador e comprometer o funcionamento de todo o sistema. Essa falha diminui a vida útil da bateria por fazê-la fornecer energia para completar a demanda elétrica do veículo, chegando até descarregá-la por completo.

Esse teste também é útil para a análise da eficiência do alternador, pois se este estiver com alguma anomalia o equilíbrio elétrico estará comprometido, penalizando diretamente a bateria, que irá suprir a demanda de energia que o alternador deveria alimentar e, consequentemente, diminuindo consideravelmente sua vida útil, e desta forma, tendo que ser substituída precocemente.

Para a realização deste teste iremos utilizar um alicate amperímetro que irá medir o valor da corrente elétrica através do campo magnético gerado. Ele permite a medição de correntes elétricas de valores elevados. A figura 10 mostra um alicate amperímetro digital.

Figura 10Com o auxílio do alicate amperímetro instalado no cabo que vai ao pólo negativo da bateria, observe se a corrente que flui para a bateria é igual a zero ou positiva. Caso contrário, significa que o alternador não está conseguindo suprir os equipamentos nesta condição. As figuras 11 e 12 exibem a ligação do alicate amperímetro no circuito.

5. Teste de fuga de corrente ou stand by
A fuga de corrente nada mais é do que a corrente elétrica consumida pelo veículo enquanto o mesmo está desligado, pois mesmo com o veículo em repouso existem componentes que consomem corrente elétrica, como módulos de controle dos sistemas de segurança, conforto e conveniência. Entretanto, o problema aparece quando esta corrente fica excessivamente alta devido a vários motivos, desde a instalação de acessórios de forma errada, em que se deixou cabos mal fixados, com a isolação comprometida causando curto-circuito, assim como pontos de aterramento com fixação comprometida.

O primeiro sintoma que será reclamado pelo proprietário é que a bateria está descarregando após o veículo ficar parado por algumas horas, ou do dia para a noite, quando isso acontecer o reparador deve realizar este teste e verificar se a corrente consumida está dentro das especificações, caso contrário, deverá identificar a causa da fuga de corrente excessiva.

Para a realização deste teste devemos ter em mãos o multímetro na escala de medição de corrente conforme mostrado na figura 13, devemos colocar a ponta de prova preta no terminal COM, a ponta de prova vermelha no terminal 10A e a chave seletora na posição de medição DCA de 10A.

Sempre iniciar a medição utilizando-se da maior escala de corrente do multímetro, pois caso contrário, há uma grande possibilidade de danificar o aparelho se a corrente que circula no circuito for maior que a selecionada. Após verificar que o valor de corrente está na casa dos miliampères, pode-se mudar a chave seletora em uma das posições de medição de menor escala, que neste caso são 200μA, 2mA, 20mA ou 200mA, com o objetivo de ter uma melhor precisão no valor medido, conforme mostra a figura 14.

Figura 14

Desligue o motor e todos os acessórios elétricos do veículo, em seguida insira o multímetro em série com o cabo negativo da bateria, ou seja, coloque a ponta de prova preta em contato com o polo negativo da bateria e a ponta de prova vermelha no respectivo cabo, conforme mostra a figura 15.

Observando a figura 15 vemos que a corrente está com um valor um pouco acima de 2 A, um valor bastante elevado para uma fuga, isso ocorre devido que alguns modelos de veículos demoram em média entre 5 a 10 minutos para desligar todos os módulos e componentes eletrônicos após ser desligado, por isso é fundamental que o reparador aguarde este tempo antes de concluir o diagnóstico.

Figura 15

A figura 16 exibe o valor de corrente de fuga após se passar alguns minutos após o desligamento do veículo, notamos que seu valor passou de 2 A para 580mA, mostrando que estão sendo desligados pouco a pouco os componentes eletrônicos que ainda estão funcionando.

Figura 16

Após realizada a medição de fuga de corrente o reparador deve comparar o valor encontrado com tabelas fornecidas pelos fabricantes de veículos, caso o reparador não disponha desta informação poderá utilizar os valores a seguir, apenas como referência, podendo estes valores variarem de acordo com os sistemas utilizados pelo veículo, como rede can, multimídia, dentre outros.

A corrente de fuga máxima deve ser:
• 20mA para baterias até 45Ah;
• 40mA para baterias entre 50Ah até 70Ah;
• 70mA para baterias entre 75Ah até 90Ah.

A figura 17 mostra o consumo aproximado do consumo de corrente de alguns componentes eletrônicos do veículo.
Um cuidado que o reparador deve ter antes de realizar o teste de fuga de corrente é procurar saber se o veículo possui rádio original ou outro acessório que perde a configuração ao se desligar a bateria, como vidros elétricos e até injeção eletrônica, se for confirmada a existência destes, deve-se ligar uma bateria auxiliar em paralelo com a original no momento do teste de fuga de corrente ou ao substituir uma bateria descarregada por uma nova.

Figura 17

Alguns clientes perguntam aos reparadores quantos dias o veículo poderá ficar parado com a fuga encontrada na medição de fuga de corrente sem descarregar a bateria a ponto de não conseguir dar partida.  Para isto basta utilizar a fórmula a seguir e obter a quantidade de dias estimada que o veículo poderá ficar parado e ao acionar a partida o veículo, a bateria terá carga suficiente para alimentar o motor de partida e colocar o motor de combustão em funcionamento.

D = dias
If = Corrente de fuga encontrada em A.
C20 = capacidade da bateria instalada em Ah

Exemplo: Se veículo possui uma bateria com capacidade de 60Ah e na medição de fuga de corrente foi encontrado o valor de 60mA, a quantidades de dias que esse veículo poderá ficar parado sem que a bateria descarregue a ponto de não conseguir dar a partida é de aproximadamente 21 dias.

A figura 18 exibe uma tabela com os valores de capacidade de bateria, corrente de fugas e a quantidade de dias que esse veículo poderá ficar parado sem comprometer a partida.

Figura 18

Até a próxima!

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