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Técnica de análise de obstrução dos gases de escape com transdutor de pressão JM29

Como analisar a obstrução dos gases de escape, utilizando o transdutor de pressão? Neste artigo iremos apresentar um estudo utilizando esta incrível ferramenta de análise.

 

 

Fala meus amigos reparadores, irei descrever uma analise de obstrução dos gases de escapamento utilizando o transdutor de pressão JM29, este transdutor converte pressões seja ela qual for em sinal elétrico, e através do sinal elétrico utilizamos técnicas para analisar o comportamento do motor. (Fig.1)




Como é aplicado o Transdutor de pressão JM29 no motor?

Para realizar a técnica de diagnóstico de obstrução dos gases de escapamento, removemos apenas uma vela de ignição, e conectamos no lugar desta vela um adaptador sextavado acompanhado de uma mangueira flexível de alta pressão e, por ultimo o transdutor JM29.  Abordaremos neste estudo um motor de 4 cilindros com cabos de velas, e ao retirar a vela de ignição o cabo ficara exposto com risco de centelhamento fora do cilindro, então um acessório de aterramento para este cabo deve ser usado. Conectamos o cabo de vela que ficou solto neste adaptador de aterramento, para não ter centelha perdida e vir a machucar o reparador, e também causar um incêndio, todo cuidado deve ser tomado. (Fig.2)



Conectando o Transdutor no osciloscópio

Temos então o transdutor instalado no cilindro do motor para realizar a medição da pressão, logo próximo passo é ligar o transdutor no osciloscópio e realizar a configuração do software. O transdutor converte a pressão do cilindro para um sinal elétrico, logo o sinal elétrico do transdutor tem a saída de leitura para o osciloscópio em voltagem, e esta voltagem é proporcional a pressão de entrada no transdutor. Iremos neste estudo tratar a unidade de pressão em Bar para simplificar essa análise, e assim sendo como estou medindo a pressão do cilindro e meu sinal de saída para o osciloscópio é em voltagem, devemos fazer a conversão de voltagem para a unidade de pressão Bar. Alguns osciloscópios tem a opção de criar uma leitura diretamente em Bar configurando essa transformação no software, como exemplo vou citar o piscoscope, nele podemos deixar a saída de voltagem diretamente para Bar, simplificando assim sua análise. Já em outros osciloscópios com menos recursos em sua estrutura de software, a leitura será em voltagem, e a conversão será manual. Existe um software chamado Gabaritop, que está configurada para fazer essa conversão, e poderá auxiliar muito a sua análise. (Fig. 3)




Dica de osciloscópio

Um bom osciloscópio é construído de um bom software, você pode achar muitos osciloscópios prometendo muita coisa, mas o diferencial em um osciloscópio é a construção do seu software alinhado com um bom hardware, existem empresas empenhadas melhorando a qualidade de seus softwares todos os dias.

 

Funcionamento do motor

Com o transdutor já instalado no motor, conectado no osciloscópio e configurado o tempo/voltagem, estamos prontos para funcionar o motor. O motor de 4 cilindros irá funcionar com 75% de sua capacidade em relação aos pistões, logo o cilindro com o transdutor não irá entrar em combustão porque neste cilindro está aplicado o mesmo, o cilindro com o transdutor o eletro injetor de combustível deve ser desligado, pois não ocorrerá centelha no mesmo e assim a ausência de combustão. Caso a injeção de combustível neste cilindro não for desligada, pode vir a encher o cilindro de combustível e lavar os anéis de segmento permitindo assim os anéis perderem sua eficiência de vedação, e a pressão do cilindro deslocar-se para o cárter, mascarando assim a leitura do transdutor JM29. No cilindro em que estiver aplicado o transdutor, este cilindro ira apenas funcionar como uma bomba de ar, onde irá comprimir o ar e descomprimir o ar, pois não teremos ignição e combustível para ocorrer a combustão.

Pressão atmosférica (mBar) vs Altitude (m) vs Temperatura (°C)

Para usar a técnica de análise de obstrução dos gases de escape, temos de conhecer a pressão atmosférica local, ou seja, a pressão atmosférica da sua região. Neste estudo vamos usar a altitude de 500 metros, com a temperatura de 20°C, esses dados correspondem a uma pressão atmosférica de 947 mBar. (Fig.4)




Pressão dos gases de escapamento

Os motores de combustão interna ciclo otto trabalham com 4 tempos, admissão, compressão, combustão, e escape, logo na fase de escape o motor está com a válvula de escape aberta e expulsando os gases de escape fora conforme o pistão avança, e com esses gases saindo do motor a sua pressão de escoamento é aproximadamente igual a pressão da atmosfera. Como já conhecemos a pressão atmosférica do nosso estudo de 947 mBar, a pressão de escoamento dos gases de escape, deve ser aproximadamente 947 mBar.

O que pode causar a obstrução dos gases de escapamento?

Uma obstrução dos gases de escapamento pode ser oriunda de alguns fatores, sendo válvula de escape presa, tubulação de escape com excesso de carbonização, e o próprio catalisador entupido.

Qual o efeito da obstrução dos gases de escapamento no motor?

A obstrução dos gases de escape irá elevar a pressão do coletor de admissão, vamos admitir que em um motor de 4 cilindros a pressão do coletor de admissão opera em média de 350 mBar em macha lenta á 950 RPM em operação normal, logo com uma obstrução dos gases de escape, esses retornam para o coletor de admissão, elevando a pressão média de 350 mbar para 500 mBar “Valores simbólicos”. Quem irá informar essa mudança de pressão é o sensor MAP instalado no coletor de admissão, a central através do MAP, entende uma carga maior de ar no motor, aumentando o tempo de injeção, e assim elevando o consumo de combustível.

Analisando os gráficos do transdutor de pressão JM29

Antes de qualquer análise, devemos conhecer uma forma de onda perfeita, ou seja, uma forma de onda padrão sem anomalias, e conhecendo como é a característica da forma de onda padrão, aumentara a qualidade da análise.

Forma de onda Padrão - Ciclo completo da forma de onda do transdutor de pressão JM29

Na figura 5 temos a forma de onda de um cilindro em bom estado, esta forma de onda é um ciclo completo do motor, os picos da onda que se assemelham com uma torre representam o PMS do cilindro, e nesta imagem temos dois PMS, que representam um ciclo completo do motor. Observe que temos uma linha pontilhada na figura 5, representando a pressão atmosférica. (Fig.5)




 

Forma de onda padrão - Ciclo da fase de escapamento

Observem a linha pontilhada da pressão atmosférica na imagem 6, destacamos apenas a fase de escape da forma de onda entre 180° e 360°, e observem como a pressão da saída dos gases de escape fica próxima a pressão atm e trabalham cruzando a linha da pressão atmosférica com curvas ondulatórias, este é um comportamento comum. (Fig.6)




Forma de onda com defeito - Ciclo completo da forma de onda do transdutor de pressão JM29

 

Nesta imagem temos uma obstrução dos gases de escape, observem a linha pontilhada da pressão atmosférica em relação ao gráfico do transdutor de pressão, a linha pontilhada fica bem abaixo do sinal do transdutor, indicação de obstrução. (Fig.7)




Forma de onda com defeito - Ciclo da fase de escapamento

Em destaque na imagem 8, temos a fase de escape ampliada para melhor visualização, observem como a pressão dos gases de escape estão muito acima da linha pontilhada da pressão atmosférica. Esta pressão acima da linha da atmosfera corresponde a um delta de 1217 mV, convertendo essa voltagem em pressão, encontramos 3.5 Bar da pressão de escape acima da pressão atm. (Fig.8)




Considerações finais

Foi realizado o mapeamento dos 4 cilindros, obtendo os gráficos de mesmo comportamento de obstrução, este motor se encontrava em sincronismo descartando assim o comando fora de posição, logo foi removido o catalisador e substituído por um novo, o motor respondeu com sucesso seu funcionamento.

 

Ciclo completo do transdutor JM29 após correção do defeito

 

Após a substituição do catalisador, foi realizado uma nova captura do sinal do transdutor, e observando a imagem 9 notamos o comportamento normal da forma de onda padrão. Por isso é muito importante conhecer o sinal bom antes de qualquer análise. Na imagem 9 temos o sinal do transdutor com a borboleta 100% aberta, com carga máxima, e mesmo assim os gases de escape não ultrapassaram a linha da atmosférica. (Fig.9)





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