Sintomas de falhas no comando variável VVT e como reparar

A conveniência de poder variar a duração da abertura da válvula tornou-se aparente pela primeira vez na década de 1920, quando os limites máximos de RPM permitidos começavam geralmente a aumentar. Até essa altura, a rotação em ralenti e a rotação operacional do motor eram muito semelhantes, o que significa que havia pouca necessidade de duração variável da válvula.

Foi na década de 1920 que começaram a surgir as primeiras patentes para a abertura de válvulas de duração variável – por exemplo, a patente dos Estados Unidos, patente dos EUA 1.527.456. Em 1958, a Porsche fez um pedido de patente alemã, também solicitada e publicada como patente britânica GB861369 em 1959.

A patente da Porsche utilizava um came oscilante para aumentar a elevação e a duração da válvula. A câmara desmodrómica é acionada por uma haste de empurrar/puxar de um eixo excêntrico ou placa oscilante. Não se sabe se foi feito algum protótipo funcional.

A Fiat foi o primeiro fabricante de automóveis a patentear um sistema funcional de comando de válvulas variável automóvel que incluía elevação variável. Desenvolvido por Giovanni Torazza no final da década de 1960, o sistema utilizava a pressão hidráulica para variar o ponto de apoio dos seguidores de cames (Patente dos EUA 3.641.988). A pressão hidráulica alterava-se de acordo com a velocidade do motor e a pressão de admissão. A variação típica de abertura foi de 37%

A Alfa Romeo foi o primeiro fabricante a utilizar um sistema de distribuição variável de válvulas nos automóveis de produção (Patente dos EUA 4.231.330). Os modelos com injeção de combustível do Alfa Romeo Spider2000 de 1980 tinham um sistema VVT mecânico.    

O sistema foi concebido pelo engenheiro Giampaolo Garcea na década de 1970. Em 1987, a Nissan foi o primeiro fabricante a lançar um motor VVT controlado eletronicamente. O sistema NVCS instalado no modelo 300ZX(Z31) 300ZR altera a fase da distribuição, para melhorar a qualidade do ralenti e o binário baixo.

Em 1989, a Honda lançou o sistema VTEC. Onde o Nissan NVCS altera a fase da árvore de cames, o VTEC muda para um perfil de árvore de cames separado a altas rotações do motor para melhorar a potência de pico. O primeiro motor VTEC produzido pela Honda foi o B16A, que foi instalado no Integra, CRX e Civic, disponíveis no Japão e na Europa.

Em 1992, a Porsche introduziu pela primeira vez o VarioCam, que foi o primeiro sistema a proporcionar um ajuste contínuo (todos os sistemas anteriores utilizavam um ajuste discreto). O sistema foi lançado no Porsche 968 e operava apenas nas válvulas de admissão. O BMW Double VANOS foi o primeiro sistema que podia fornecer uma variação de tempo contínua controlada eletronicamente para as válvulas de admissão e escape

Este controlador consiste no alojamento acionado pelo eixo de comando de escape e a palheta acoplada ao eixo de comando de admissão. A pressão do óleo enviada do caminho lateral de avanço ou retardo no eixo de comando de admissão causa rotação na direção circunferencial da palheta do controlador VVT-i para variar o tempo da válvula de admissão.

Quando o motor é parado, o eixo de comando de admissão estará no estado mais atrasado para garantir a partida. A pressão hidráulica não é aplicada ao controlador VVT-i imediatamente após o motor ter sido ligado, e o pino de trava garante que o controlador VVT-i não e movimentado e evite um ruído de batida

A válvula de controle de óleo OCV (Oil Control Valve) da árvore de cames controla a posição da válvula de carretel de acordo com o ciclo de trabalho da ECM. Isto permite que a pressão hidráulica seja aplicada ao controlador VVT-i para avançar ou retroceder a posição do comando variável. Quando o motor está parado, a válvula de controle do óleo da árvore de cames está na posição retrocedida.

Quando a válvula de controlo de óleo da árvore de cames estiver posicionada conforme ilustrado abaixo pelos sinais de avanço de o ECM, a pressão de óleo resultante é aplicada à câmara de palhetas do lado de avanço para rodar a árvore de cames no sentido do avanço do tempo.

Quando a válvula de controlo de óleo da árvore de cames é posicionada como ilustrado abaixo pelos sinais de retardamento de o ECM, a pressão de óleo resultante é aplicada à câmara de palhetas do lado de retardamento para rodar a árvore de cames a direção do atraso de tempo.

Umas das causas dos defeitos ocasionados no sistema do comando variável é a contaminação de óleo principalmente por blow by do ar combustível admitido ou da carbonização dos gases provenientes da combustão, com isso alguns sistemas de comando variável contam com uma tela filtro em determinado componente do circuito hidráulico, para reter parte da contaminação do óleo como por exemplo na eletroválvula de controle do óleo OCV ( Oil Control Valve) ou no atuador do comando variável como exemplo do motor firefly da Fiat. Vale ressaltar também que o filtro e óleo do motor tem que estar em boas condições, o óleo sendo verificado regularmente e sua troca estar sendo feita conforme o manual do proprietário do veículo.

A tela filtro pode entupir e ocasionar defeitos relacionados a perda de acionamento do atuador hidráulico por dificultar a passagem do óleo, como resultado pode ser gerado códigos de falha relacionados a problemas com o sistema de comando variável.

Uma falha relacionada a barulho no momento da partida a frio quando o motor ainda não tiver pressão de óleo e o pino trava do comando variável não estiver na sua posição devida de atraso e travado no seu alojamento, alguns dos motivos podem ser desgaste do pino, carbonização e contaminação do óleo que percorre o sistema hidráulico evitando o atuador travar na posição de repouso e a mola que recua o atuador para posição de repouso, pode estar cansada (perdeu a sua resiliência). Então neste caso pode ocorrer barulho devido a batida do variador na sua carcaça, enquanto não tem pressão de óleo isso pode ocasionar a danos no atuador caso ocorra demasiadamente por muito tempo.

A baixa pressão de óleo também pode influenciar no sistema de comando variável, pois o VVT utiliza o sistema de lubrificação do motor para conseguir acionar o comando variável, neste caso uma boa forma para identificar o problema é utilizando o manômetro de pressão de óleo.

Outra forma que interfere no funcionamento do sistema de comando variável é o sincronismo do motor, caso esteja fora do sincronismo poderá ocorrer perda de desempenho do motor por modificar as aberturas e fechamentos das válvulas, e poderá gerar códigos de falhas relacionados aos sensores de comando CMP e sensores de rotação do motor CKP, que reflete também em falhas que podem ser elétricas como por exemplo alimentação de sensores e atuadores que auxiliam o funcionamento do VVT.

Outra forma que pode influenciar no funcionamento do sistema VVT são as medições de quantidade de ar nos sensores MAP ou MAF, o acionamento da válvula OCV em demanda, conforme as altas rotações do motor. Podem também resultar em códigos de avaria se não estiver dentro da faixa de valores compreendidos pelo modulo da injeção, e erroneamente apresentar resultado divergente do que é esperado.

Alguns dos possíveis e principais códigos de falhas que podem ser gerados para o comando variável conforme norma SAE J2012 são:

P0011 Posição do eixo de comando "A" - Temporização muito avançada ou desempenho do sistema, que indica que o sincronismo do eixo de comando está errado.

P0340 Circuito Sensor de posição do eixo de comando "A", indica um mau funcionamento no circuito do sensor de posição do eixo de comando.

P052A Partida a frio Posição do eixo de comando de válvulas "A" muito avançada, indica que o tempo de posição do eixo de comando está muito avançado durante uma partida a frio.

P000A Posição do eixo de comando "A" Resposta lenta, o eixo de comando não está na posição que o modulo da injeção espera durante as mudanças de fase do eixo de comando.

Falhas típicas do VVT e causas que afetam seu funcionamento.

Por ser um sistema mecânico/hidráulico controlado eletronicamente, há algumas áreas de preocupação se o sistema não for mantido corretamente.

Quando o óleo do motor é contaminado devido a intervalos de manutenção prolongados ou à viscosidade incorreta do óleo do motor usado durante uma manutenção, o sistema VVT pode criar um atuador VVT lento ou travado, o que pode resultar em baixo desempenho do motor e até mesmo em uma condição de não partida.

O excesso de contaminação geralmente pode causar o travamento da válvula de carretel na válvula de controle do atuador VVT e criar uma condição de avanço ou retardo excessivo do eixo de comando.

Circuitos elétricos com falha farão com que o atuador permaneça na posição retardada ou avançada, o que dependerá da posição da válvula de carretel na válvula de controle de óleo VVT.

As engrenagens e vedações internas do atuador VVT podem se desgastar com o tempo e causar operação incorreta do VVT.

Baixa pressão do óleo do motor que pode causar operação incorreta do VVT e diagnósticos incorretos.

Sincronização incorreta da válvula devido ao desgaste na corrente/correia de transmissão ou após a substituição da corrente/correia de transmissão.

É importante investigar quaisquer Boletins de Informações de Serviço relacionados ao sistema VVT quando ocorrer um mau funcionamento no sistema. Um mau funcionamento no sistema VVT pode fazer com que a luz (MIL) acenda e vários códigos de falha sejam gerados em conjunto com perda de potência do motor e possíveis sons de chocalho.

Os cronogramas de manutenção do óleo precisam ser respeitados, pois o atraso nos intervalos de manutenção é um dos principais fatores de falha do VVT devido à contaminação do óleo e ao desgaste mecânico. Se houver suspeita de que a válvula de controle de óleo esteja com defeito, verificar a resistência elétrica dos enrolamentos da bobina é uma tarefa simples.

As leituras de resistência típicas para válvulas VVT de veículos KIA a 20 graus Celsius são:

Denso - 6,9 a 7,9 Ohms

Delphi - 6,7 a 7,7 Ohms

Siemens - 6,8 a 8,0 Ohms

Utilizando um scanner adequado e um osciloscópio adequado. Verificar sinais do sensor de posição do eixo de comando e do virabrequim, bem como sinais PWM, pode auxiliar o técnico com o diagnóstico operacional do VVT.