Defeito relatado pelo cliente:  De forma intermitente, o veículo perde potência, não passa de 60 Km/h.

DTC’s no scanner: uma falha referente à rede CAN (comum nesse veículo).

Equipamentos usados:  Scanner VCI NAPPRO e analisador de motor USBAUTOSCOPE IV (script SIGNALDAFP)

Figura 1- Código de falha no scanner

Figura 2- Sinais obtidos na UCE no interior do veículo, abaixo do porta-luvas

Na figura acima, capturamos alguns sinals no conector da UCE, debaixo do porta-luvas no interior do veículo. A saber:

  • Canal 1:  sensor de rotação
  • Canal 2:  sinal do rail
  • Canal 5:  pulso injetor cilindro 1
  • Canal 6:  pulso da válvula reguladora de combustível

Nessa foto, o tempo de captura foi de 0,4 ms

Figura 3- Com o alto poder de gravação do AUTOSCOPE IV, diversos modos de operação do motor podem ser gravados facilmente.

Agora podemos ver os mesmos sinais da Figura 2  mas agora em uma base de tempo diferente, de 100 ms.  É perceptível no canal 5, referente ao acionamento do injetor, o aumento de frequência do sinal e o repentino desligamento (cutt-of) na desaceleração.

A técnica proposta nesse material é cruzar as informações do sensor do rail com o acionamento da válvula reguladora de combustível.  Tal válvula possui o acionamento por pulsos PWM (Pulse-Width Modulation) e com um osciloscópio comum, a análise do duty cycle em diversos modos de operação do motor (marcha lenta, aceleração, desaceleração) pode ser cansativa, demorada e imprecisa.  O equipamento Autoscope IV, analisador de motor, possui um algoritmo especial capaz de trabalhar de forma avançada em sinais digitais. O equipamento converte o pulso PWM em um gráfico de traço analógico, facilitando diagnosticar a dinâmica do funcionamento Common Rail.  Tal função pode ser útil para análise de sinais digitais, por exemplo, o sensor de fluxo de ar, ou então a análise detalhada de atuadores controlados por sinais modulados por PWM, por exemplo, sensores de oxigênio ou válvulas de controle de fluxo de combustível, como veremos abaixo.

Figura 4- Script SIGNALDAFP sendo executado pelo AUTOSCOPE IV.

Com o Script executado, temos no gráfico amarelo 5 oscilações, que são as mudanças de frequência do sensor CKP, que nos mostram quando o veículo foi acelerado.  O script SIGNALDAFP não trabalha especificamente convertendo sinais digitais em gráficos analógicos.  Como mostrado no exemplo acima, um sinal digital (CKP) teve uma análise de sua frequência média.  Com esse recurso, podemos capturar a variação de frequência do sinal e determinar os momentos de aceleração e marcha lenta.

No canal verde temos a onda referente ao sinal do sensor do rail, que não sofreu nenhuma transformação pelo script.  Pela análise do sinal, vemos uma pressão constante em marcha lenta e oscilações nos momentos de aceleração.

O canal azul nos mostra o PWM transformado em sinal linear, a “cereja do bolo” do nosso diagnóstico.  O valor de PWM mantem-se quase que constante em 53% na marcha lenta, conforme destacado na foto abaixo.

Figura 5- Aplicado o recurso “zoom” em uma das acelerações.

Aqui destacamos apenas uma das acelerações.  O valor da válvula reguladora de combustível eleva-se para um valor em torno de 75% na aceleração.  Sabemos que o motor do veículo acelerou devido à mudança de frequência do sinal do sensor CKP, representado pelo gráfico amarelo.  O aumento da largura de pulso PWM sugere que a UCE determina um maior fluxo de combustível para a bomba de alta pressão e logicamente um aumento de pressão no Rail.  Como podemos ver no gráfico, a pressão de combustível que deveria subir, sofre um decremento de valor.   Os testes agora foram direcionados para o circuito de baixa pressão, de sucção de combustível.  O filtro de combustível já havia sido trocado e o pescador interno ao tanque também sofreu intervenção mecânica em outra oficina.  Como não havia bolhas no sistema de baixa pressão de combustível e a pressão estava em ordem, suspeitamos da válvula reguladora de combustível.  Ao desmontá-la, constatamos que o eixo da válvula ficava preso em determinados cursos.  Após a limpeza do componente e teste em bancada específica, rodamos com o veículo para testes.  

Figura 6- Ajustes para executar o script

A figura acima mostra como é feito a seleção de funções do script SIGNALDAFP no equipamento.  A tradução do software para português -Brasil já foi feita.  Selecionamos os canais de interesse e os outros canais que não foram usados no teste, marcamos com “Nenhum”.  Em seguida o equipamento mostra a aba principal com os parâmetros inseridos pelo usuário e sugere valores de tensão para alguns canais, que poderão ser mudados de acordo com a preferência do usuário.

Figura 7- Aba principal e valores de tensão sugeridos pelo software

Figura 8- Script gravado com veículo sob teste de rua

A figura 8 mostra o script em sua totalidade de tempo, no caso 546 segundos ou aproximadamente 9 minutos.  O poder de gravação de forma contínua ajuda na identificação de panes intermitentes e a gravação dos testes podem ser realizadas tanto com o veículo parado como rodando em pista, como foi nosso caso.

Aplicando o recurso de “zoom” ou “lupa” da amostragem de 9 minutos, selecionamos apenas uma das acelerações e tiramos as seguintes conclusões:  Com o incremento da frequência do sensor CKP, a válvula reguladora de combustível altera seu PWM médio de 53% para um valor médio de 62% e em seguida a pressão do rail que antes estava em um valor médio de 1,54 Volts aumentou para 2,11 Volts.  Em todas as solicitações de carga no período de 9 minutos do teste gravado, a tensão do sensor do Rail sempre aumentou após o incremento do PWM da válvula reguladora de combustível e consequentemente, houve diminuição da tensão do sensor do Rail quando a UCE diminuiu o duty cycle do pulso PWM.

Figura 10- A cada aceleração, existe uma resposta quase que imediata da pressão do rail depois da variação do valor de PWM.

Outro exemplo de sinal está na figura acima, onde temos duas breves acelerações e desacelerações, diferente da figura anterior que a aceleração estava uniformemente crescente.   As estratégias que a UCE aplica para tentar controlar a pressão (oscilações de ciclos PWM) são vistos claramente nesse script.  Aplicando mais “zoom” na foto, poderíamos constatar que a cada variação de PWM, mesmo que pequena, refletiria diretamente no sinal do rail

Esse tipo de diagnóstico pode ajudar o reparador no pátio da oficina, visto que nem todos os sistemas Common Rail podem ter disponíveis os PID’s referente aos componentes envolvidos nos testes ou mesmo a ferramenta de diagnóstico (scanner automotivo) pode não ter os parâmetros disponíveis em seu software.  Mesmo que alguns valores estejam disponíveis no scanner, é bom ter outra ferramenta que mostre os sinais de forma independente da UCE (unidade de controle eletrônico do motor) pois como sabemos, os sinais vindos da UCE sofrem muitos processamentos até serem mostrados na tela do equipamento de diagnóstico.

Texto:  Diogo Vieira.