Como analisar o sistema de freio convencional

O sistema de freio e a sua correta manutenção preventiva

O sistema de freio não é tão complexo quanto parece ser para a maioria dos motoristas. Mas a aparente complexidade do sistema de freios acaba levando alguns proprietários de veículos, a levar para um segundo plano a manutenção preventiva do sistema de freio e só procura uma oficina quando o sistema de freio já apresenta alguma anomalia e já requer uma manutenção corretiva. Às vezes não da mais tempo de fazer o conserto em detrimento de um acidente fatal por falta de freio no veiculo. Portanto cuidado com a manutenção preventiva! Lembre-se; Melhor prevenir do que não poder remediar. Vidas não têm preço.  Verificação periódica no sistema de freio   A maioria dos proprietários de veículos acreditam que é suficiente verificar pastilhas e lonas e completar o fluido de freio.   Porem, o sistema de freio é composto de vários componentes: mangueiras, o´rings, embolo, anéis de vedação, pistões, pastilhas, lonas e demais componentes. Todo esse mecanismo é acionado através da força do cilindro mestre que pressuriza o fluido de freio. Para garantir sua eficiência, verifique periodicamente. Fluido de freio.  O fluido de freio vai perdendo as propriedades com o passar do tempo, independentemente do uso do carro. Acontece que o fluido é hidrostático e absorve umidade do ar; esta absorção de água pode fazer com que o freio fique instável. Mesmo que o veiculo fique imóvel por um longo tempo; Por este motivo deve-se troca o fluido de freio a cada 10.000 km ou um ano. Veiculo puxa para um dos lados durante a frenagem   Uma das várias causas é entupimento dos flexíveis ou magote. Esse defeito faz com que o veiculo puxe para o lado oposto ao flexível ou magote entupido, pois não haverá pressão de fluido sobre a pinça de freio ou cilindro de roda. Este defeito faz com que o veiculo se desgoverne em freadas mais bruscas. Outro defeito que normalmente ocorre é o engripamento de pinças de freio ou cilindro de freio de rodas. Poderá ocorrer micro vazamento em conexões e fazer com que a pressão do fluido não chegue equalizada nas quatro rodas. Ruído ao acionar o pedal de freio sinaliza problemas  Ao acionar o pedal de freio e correr ruídos ou barulhos mais graves é sinal que esta havendo alguma deficiência no sistema de atrito que poderá ser; pastilha de freio desgastada,disco de freio empenado ou com rebarba, lonas de freio desgastadas, folga de rolamento de rodas faz com que o disco de freio ou tambor saia de centro. Algum corpo estranho no sistema de atrito. Nos casos relatados, deve-se procurar imediatamente uma oficina para efetuar o diagnóstico e o devido reparo do problema.  Fluido de freio não pode sumir do reservatório  Se for notada a falta de fluido de freio, e se o mesmo for reposto e logo em seguida se notar a sua falta no reservatório, procure por vazamento no sistema tais como; mangote ressecado, duto de freio rachado, pinça de freio vazando, cilindro de rodas vazando, cilindro mestre vazando; No caso do cilindro mestre acontece um vazamento que não é detectável de imediato, pois o vazamento ocorre na vedação do cilindro mestre e está localizada entre a base de fixação ao servo freio e o próprio servo freio; neste caso o fluido de freio é derramado e também sugado pelo servo freio que fará um acúmulo no seu interior e após atingir certo nível, este fluido será sugado pelo motor e irá parar dentro da câmara de explosão, podendo inclusive ocasionar falha no motor pelo fato do fluido empapar a(s) vela(s). Portando fique atento. Trepidação ou trancos ao acionar o freio Normalmente trepidações ou trancos ao acionar o freio é proveniente de empenamento de disco de freio ou tambores de freio, ainda pode ocorrer o deslocamento de uma pastilha de freio do seu alojamento ou ainda lonas de freio que se soltam da sapata de freio traseiro por estarem desgastadas e com isto soltam os rebites ou a colagem (algumas lonas são coladas). Freio estacionário não consegue parar o veiculo ou mante-lo imóvel  Neste caso devem-se inspecionar as lonas de freio, tambores de freio ou discos de freio e pastilhas de freio; neste segundo caso (se o freio traseiro for a disco e pastilhas de freio). Quando o sistema de freio estacionário (freio de mão) estiver com a alavanca muito alta ao ser acionada deve-se antes de executar uma regulagem do cabo, analisar as condições dos itens no parágrafo acima descrito, pois a alavanca poderá até ficar mais baixa ao se acionado o freio estacionário, más não terá um bloqueio das rodas eficiente.  Uma forma de analisar o bom funcionamento do freio estacionário é; engatar a primeira marcha com o freio estacionário aplicado e soltar devagar a embreagem e sem acelerar o veiculo que deverá apagar o motor pelo fato das rodas traseiras estarem bloqueadas pela aplicação do freio estacionário ou de mão. Pedal de freio duro  O que é comum ocorrer neste caso é algum problema no servo freio ou (cuíca) que pode ter o seu diafragma furado ou rasgado e fará com que o vácuo oriundo do motor e aplicado no servo freio, seja perdido e também fará com que o motor apresente falhas ou trepidações. A este defeito dar-se o nome estanquiedade ou mais conhecido como entrada falsa de ar. O papel do servo freio é acionar o cilindro mestre através do comando do pé do condutor  quando este aciona o pedal do freio. Pedal de freio baixo ou esponjoso Ao acionar o pedal de freio, este deve ser macio e para de descer o seu curso em +- um treco do seu curso e ficar firme (isto com motor ligado). È comum quando motor está desligado e condutor pressiona o pedal do freio e da a partida o pedal deve descer dois terços do seu curso e para de descer, se por acaso isto não ocorrer (ou seja o pedal não descer macio) verifique o servo freio. Más se ao aplicar o pedal e o mesmo ficar esponjoso e ou descer até o assoalho, verifique os itens acima descritos como tubulações, mangotes etc.    Autor: Paulo Furtado.

FREIO ABS

NOTÍCIAS DA VW

REPARAÇÃO PASSO A PASSO 21/02/2013 - 

Sistema Antibloqueio ABS–Funcionamento e Sistema Elétrico

Por: REDAÇÃO

Antecipando a legislação a Volkswagen já disponibiliza para toda sua linha de automóveis de passeio o sistema ABS (Anti-lock Breaking System, que significa sistema antibloqueio das rodas) de freios. Este sistema deverá começar a frequentar cada vez mais a oficina dos reparadores e para isso vamos dedicar a matéria desta edição ao detalhamento deste sistema. Boa leitura!

O ABS é montado sobre o circuito básico dos freios. O sistema em uso no Golf e no New Beetle é o ITT Mark 20 IE, que possui uma unidade de comando que integra as funções eletrônicas e hidráulicas, montado separado do conjunto cilindro mestre e servofreio.

Evitar o travamento da roda no processo de frenagem, mantendo a dirigibilidade e a estabilidade do veículo, é função do ABS. Para que isto seja possível, sua estratégia de trabalho monitora eletronicamente rotação de cada uma das rodas o que permite controlar a respectiva pressão de frenagem aplicada, independentemente da força exercida sobre o pedal de freio, atuando no estreito limite de desaceleração das rodas, sem permitir o seu travamento.

Basicamente, o sistema atua controlando a pressão do fluido de freio, como se o pedal, durante uma frenagem abrupta ou numa condição de iminente travamento de uma ou mais rodas, fosse acionado diversas vezes num curto espaço de tempo, mesmo que o condutor mantenha o pé calcado no pedal e o veículo rode em condições diferentes de piso (com todas as rodas, apenas as de um lado ou uma só, na lama, em pista de cascalho, sobre o gelo etc.) Como o sistema ABS tem atuação, roda por roda, possibilita a cada uma delas a melhor força de frenagem, adequando a força às condições de trabalho exigidas.

Componentes do ABS e funcionamento básico
Uma plataforma básica de ABS é composta por uma unidade de gerenciamento eletrônico, sensores de rotação (um para cada roda), uma bomba que atua nas situações de alivio e elevação da pressão de frenagem e uma unidade hidráulica com válvulas.

Como já comentamos, independentemente de sua versão, o ABS tem uma estratégia de atuação que permite controlar a pressão de frenagem aplicada às rodas sempre que uma delas apresente tendência ao travamento.

µ = 0,8
FF1 = Força frenagem alto atrito
FF2 = Força frenagem baixo atrito
µ = Coeficiente

O sistema explora a faixa ideal de frenagem, considerando o deslizamento e o atrito das rodas em relação ao solo, as acelerações ou desacelerações periféricas, as forças laterais das rodas e as reações da massa do veículo, como a tendência deste girar sobre seu centro de gravidade. Com todas essas informações, na sua parte lógica, a unidade de comando do sistema de gerenciamento eletrônico processa as variáveis e define a melhor pressão de atuação individual por roda, abrindo e fechando válvulas, eletromagnéticas na unidade hidráulica e ativando e desativando a bomba para aliviar ou elevar a pressão, de maneira a evitar o travamento de uma ou mais rodas. É assim que o ABS garante a dirigibilidade do veículo.

Quando tem início o processo de frenamento, surge em correspondência, uma força de frenagem e seu aumento gradativo. Ao mesmo tempo, a velocidade periférica da roda torna-se menor que a do veículo, o que significa que há deslizamento da roda.

(Roda Livre) (deslizante) (Roda bloqueada)

Monitorando o sinal de rotação de cada uma das rodas do sistema ABS, através de seus sensores, é possível identificar a roda com tendência ao seu travamento e comandar as estratégias de trabalho da bomba e sua unidade hidráulica, que permitem controlar a pressão de frenagem, individualmente por roda.

Deslizamentos são toleráveis, mas devem permanecer dentro da faixa de 8% a 35%, onde ocorre a maior força de frenagem. Acima de 35% de deslizamento, passamos à zona instável de frenagem e mesmo que a força desta diminua, nos aproximamos rapidamente de 100% de deslizamento, que é o ponto no qual ocorre o travamento da roda.

Analisando o gráfico de frenagem de um veículo sem ABS, podemos observar que, ao aplicar a pressão nos freios, esta atua de forma crescente nas rodas (P roda) fazendo com que a velocidade angular das rodas (V roda) caia de forma muito rápida, não proporcional à distância de parada do veículo (V veículo). Essa perigosa estratégia de trabalho faz com que o veículo trafegue por tempo elevado numa grande zona de instabilidade. Isto acontece porque veículos com rodas travadas:
– não são estáveis durante a frenagem;
– não apresentam dirigibilidade;
– registram maior distância de frenagem.

Ao analisarmos o desempenho da frenagem de um veículo com ABS, observamos que há uma modulação da pressão, variando entre elevação, manutenção e redução da pressão, independentemente da força aplicada pelo motorista ao pedal de freio.

Assim que o sistema de freios é pressionado, a unidade de comando detecta a iminência de travamento de uma das rodas e, automaticamente, comanda uma estratégia de manutenção da pressão, antes que a roda trave. Se ainda houver possibilidade de travamento, a bomba hidráulica recalca o fluido de freio para aliviar a pressão na roda em vias de travamento. A velocidade da roda volta a subir e, como a situação é de frenagem, eleva-se novamente a pressão naquela roda, modulando sua pressão de trabalho.

Observando o gráfico, podemos verificar que, através da modulação da pressão (P roda), a velocidade angular da roda (V roda) varia em função da estratégia de modulação, diminuindo a distância de frenagem (V veículo) e ampliando a zona de trabalho estável do veículo.

No início do processo, (tempo = 0) as velocidades do veículo e da roda são iguais. À medida em que a pressão de frenagem se eleva, as velocidades (roda e veículo) diminuem. Porém, vale observar que num determinado ponto (entre tempo = 0 e o tempo = 1), a elevação da pressão de frenagem leva uma determinada roda à situação de travamento. A partir desta condição, nota-se uma redução mais acentuada da velocidade da roda do que da velocidade do veículo. Essa diferença é o deslizamento da roda em relação ao solo. Quando este valor atinge 100%, tem-se o bloqueio efetivo da roda. O sistema antibloqueio atua na faixa de deslizamento e força de frenagem ideal, permitindo melhor controle do veículo e menores distâncias de frenagem.

Quando se atinge o tempo igual a 1 do gráfico, vemos que a velocidade da roda cai muito em relação à do veículo, o que indica elevado deslizamento e ainda a possibilidade de travamento da roda. Nesta condição, o sistema ABS entra em ação e impede que a pressão do fluido de freio continue crescendo na roda que está na iminência do travamento. Por meio dos sensores de rotação das rodas, o sistema “percebe” que mesmo mantendo a pressão, a roda continua perdendo velocidade desproporcionalmente em relação ao veículo mantendo a possibilidade de bloqueio. Nesta condição como pode ser visto no tempo igual a 2, o sistema diminui a pressão do freio na roda passível de travamento para fazer com que a velocidade angular desta, se eleve e elimine a possibilidade de travamento. 

Sensores das rotações das rodas 
    
Cada roda possui um sensor de rotação que envia uma tensão alternada variável em função da rotação de cada uma.

Os sensores das rodas dianteiras são de instalação radial.

Já os das traseiras são instalados axialmente e têm captação radial de sinal com pino de pólo chato.

Sensor de rotação e anel das rodas dianteirasEsses sensores captam as rotações das rodas através dos anéis de impulso, fixos às juntas homocinéticas externas nas rodas dianteiras, e nos tambores de freios (ou discos) nas rodas traseiras.

O pino do pólo fica na extremidade do imã permanente e quase em contato com o anel de impulso (há uma folga que varia de 0,5 a 1,2 mm).

Ao girar o anel de impulso, o pino intercepta o campo magnético e, por indução, gera uma tensão alternada no enrolamento do sensor, que é enviada à unidade de comando ABS. A frequência desta tensão é determina a pela rotação do anel de impulso.

Cilindro-mestre e unidades eletrônica e hidráulica

1. Servofreio 10 polegadas
2. Unidade hidráulica
3. Unidade de comando, 25 pinos
(aparafusado na unidade
hidráulica)

Uma das vantagens do sistema ITT Mark 20 IE que equipa o Golf e o New Beetle, é a sua independência do conjunto clindro-mestre e servofreio.

As tubulações de saída do cilindro são encaminhadas para a unidade hidráulica do ABS e destas para as rodas.

Componentes do Sistema ABS – Golf e New Beetle

A plataforma básica do sistema com controle antitravamento ABS do Golf e do New Beetle é o Mark 20 IE, fabricado pela ITT Teves. 
Chamamos de plataforma básica porque atualmente, quando disponível no veículo, o ABS também é equipado com o sistema EBV (Elektronische Bremskraft Verteilung – que em português significa sistema que faz o controle da força de frenagem) e, dependendo da versão, também pode contar com o EDS (Electronic Differential System – que quer dizer: controle eletrônico de tração).

Entre outras funções, o sistema EBV dispensa a válvula reguladora da força de frenagem que atua mecanicamente conforme a carga. Podemos dizer que o sistema monitora a desaceleração das rodas em função da força aplicada ao pedal e regula, através das válvulas solenoides do ABS, a pressão da atuação para as rodas traseiras. Na ilustração acima, mostramos os componentes do sistema.

Com base neste esquema, podemos dizer que os sensores de rotação informam à unidade de comando a rotação das quatro rodas. A partir daí, a unidade de comando calcula a velocidade de cada roda e estabelece um parâmetro relativo entre elas. Ao frear, a unidade de comando encarrega-se de regular a pressão de frenagem, de modo a evitar o bloqueio das rodas, fazendo também intervir a distribuição de força de frenagem EBV para as rodas traseiras (Veja ilustração).

O ABS utiliza uma bomba que atua paralelamente ao sistema hidráulico dos freios de cada roda, juntamente com duas válvulas solenoides (também para cada circuito de roda). Com essa característica, o sistema de gerenciamento ABS atua na pressão hidráulica, roda por roda, monitorando o travamento súbito com base na queda de velocidade angular de cada uma delas. Identificada a tendência ao travamento, o sistema comanda estratégias de trabalho que realizam, alternadamente, a manutenção e a redução da pressão, de forma a impedir o perigoso travamento das rodas.

Esquema de funcionamento do sistema



Com EDS  – Se o veículo possuir adicionalmente o EDS, a unidade de comando será mais larga do que aquela que atua somente com ABS e EBV.

Sistema com ABS e EBV
Medida “A” = 100 mm
Sistema com ABS, EBV com EDS
“A” = 130mm

Isso acontece porque adicionalmente ao sistema ABS/EBV, existem mais duas válvulas eletromagnéticas com duas válvulas hidráulicas de comutação nos circuitos de frenagem das rodas dianteiras.

Para uma frenagem eficiente é necessário contar novamente com o aumento de pressão à partir de uma certa rotação da roda.

O sistema corta a alimentação de tensão para a válvula de saída, que se fecha.

A bomba hidráulica continua em funcionamento, aspirando o restante de fluido de freios do acumulador de baixa pressão e direcionando-o ao circuito de frenagem (servo assistência hidráulica).

Com o aumento de pressão de frenagem, a roda freia novamente, reduzindo sua rotação.

Fase da pressurização do circuito 
Ao aplicar os freios, o cilindro-mestre transforma a força aplicada ao pedal em pressão hidráulica de atuação nos êmbolos que atuarão nos cilindros das rodas. 



Essa fase é chamada de pressurização. Em condições normais, a pressão passa para o cilindro da roda através da válvula de entrada para chegar ao cilindro. Para realizar a frenagem, a válvula de saída deve estar fechada. 

O regime de rotação é monitorado pela unidade de comando, até que esta detecte uma tendência ao bloqueio da roda.

Fase da manutenção de pressão 


Se a roda tende ao bloqueio, o sistema ativa a válvula de entrada, fechando-a para evitar que continue aumentando a pressão de frenagem. Nessa condição, a válvula de saída também é mantida fechada. Assim a pressão de frenagem se mantém constante entre as válvulas de entrada e saída, sem permitir que a pressão de atuação no cilindro de roda se eleve.

Fase de diminuição da pressão 
Se a roda ainda tende ao bloqueio, mesmo com a manutenção da pressão, é preciso reduzi-la. Para isso é aplicada uma tensão na válvula de saída fazendo com que esta se abra.



Nesta condição, a pressão de frenagem diminui através do acumulador de baixa pressão. A válvula de entrada continua energizada, mantendo-se fechada. Em seguida, a bomba hidráulica é ativada, impelindo o fluido de freio do acumulador de baixa pressão para o cilindro-mestre. Com este efeito, o pedal do freio trepida sensivelmente, pois está recebendo a carga de alívio do sistema contra o pedal. A roda que tendia a bloquear-se recupera a aceleração, até a próxima atuação de elevação da pressão.

Fase de aumento da pressão
Para uma frenagem eficiente é necessário contar novamente com o aumento de pressão à partir de uma certa rotação da roda.

Aumento da pressão com EDS

O sistema corta a alimentação de tensão para a válvula de saída, que se fecha.

A bomba hidráulica continua em funcionamento, aspirando o restante de fluido de freios do acumulador de baixa pressão e direcionando-o ao circuito de frenagem (servo assistência hidráulica).

Com o aumento de pressão de frenagem, a roda freia novamente, reduzindo sua rotação.

Frenagem no caso de ABS/EDS (pisando no freio)

Ao acionar os freios, a pressão do cilindro-mestre faz a válvula de comutação hidráulica fechar-se.

A pressão de frenagem passa através da válvula de fechamento com limitador de pressão e chega até o freio da roda através da válvula de entrada que também está aberta.

Se a unidade de comando ABS/EDS detecta, através dos sinais recebidos dos sensores de rotação das rodas, que uma das rodas motrizes está patinando em aceleração, o sistema de gerenciamento comanda a ativação da função EDS.



Nessa condição, as válvulas de entrada dos circuitos de frenagem para as rodas traseiras recebem tensão elétrica, fechando-se. A operação é necessária para que as rodas traseiras não sejam freadas durante a função EDS.

Circuito Elétrico

O sistema elétrico do Golf e New Beetle utiliza as linhas 30, 15, X e 31 para funcionar, três fusíveis na central de distribuição elétrica e dois fusíveis na bateria.

O conector de 25 pinos é a interface de ligação da unidade de comando eletrônica do ABS com o chicote distribuído pelo veículo. Internamente a unidade possui suas ligações com as válvulas eletromagnéticas e um pequeno chicote faz a ligação da unidade de comando com a bomba V64.

Sensores de rotação dianteiros (G45 e G47)Esses sensores transmitem os sinais de rotação à unidade de comando (J104) para que esta possa determinar a velocidade momentânea das rodas. (veja ilustração).

 

É importante destacar que, se houver avaria em um destes sensores, o sistema ABS/EDS desativa-se, mantendo a função EBV. Nesta condição, a lâmpada-piloto do ABS se acende.
Atenção: havendo avaria em ambos os sensores de rotação dianteiros, desativa-se a função ABS, a EDS e a EBV, permanecendo acesas as lâmpadas do sistema ABS e do sistema de freios.

Sensores de rotação traseiros (G44 e G46)Também transmitem os sinais de rotação à unidade de comando (J104) para que esta possa determinar a velocidade momentânea das rodas. Vale destacar que nas dianteiras, a pressão da freada é regulada individualmente, ao passo que nas do eixo traseiro, é regulada em conjunto.

Interruptor do pedal do freio (F)Este interruptor transmite à unidade de comando (J104) a informação de que o freio está aplicado.

foto esquerda Sensores de rotação traseiros (G44 e G46)
foto direita Interruptor do pedal do freio (F)

Lâmpada-piloto do ABS (K47) e do sistema de freios (K118)Estas lâmpadas estão localizadas no instrumento combinado. O funcionamento da K118 depende do interruptor da alavanca do freio de estacionamento. A K47 possui um gerenciamento eletrônico que monitora um sinal de unidade de comando do sistema ABS. (Veja ilustração).

Observe como esses componentes estão ligados à unidade de comando e seus respectivos fusíveis. (Veja diagrama elétrico).

F34 – Contato de advertência do nível de fluido de freios F9 – Comutador para lâmpada do freio de estacionamento J104 – Unidade de comando para ABS/EDS K118 – Lâmpada-piloto de avaria para sistema de freios K47 – Lâmpada-piloto de avaria para ABS/EBV/EDS

J104 – Unidade de comando para ABS/EDS K118 – Lâmpada-piloto de avaria para sistema de freios

K47 – Lâmpada-piloto de avaria para ABS/EBV/EDS

A – Bateria 
F – Interruptor das luzes dos freios 
F9 – Interruptor para lâmpada do freio de estacionamento 
F34 – Contato de ausência do nível de fluido de freio 
G44 – Sensor de rotação da roda traseira direita 
G45 – Sensor de rotação da roda dianteira direita 
G46 – Sensor de rotação da roda traseira 
esquerda 
G47 – Sensor de rotação da roda dianteira esquerda 
J104 – Unidade de comando ABS/EDS/EBV

K118 – Lâmpada-piloto de avaria para sistema de freios
K47 – Lâmpada-piloto de avaria para ABS/EBV/EDS
M9 – Lâmpada-piloto de luz de freio esquerda
M10 – Lâmpada-piloto de luz de freio direita
N55 – Unidade hidráulica ABS/EBV/EDS
N125 – Válvula de fechamento com limitador de pressão EDS
N126 – Válvula de fechamento com limitador de pressão EDS
N99 – Válvula de entrada ABS dianteira direita
N100 – Válvula de saída ABS dianteira direita
N101 – Válvula de entrada ABS dianteira esquerda

102 – Válvula de saída ABS dianteira esquerda
N133 – Válvula de entrada ABS traseira direita
N134 – Válvula de saída ABS traseira direita
N135 – Válvula de entrada ABS traseira esquerda
N136 – Válvula de saída ABS traseira esquerda
S9 – Fusível (15A)
S16 – Fusível (15A)
S13 – Fusível (10A)
S178 – Fusível (30A) na bateria
S179 – Fusível (30A) na bateria
T16 – Conector de diagnósticos

FONTE VW

Bobinas de ignição plásticas (segunda família)

Os novos motores, mais otimizados e com elevadas rotações, necessitam de sistemas de ignição mais potentes. Para esses motores foram desenvolvidas novas bobinas de ignição com formas geométricas diferentes das tradicionais, conhecidas como bobinas plásticas.

As bobinas plásticas possuem vantagens em relação às bobinas cilíndricas tradicionais (asfálticas):

• Maior tensão de ignição;
• Maior disponibilidade de faísca por minuto;
• Menor tamanho, ocupando menos espaço no compartimento do motor;
• Menos peso;
• Em muitos veículos, devido ao sistema de ignição estático, dispensa o uso do distribuidor;
• Pode ser construída em diversas formas geométricas, dependendo da necessidade e espaço disponível no compartimento do motor.

Tabela de aplicação das bobinas de ignição plásticas

                              

                                Teste das bobinas plásticas

O teste das bobinas plásticas obedece aos mesmos princípios das bobinas tradicionais (cilíndricas), sendo ideal o uso do osciloscópio para verificação do funcionamento e da potência.

Porém, com o ohmímetro pode-se medir as resistências do enrolamento primário e secundário e, através dessa medição, pode-se Ter uma avaliação aproximada do estado da bobina, não se esquecendo que o teste correto deve ser efetuado dinamicamente, isto é, funcionando e com osciloscópio.

Mostraremos agora como deve ser conectado o ohmímetro para as medições das bobinas plásticas.

É importante lembrar que as bobinas plásticas não necessitam do pré-resistor, ou resistência como é mais conhecido, sendo, portanto alimentadas com 12 v. Em algumas bobinas cilíndricas (asfálticas) o pré-resistor era necessário.

Como vimos nessa apostila, a ignição por bateria sofreu mudanças radicais nos últimos anos. Graças à utilização da eletrônica, os sistemas de ignição passaram a cumprir várias outras funções e, em conjunto com os sistemas eletrônicos do veículo permitem a otimização do gerenciamento do motor.

Com esta apostila, esperamos ampliar as informações sobre algumas características dos diversos sistemas de ignição, desejando contribuir para aprimorar o trabalho dos profissionais que atuam nessa área. Cordial abraço, Paulo Furtado.

As famílias das bobinas de ignição

Como já dissemos, a bobina é o componente do sistema de ignição responsável por gerar a alta tensão necessária para a produção da faísca. As bobinas são classificadas em duas famílias: bobinas de ignição asfálticas e bobinas de ignição plásticas.

Bobinas de ignição asfálticas: São as bobinas cilíndricas tradicionais, com isolante de resina asfáltica.

A Bosch não utiliza óleo na fabricação de bobinas de ignição há mais de 20 anos, pelas seguintes razões:

• caso a chave de ignição fique ligada por longo período, sem que o motor esteja funcionando, será produzido calor na bobina. Em bobinas com óleo, já ocorreram casos de vazamento do líquido, devido ao aumento de pressão, ocasionado pelo aumento da temperatura.
• Para os novos sistemas de ignição eletrônica, que requerem tensões ao redor de 34.000V, as bobinas com óleo já não são suficientes, ocorrendo falhas de ignição.

E - 12V (alumínio)

24.000V (tensão máxima)

13.000 faíscas por minuto

Geralmente aplicada em veículos 4 cilindros, a platinado e à gasolina (Fusca). A bobina E possui o enrolamento primário com aproximadamente 350 espiras. O enrolamento secundário tem em torno de 20.000 espiras, de um fio mais fino que o primário. A tensão máxima e a quantidade de faísca de uma bobina é calculada levando-se em conta:

• Sistema de ignição (platinado ou ignição eletrônica);
• Compressão do motor;
• Quantidade de cilindros;
• Rotação máxima.

Devido à quantidade de espiras e valor de resistência do enrolamento primário, em torno de 3 w , a corrente consumida pelo enrolamento é de aproximadamente 4A (ampères).

Ex: Tensão da bateria = 12 v

Resistência do enrolamento primário = 3 w

12 v: 3 w = 4A

No que diz respeito à quantidade de faísca que a bobina pode produzir, o item principal a ser considerado é a rotação máxima alcançada por cada motor.

Ex: Um motor original VW refrigerado a ar (Fusca) atinge no máximo 5.000 rotações por minuto. Isso significa que se o motor estiver nessa rotação, o distribuidor estará girando a metade (2.500RPM). Portanto, a cada volta completa do eixo do distribuidor, o platinado, ou o impulsor eletromagnético (ignição eletrônica) farão 4 interrupções no enrolamento primário da bobina de ignição, por se tratar de um motor 4 cilindros.

Então teremos:

5.000RPM do motor -> 2.500RPM do distribuidor x 4 n.º de cilindros = 10.000 faíscas

No nosso exemplo, o motor necessita de 10.000 faíscas por minuto, e a bobina E pode fornecer até 13.000 faíscas a cada minuto. Portanto, é a bobina indicada para o motor em questão.

K-12V (azul)

26.000V

16.000 faíscas por minuto

Aplicada em veículos de 4 e 6 cilindros, a platinado e à gasolina, a bobina E (alumínio) pode ser substituída pela K (azul). Por possuírem enrolamentos semelhantes, não ocorrerá a queima do platinado.

KW – 12 v (vermelha)

28.000...34.000V

18.000 faíscas por minuto

Para veículos onde as exigências do motor são maiores, com maior rotação, maior quantidade de cilindros e maior compressão, foi necessário desenvolver um tipo de bobina que pudesse produzir maior tensão e disponibilizar maior quantidade de faíscas por minuto: a bobina KW (vermelha). Para aumentar a tensão máxima da bobina, basta construir o enrolamento secundário com maior número de espiras, até certo limite. Porém, para aumentar a oferta de números de faísca por minuto, a modificação foi executada no enrolamento primário.

Para se conseguir maior número de faíscas por minuto, foi reduzida a quantidade de espiras do enrolamento primário, fazendo com que o campo magnético seja produzido mais rápido. Nas bobinas E e K, o tempo médio para formar o campo magnético está em torno de 8ms (8 milissegundos). Na KW esse tempo foi reduzido para 5ms. Com a redução de tempo para a formação do campo magnético, reduziu-se também o tempo para a formação de alta tensão (faísca).

Conseqüentemente, a quantidade de faíscas disponível aumentou. Porém, essa modificação no enrolamento primário acarretou a diminuição do valor de resistência desse mesmo enrolamento. Nas bobinas E e K o valor médio de resistência do enrolamento primário é de 3W porém na KW o valor foi reduzido para aproximadamente 1,5W . Sendo o valor de resistência menor, a corrente do circuito primário será maior.

Por exemplo:

Tensão da bateria = 12 v

Resistência do enrolamento primário = 1,5W

12 v: 1,5W = 8A (ampère)

Sendo agora a corrente de 8A, que é o dobro das bobinas E e K, o platinado e o enrolamento primário serão percorridos por essa corrente mais elevada. A conseqüência disso será a "queima" prematura dos contados do platinado e o aquecimento da bobina. Para evitar esses inconvenientes, deve ser instalado um resistor (resistência) para diminuir a corrente de 8A para 4A, cujo procedimento informaremos mais adiante. A bobina KW possui inúmeras aplicações, tanto para sistemas de ignição a platinado como para ignição eletrônica.

No caso de veículos com ignição a platinado onde o catálogo de aplicação determina que a bobina a ser instalada seja KW (... 67) devemos verificar se o veículo possui ou não resistor. O problema da utilização ou não do resistor deve-se ao fato de não haver informações suficientes sobre o tema. É importante esclarecermos que a Bosch não fabrica bobinas de ignição com resistor incorporado, e sim alguns tipos de bobinas que necessitam de resistor externo.

Resistor

Como dissemos anteriormente, para evitar a queima prematura dos contatos do platinado e o aquecimento da bobina por corrente elevada, deve ser instalado um resistor para diminuir a corrente de 8A para 4A. O resistor instalado em série com o primário da bobina de ignição terá o seu valor de resistência adicionado ao valor de resistência do enrolamento primário. Portanto, se temos a bobina KW com o valor de resistência do enrolamento primário em torno de 1,5W , adicionamos um resistor exterior de 1,5W , sendo então o valor total de resistência do circuito primário de 3W .

12 v: 3 w = 4A

Com 3 w de resistência do primário e a tensão da bateria de 12V, a corrente será novamente de 4A.

Protegendo o sistema de ignição (platinado)

Portanto, os veículos com sistema de ignição a platinado que requerem a bobina KW vermelha, necessitam do resistor externo.

Existe a dúvida: se a bobina KW necessita do resistor, por que ele não é fornecido junto com a bobina, dentro da embalagem?

A razão é que, quando o veículo novo saiu de fábrica com a bobina KW, esse sistema de ignição já veio provido do resistor, também conhecido por pré-resistor. O resistor pode ser da forma convencional (porcelana), como também pode ser um fio resistivo. Esse fio resistivo (condutor), geralmente feito de níquel-cromo, está instalado entre a chave de ignição e o borne 15 (positivo) da bobina de ignição.

Então, o resistor já faz parte da instalação original do veículo. Se o resistor fosse fornecido como acessório da bobina, e o mecânico desconhecesse que o veículo já possui um resistor original, o sistema de ignição iria funcionar com dois resistores.

Resultado: perda de potência de ignição (faísca fraca).

Antes de instalar a bobina vermelha KW (quando o sistema de ignição solicita), é importante saber se o veículo possui ou não o resistor. A verificação pode ser visual, ou medida com um voltímetro.

Procedimento:

• Instalar o voltímetro conforme desenho acima.
• Com a chave de ignição ligada e o platinado fechado, medir a tensão de alimentação no borne 15 (positivo) da bobina
• Se a tensão for igual à da bateria, 12V, o veículo não possui o resistor.
• Se a tensão encontrada for entre 7...9V, existe no circuito o resistor.

Portanto, é imprescindível o uso do catálogo de aplicações, pois uma aplicação incorreta prejudicará o funcionamento do motor e também poderá danificar a bobina. Além da identificação E, K e KW, estampadas no fundo da bobina e também na etiqueta frontal, ela possui um número de tipo, como por exemplo, 9 220 081 039, o que facilita ao identificação via catálogo de aplicação As bobinas asfálticas, fornecidas para as montadoras (equipamento original de fábrica) eram todas de cor alumínio e tinham uma numeração específica.

Na substituição, esta bobina terá um número correspondente diferente do gravado na peça original – o número de tipo de reposição (que você pode ver abaixo na tabela de valores de resistência) – e terá uma etiqueta colorida conforme o tipo de bobina: E = alumínio / K = azul / KW = vermelha.

Teste da bobina

Para o teste correto da bobina de ignição recomenda-se o uso do osciloscópio, onde se mede a tensão máxima fornecida pela bobina, testando-a sempre na temperatura normal de funcionamento do motor.

Outra opção, menos confiável do que o osciloscópio é medir às resistências dos enrolamentos primário e secundário com um ohmímetro. A medição da resistência deve ser feita na temperatura ambiente entre 20 a 30 graus (a temperatura influi consideravelmente nos valores de medição).

Importante: nem sempre medindo a resistência pode-se assegurar que a bobina esteja perfeita. O correto é testá-la com o veículo em funcionamento usando o osciloscópio.

Ignição eletrônica: vantagens

O sistema de ignição eletrônica começou a ser fornecido no Brasil em 1978 e, daquela época até hoje, muitos novos sistemas foram sendo desenvolvidos e atualizados. A ignição eletrônica possui inúmeras vantagens sobre o sistema a platinado:

• Não usam platinado e condensador, principais causadores da desregulagem do sistema de ignição.
• Mantém a tensão de ignição sempre constante, garantindo maior potência da faísca em altas rotações.
• Mantém o ponto de ignição ajustado (não desregula).

Sistema TSZ-I

O primeiro sistema que a Bosch produziu no Brasil foi denominado TSZ-I que significa:

T = transistor

S = sistema

Z = zündung (ignição em alemão)

I = indutivo

O TSZ-I é um sistema de ignição por impulsos indutivos. Isso significa que o controle e o momento da faísca são efetuados por um gerador de sinal indutivo (também controle por bobina impulsora ou impulsor magnético), instalado dentro do distribuidor.

Conexões do sistema TSZ-I com a unidade de comando de 6 conectores

Ex: 9 220 087 004

É importante observar que nesse sistema, mesmo sendo de ignição eletrônica, a bobina necessita do pré-resistor, pois deve receber em torno de 8V. Geralmente, para esse sistema (com pré-resistor externo), a bobina recomendada é a KW vermelha n.º 9 220 081 067.

A segunda geração do sistema TSZ-I surgiu em meados de 1986 e possui diferenças em relação ao sistema anterior:

• a unidade de comando com número de tipo diferente (9 220 087 011 primário e ...013 reposição) recebeu novo conector com 7 terminais, localizados um ao lado do outro, o que torna impossível a inversão com o sistema anterior.
• Nessa unidade de comando está incorporado o CCR, que significa corte de corrente em repouso.

Benefício do CCR

Se a chave de ignição estiver ligada, sem o motor estar funcionando, a unidade de comando, após aproximadamente 1 minuto, interrompe a alimentação da bobina de ignição, evitando aquecimento, protegendo a própria bobina e evitando a descarga da bateria. Nessa geração foi eliminado pré-resistor, passando-se a utilizar uma nova bobina de ignição (9 220 081 077). A bobina... 077 não é intercambiável com a ...067, por possuírem enrolamento e conectores diferentes. Esse sistema foi especialmente utilizado pela Volkswagen e a Ford entre os anos de 1986 a 1987, aproximadamente.

                                      

Na terceira geração, ainda TSZ-I, a unidade de comando diminuiu de tamanho, porém manteve as mesmas funções do sistema anterior. Esse sistema foi denominado mini TSZ-I. A mini unidade de comando pode ser montada no compartimento do motor do veículo (caso do Chevette), como também "presa" no distribuidor (Fiat). Também nesse sistema não se utiliza pré-resistor.

Sistema mini TSZ-I (linha Fiat)

Esse sistema utiliza a bobina de ignição 9 220 081 091. O outro modelo de sistema mini vem com a unidade de comando separada do distribuidor, porém mantém as mesmas funções do sistema anterior, ex: Chevette.

       

As unidades mini também possuem o corte de corrente de rousepo CCR.

Sistema Hall (TZ-H)

Por volta de 1991, a Bosch desenvolveu o sistema TZ-H, que significa:

T = transistor

Z = zündung

H = Hall (nome de um físico americano que descobriu o efeito Hall)

Esse sistema possui inúmeras vantagens comparadas ao sistema anterior (TSZ-I), principalmente por possuir na unidade de comando um limitador de corrente além do CCR, que irá beneficiar e proteger a bobina de ignição.

                                                            Unidade de comando

Como foi visto, o sistema de ignição eletrônica possuem uma unidade de comando, componente de vital importância para o perfeito funcionamento do sistema de ignição. As unidades de comando controlam também o ângulo de permanência em função da rotação, o que vai garantir a uniformidade da faísca em qualquer regime de carga e rotação do motor. O teste da unidade de comando geralmente é feito com esta instalada no veículo e com equipamentos adequados, sendo um deles o osciloscópio. Um recurso que pode ajudar na avaliação é medir o ângulo de permanência, da mesma forma que se procedia para medir nos veículos a platinado, instalando o medidor na bobina de ignição.

É importante ressaltar que o ângulo de permanência na ignição eletrônica deve ser medido em uma rotação estabelecida, dependendo de cada modelo. Na tabela abaixo informamos as rotações e ângulos correspondentes a cada tipo de unidade. Quando houver discordância entre o valor estabelecido pela tabela e o valor encontrado, é indicação de que o circuito que controla o ângulo.

Solução: substituir a unidade de comando.

Importante: Os números de tipo das unidades de comando fornecidas para as montadoras de veículos (equipamento primário) geralmente são diferentes dos encontrados na reposição (loja de autopeças), porém são intercambiáveis de acordo com a tabela acima. Mais adiante veremos que os sistemas de ignição atuais já não utilizam distribuidor, porém nos sistemas anteriormente mostrados o distribuidor está presente, somente sendo modificado o emissor de sinais, componente integrante do distribuidor e fundamental no processo de geração de alta tensão.

Teste do emissor de sinais

O emissor de sinais, seja do sistema indutivo (TSZ-I) ou do sistema Hall (TZ-H) deve ser testado, de preferência funcionando e com auxílio de um osciloscópio. Na falta desse equipamento, opcionalmente pode ser utilizado um ohmímetro e um voltímetro, porém a confiabilidade é bem superior com a utilização do osciloscópio.

Teste do sistema TSZ-I

No sistema TSZ-I, a emissão de sinais é efetuada por um gerador magnético indutivo, que produz o sinal alternado e é captado pelo osciloscópio.

Outra forma de teste é medir a resistência da bobina impulsora (conforme desenho), porém a confiabilidade é maior com o osciloscópio.

Continua...