Altas tecnologias aplicadas nos motores modernos dificultam o diagnóstico de falhas

A descrição deste DTC (código de falha) é “misfire detectada” ou “falha de combustão” detectada.  No passado alguns scanners descreveram o DTC como “falha de ignição” e até hoje causam uma grande confusão entre os reparadores. Alguns reparadores pensam: “Se apresenta falha de ignição, trocarei as velas de ignição e os cabos de ignição”.

Por muitas vezes este diagnóstico não conclusivo gera transtornos, com a troca de peças desnecessárias e perda de tempo significativo no diagnóstico. Afinal, onde está o problema? Na bobina de ignição? Nos injetores? Ou falha mecânica? O scanner automotivo não é capaz de apresentar respostas a estes questionamentos.

O diagnóstico com os DTCs (códigos de falha) nos ajuda bastante, porém precisa ser complementado com outras ferramentas.

O diagnóstico automotivo precisa ser rápido e assertivo e para isso o técnico deverá ter um amplo conhecimento técnico e ferramentas que auxiliem o seu serviço. Ter em mãos um analisador de motor é muito útil neste caso. Um analisador de motor é um osciloscópio com funções específicas para o uso automotivo, com o objetivo de agilizar o processo de diagnóstico. 

Esta ferramenta pode em questão de alguns minutos apresentar a origem das falhas de funcionamento, tornando-se lucrativa nas oficinas mecânicas. No tocante à técnicas de diagnóstico automotivo, o Fórum Oficina Brasil é vanguarda, com as primeiras postagens brasileiras sobre o uso de osciloscópios e transdutores (sensores de pressão) e sendo autoridade neste assunto, apresenta aos leitores do jornal uma ferramenta com recursos inéditos em um osciloscópio, com foco no diagnóstico avançado de motores:  o USBAUTOSCOPE IV. 

A ferramenta de origem ucraniana está em sua quarta geração e traz uma tecnologia chamada de “scripts”.  Hoje falaremos do Script CSS, criado por Andrew Shulgin.  

O script CSS

O script CSS é um programa que ajuda a identificar quais cilindros não funcionam corretamente em um motor.  Os gráficos ajudam a identificar um cilindro que falha ou possui pouca contribuição de energia, além do motivo do problema. Independente de scanners, multímetros ou outra ferramenta, o script analisa a contribuição de potência de cada cilindro durante a operação do motor em diferentes regimes de operação. Dados são mostrados ao reparador, agilizando o diagnóstico de pátio.

A figura 1 mostra os sinais básicos capturados para esta análise: o sinal de CKP (sensor de rotação) e pulso de ignição do cilindro 1 para referência. 

A ideia é capturar a velocidade angular do motor com o sensor CKP, ter uma referência do cilindro 1 (trigger) e sabendo a ordem de queima (no nosso caso 1342) identificar a velocidade de cada cilindro. A Figura 2 mostra em detalhe a linha que representa a rotação do motor. No exemplo, foram três acelerações:  a primeira atingindo um pouco mais de 3500 RPM, a segunda atingindo 5000 RPM e a terceira atingindo 6500 RPM. 

Na figura 3, acrescentamos no gráfico os cilindros, cada cilindro representado por uma cor específica.  Cilindro 1(vermelho), Cilindro 3(marrom), Cilindro 4(verde) e Cilindro 2(azul).  

Destacaremos cada parte do gráfico para melhor entendimento:
1 – A estabilidade do motor e qualidade de queima em marcha lenta podem ser s nesta parte do gráfico.
2 – Aceleração relativamente baixa. Nesta parte podemos testar a relação ar-combustível. Injetores obstruídos ou problemas e/ou vazamentos de vácuo seriam mostrados aqui.
3 – Acelerações rápidas, com abertura abrupta da válvula aceleradora.  Problemas de ignição podem ser vistos nesta parte do gráfico.
4 – Teste de compressão. Com a borboleta totalmente aberta e desligando a ignição, o motor desacelera sem combustão. Este modo exibe a compressão dinâmica. Aqui problemas de pressão do cilindro causados por problemas mecânicos em anéis de segmento, sincronismo ou outros problemas podem ser diagnosticados.

Casos práticos:

Um Jeep Compass 2.0 flex foi abastecido com diesel. Segundo o cliente, o carro saiu do posto de gasolina funcionando e após alguns quilômetros começou a falhar e fumaçar pelo escapamento. O reparador de uma oficina parceira identificou a falha em um cilindro, removeu o cabeçote e enviou para a retífica. Trocou as velas, limpou os injetores, tubulação de combustível e tanque.  Fez a montagem dos componentes e percebeu que o motor falhava.  Trouxe até nós para um diagnóstico (figura 4). Na marcha lenta e acelerações, vemos claramente o cilindro 2(azul) com velocidade relativamente menor. O destaque fica na última parte do gráfico, onde temos a compressão dinâmica dos cilindros.  

Mas o que seria compressão dinâmica no script CSS? 

Na última parte do gráfico, a borboleta está totalmente aberta e não há injeção de combustível e ignição nas velas, pois a ignição foi desligada. Nesta condição, os cilindros contém apenas ar e este ar é comprimido à medida que o pistão se move em direção ao PMS devido ao movimento de inércia do conjunto virabrequim e volante. Depois que o pistão atinge o PMS, o ar comprimido empurra o pistão em direção ao PMI (ponto morto inferior).  Esse movimento causa uma aceleração no eixo virabrequim. Se tivermos mais pressão, maior será a aceleração.

A parte final do script do Jeep Compass foi ampliada (figura abaixo) para mostrar com detalhes a pouca aceleração do cilindro 2 (azul) em relação aos outros.  O cilindro 2 apresentou baixa pressão e consequentemente, baixa aceleração no eixo virabrequim. O reparador desmontou o motor do Jeep e confirmou a falha mecânica: as canaletas do pistão estavam quebradas. 

Recebemos um Honda Fit 1.4 2005 com falhas de funcionamento.  A impressão que tínhamos era que havia falhas de ignição e um problema no câmbio CVT. Executando o script no Honda (figura 7), podemos notar que o cilindro 1 (vermelho) apresentava baixa aceleração no segundo momento de aceleração, indicando falha no sistema de ignição. Este Honda é equipado com 8 velas e 8 bobinas. Efetuamos a troca das velas de ignição e de 3 bobinas e as falhas sumiram, inclusive o barulho que ouvíamos no câmbio CVT. Sobre as bobinas, recomendamos as Hitachi, que apresentam um bom sinal de secundário.  

Um Hyundai Elantra chegou até nós com a queixa de alto consumo e sem força na saída. Executando o Script CSS no veículo, aceleramos cinco vezes e obtivemos o resultado de falha de ignição (figura 8). Nota-se que na parte de compressão dinâmica, todos os cilindros estão equilibrados. A marcha lenta também mostra um funcionamento regular. Porém ao acelerar abruptamente, vemos falhas no cilindro 1 (vermelho). A velocidade do cilindro é menor do que os outros cilindros no momento da aceleração. 

Um ônix chegou até nós com dificuldades de pegar pela manhã, mudava o AF (figura abaixo).  Primeiramente executamos o SCRIPT e notamos que o cilindro 3 apresentava uma aceleração menor do que os outros cilindros. Na parte da compressão dinâmica, os cilindros mostravam acelerações diferentes. No teste de vácuo, vimos anormalidades na calagem de válvulas e constatamos que o comando estava torcido. Trocado o comando, veículo funcionou perfeitamente. 

Inserindo os valores corretos de avanço de ignição, o software indica a posição do PMS do cilindro em relação ao sensor CKP (figura abaixo).  Esta informação é útil quando verificamos o sincronismo da roda fônica com o PMS (motor EA111 por exemplo). 

No script CSS, existem abas que mostram outras possibilidades de diagnóstico, com este diagnóstico da roda fônica do motor (figura abaixo).  O script mostra a condição dos dentes, empenamento ou excentricidade da polia, espaçamento entre roda fônica e sensor CKP.  Estas abas do script são ricas de informações e merecem um estudo à parte. 

Até a próxima!