Como utilizar o osciloscópio corretamente

Veja nesta matéria como utilizar o osciloscópio corretamente, uma importante ferramenta na obtenção de diagnósticos no motor, além de dicas de como ler os gráficos apresentados

Vitor Marcondes

Da mesma forma que um médico, o mecânico consciente não fornece um diagnóstico sem antes estudar todas as possíveis causas do defeito que está “molestando” o veículo do seu cliente. Atualmente, obter o diagnóstico correto e preciso, antes de se iniciar qualquer tipo de intervenção, está cada vez mais fácil, devido à s diversas tecnologias lançadas no mercado. Um exemplo disso é o osciloscópio, uma ferramenta poderosíssima capaz de medir as tensões elétricas de componentes do motor do veículo, no decorrer do tempo.

Este equipamento, amplamente utilizado na reparação dos circuitos eletrônicos e também nos sistemas de eletrônica embarcada foi, por muito tempo, adaptado para o monitoramento do sistema de ignição de motores, tanto do circuito primário de baixa tensão, quanto do secundário de alta tensão.

Saber ler os sinais fornecidos é muito importante, principalmente, nos dias de hoje, em razão da competitividade e da inspeção veicular, nas cidades brasileiras, que exige rapidez e alta qualidade. Aliás, uma das vantagens de trabalhar com o osciloscópio é o rápido direcionamento dos diagnósticos, o que aumenta a produtividade das oficinas e a satisfação da clientela.

Criada nos anos de 1960, a ferramenta foi largamente difundida entre os anos 1970 e 1980. “Mas o aparecimento dos sistemas de injeção eletrônica e do scanner de diagnose, no inicio dos anos 90, fez o equipamento ser deixado de lado por um tempo. Criou-se um mito que o scanner resolveria todos os problemas, o que não é verdade”, diz o engenheiro Fernando Landulfo, docente da escola SENAI da Vila Leopoldina.

Ele explica que mesmo dotados de gerenciamento eletrônico do motor, os veículos ainda possuem sistemas de ignição de alta tensão, e o monitoramento destes sinais é importante para a execução de diagnósticos. “A análise do sinal de ignição está para o mecânico, assim como o eletrocardiograma está para o cardiologista. A interpretação correta destes dados é de extrema necessidade para se obter avaliações ágeis e precisas”, afirma.

Nesta reportagem você confere a interpretação dos circuitos primário e secundário, num sistema de ignição convencional com distribuidor. Em automóveis com ignição estática, sem distribuidor, o procedimento é exatamente o mesmo, necessitando apenas de um adaptador específico.
Para realizar esta matéria simulamos alguns defeitos elétricos e mecânicos num Chevrolet Chevette 1993. Antes de iniciar o procedimento é recomendado que o profissional utilize os equipamentos de proteção individual (EPIs). Neste caso: luvas de proteção e óculos de segurança.

Conectando ao veículo

1) O primeiro passo para usar o osciloscópio é conectá-lo ao automóvel. Num modelo equipado com sistema de ignição convencional (distribuidor e bobina separada), os cabos de captação do equipamento devem ser conectados nos seguintes componentes: a) bateria (tensão de referência e aterramento); b) primeiro cilindro do motor (sincronismo); c) cabo central do distribuidor (tensões secundárias); d) terminal negativo da bobina (tensões primárias). Nos veículos equipados com sistemas de ignição estáticos ou especiais, a conexão deve ser feita de acordo com as instruções específicas do adaptador utilizado.

Obs.: É importante conectar o cabo no primeiro cilindro para que a análise dos gráficos sigam a ordem de ignição do motor. Deixe os cabos o mais longe possível da ventoinha e de locais quentes que possam danificar e comprometer o funcionamento do aparelho.

2) Em seguida, faça as configurações necessárias. Selecione as informações sobre o tipo veículo que será testado e o modo de setup, neste caso, manual. O Chevette, em particular, tem a bobina próxima ao distribuidor, motor de quatro cilindros e ordem de ignição na sequencia 1, 3, 4, 2 (2a).

 

3) Feito isso escolha o circuito que será examinado, o primário ou o secundário. Nesta matéria vamos testar apenas o circuito secundário. Pronto! O osciloscópio já está na tela de monitoramento de sinais.

4) Agora faça a seleção das escalas. Aqui iniciamos com uma escala de 2 kV por divisão para as tensões e de 5 ms por divisão para o tempo. Lembrando que as tensões estão no eixo vertical e o tempo no eixo horizontal.

5) A partir de agora, o equipamento está pronto para começar a fazer a leitura dos dados. Entretanto, a análise só pode ser feita caso o motor já tenha atingido a sua temperatura normal de funcionamento, jamais faça o diagnóstico com ele a frio.

6) Depois que o conjunto estiver aquecido e com rotação em marcha lenta, os gráficos podem começar a ser estudados. Observe na tela a disposição do circuito secundário. As linhas em destaque representam a tensão em que ocorre a abertura da centelha de cada uma das velas do motor. Como estamos utilizando a escala de 2 kV por divisão, as velas estão disparando quando a tensão atinge o nível de aproximadamente 8 kV.

Obs.: Como este veículo não tem defeitos, todas as linhas de tensão aparecem equilibradas (aproximadamente na mesma altura) a uma tensão considerada aceitável para este tipo de motor (7 a 15 kV). Lembre-se: conectar o cabo do equipamento no primeiro cilindro do motor e selecionar a ordem certa de ignição no setup do osciloscópio é importante para que a imagem mostre na ordem de ignição do motor (6a).

Interpretação dos sinais

7) Para interpretar corretamente essas imagens, é necessário um profundo conhecimento do funcionamento do sistema de ignição (principalmente no que se refere às tensões) e dos fatores que podem alterar o seu funcionamento. Desta forma, o mecânico pode identificar com mais facilidade os problemas mecânicos ou elétricos que podem interferir no funcionamento e distorcer as imagens geradas.

8) Nesta imagem, destacamos o disparo da centelha do cilindro número 3. Observe que a tensão máxima de disparo e a tensão da centelha. A tensão de disparo, ou seja, aquela necessária para abrir o arco elétrico entre os eletrodos da vela, é sempre superior a da centelha propriamente dita (após a abertura do arco). Afinal de contas, a bobina deve fornecer uma tensão aos terminais da vela suficiente para que haja a abertura do arco elétrico. Quando a abertura do arco ocorre, a tensão cai, e mantém um nível constante até o seu fechamento. Notar também que a centelha se mantém aberta por um período que, apesar de pequeno, é visível com o auxílio da ferramenta.

Obs.: É importante destacar que a tensão de disparo varia de acordo com uma série de fatores. É preciso ficar atento à resistência elétrica dos circuitos primário e secundário, que estão diretamente ligadas às condições dos componentes que o formam. Por exemplo: cabos de vela, vela, rotor, tampa do distribuidor. Eletrodos com abertura excessiva também aumentam a tensão de disparo. Caso apresentem algum defeito esses itens vão influenciar diretamente no resultado na avaliação.

9) A tensão de disparo mostrada da imagem atinge o nível de aproximadamente 7kV, vista como normal para este tipo de ignição. A tensão de centelha, que está em torno de 1 kV, também é considerada aceitável. O tempo em que o arco elétrico permanece aberto deve ser contado na horizontal. Observar que, neste caso, a centelha está com uma duração de aproximadamente 5 ms.

 

10) Uma das formas de ler os dados fornecidos pelo equipamento é verificar o equilíbrio das tensões de disparo entre todos os cilindros. Nesta figura, observamos que todos atingem o nível de aproximadamente 7 kV sem muita diferença entre eles. Isso significa que o sistema está alinhado e que não existe uma diferença de resistência elétrica muito grande entre os eletrodos das velas de todos os cilindros.

Obs.: Um dos sintomas que denotam problema é o desequilíbrio no gráfico da tela. A resistência de um dos cilindros aumenta ou diminui muito, se destacando dos demais. É nesse momento que o mecânico deve parar e analisar a parte elétrica e mecânica daquele cilindro em particular.

11) Na primeira simulação de defeitos, desconectamos o cabo de vela do segundo cilindro, consequentemente, a sua resistência elétrica aumentou consideravelmente, com isso a imagem de disparo também elevou.

12) Outros fatores que aumentam a resistência elétrica do circuito secundário são: a abertura dos eletrodos das velas e o aumento de resistência elétrica da tampa e do rotor do distribuidor, aumento da resistência das velas e dos seus cabos, assim como o empobrecimento da mistura admitida. A resistência dos componentes e estado dos terminais devem ser verificados um a um, em casos de anormalidades.

 

Obs.: Atenção com o rotor do distribuidor! Como ele atua em todos os cilindros, você poderá notar a ocorrência do aumento geral nas tensões de disparo. Na tampa isso pode não acontecer, vai depender da resistência elétrica de cada um dos terminais (12a).

13) Não são apenas problemas elétricos que podem provocar mudanças nas tensões. Problemas mecânicos também geram variações. Nesta segunda simulação, empobrecemos relativamente a mistura com uma “entrada de ar falsa” no coletor de admissão. Podemos observar que com a diminuição da quantidade de combustível dentro da câmara, aumentou-se a resistência entre os eletrodos das velas, exigindo uma maior tensão por parte da bobina para a abertura do arco elétrico.

 

Obs.: Este fenômeno também pode ocorrer individualmente. Por exemplo: um bico injetor entupido pode fazer o cilindro em questão trabalhar com uma mistura mais pobre, gerando disparos mais altos. Tensões baixas podem ocorrer por conta da perda de pressão no interior da câmara de combustão, mistura enriquecida em excesso, ou mesmo, um eletrodo de vela excessivamente fechado. Os problemas de pressão nas câmaras de combustão podem ser originados por danos na válvula, desgaste dos anéis dos pistões, ou mesmo, uma junta de cabeçote queimada (13a).

A presença de uma anomalia detectada através do equipamento não é um diagnóstico definitivo, mas apenas um indício de que há necessidade de se fazer exames mais aprofundados. No entanto, fornece um “norte” para a execução do diagnóstico. Diversas podem ser as causas que provocam um determinado sintoma em um veículo, porém, o diagnóstico final deve ser feito por meio de avaliações complementares, para que o mecânico chegue a uma conclusão precisa sobre a causa da falha.

Colaboração técnica: SENAI – Vila Leopoldina