Há alguns anos, houve uma revolução na maneira de controlar o funcionamento dos motores. Surgia no mercado um sistema que automatizava o controle da abertura e fechamento da passagem de ar (borboleta) em motor, eliminando a utilização de cabos de aço, sendo este substituído por um motor elétrico, conhecido como corpo de borboleta motorizado.
Para obter precisão no controle de posicionamento do corpo da borboleta motorizado de aceleração, foi introduzido um potenciômetro duplo para realimentar a central. Para controlar o motor, foi aplicado um sistema de acionamento muito popular na indústria, conhecido pela sigla “PWM” (Pulse- Width Modulation). A Modulação por largura de pulso de um sinal consiste em controlar o valor da alimentação entregue à carga (motor do corpo de borboleta) usando uma frequência fixa, variando apenas o ciclo de trabalho.
O corpo de borboleta motorizado foi desenvolvida por imposição de mercado: o controle e a redução de emissões de gases e a melhora da dirigibilidade, melhor controle de torque do motor, mesmo que motorista pise no fundo do acelerador a abertura da borboleta só será efetuada conforme a melhor resposta de torque e consumo, isso tudo é testado na fábrica em dinamômetro.
Através de mapas desenvolvidos pela engenharia de fábrica, a quantidade de ar e combustível injetada no motor passa a ser totalmente controlada pela central eletrônica do motor (ECU, engine control unit).
Esta tecnologia revolucionária modifica totalmente a maneira de diagnosticar e reparar estes novos componentes, devido ao grau elevado de eletrônica embarcada e aplicação de automação industrial nestes componentes.
A técnica de “PWM” foi introduzida na indústria devido à necessidade de controlar a velocidade e a posição dos motores utilizados em esteiras e robôs industriais, com baixo custo, redução de tamanho e potência, precisão e facilidade de controle.
Esta técnica consiste basicamente em aplicar uma frequência fixa de trabalho na alimentação de tensão do motor.
Vamos obter variação de velocidade conforme demonstrado na figura. 1, figura .2 e figura.3 em função da variação da duração do tempo entre o período de ligado e desligado do sinal fornecido ao motor.
Observe que através da modulação dos tempos de trabalho Ton e Toff, a frequência permanece a mesma. Porém ocorre a variação de tensão média sobre a carga, mantendo a alimentação 12Volts, observamos que os valores de 4,8Volts; 6,0Volts e 7,2Volts são proporcionais ao Ton.
Com esta técnica, obtemos qualquer valor possível de 0% a 100% do valor de alimentação.
Isto é fundamental, pois os motores trabalham de maneira linear, ou seja, se um motor que foi projetado para receber 12Volts de alimentação girar a 1000 RPM (rotações por minuto), quando aplicamos 6Volts / (Ton = 50%) este motor também reduzirá sua rotação em 50% da capacidade máxima, passando a girar com 500RPM.
Estas características são fundamentais para o total controle de velocidade e posicionamento da borboleta no controle de fluxo de ar
•POTENCIÔMETROS
Seria necessário saber a posição precisa da borboleta de aceleração (0 a 100%) para que a ECU do motor pudesse calcular o combustível necessário para o perfeito funcionamento do motor em toda a faixa de utilização potência e torque.
Dessa forma foi necessário usar um potenciômetro variável ligado ao eixo da borboleta que pudesse traduzir o movimento de abertura e posição da mesma em função de uma tensão variável, geralmente de 0 Volt a 5 Volts.
Atualmente o corpo de borboleta motorizado contam com 2 tipos de potenciômetros, resistivos e de efeito Hall (variação de sua resistência em função de um campo magnético sem contato elétrico, eliminando o ruído ou mau contato entre a pista resistiva e o cursor do potenciômetro resistivo).
Um POTENCIÔMETRO é um componente elétrico que possui resistência elétrica variável . Geralmente, é um resistor de três terminais onde a conexão central é deslizante e ajustável. Se todos os três terminais são usados, ele atua como um divisor de tensão.
Existe também a aplicação de potenciômetros por efeito Hall. A principal vantagem do sistema por efeito Hall em relação ao resistivo é a ausência de contatos mecânicos para a captação de sinal, porém ambos têm a função de indicar o ângulo de abertura da borboleta, através de valores de tensão na saída dos potenciômetros.
Estes valores são lineares e proporcionais.
Através de cálculos, usando informações dos potenciômetros, a ECU sabe qual a quantidade de ar que o motor está admitindo em tempo real e consegue estipular a quantidade de combustível que será injetada pelas válvulas injetoras.
Dessa forma, a relação estequiométrica trabalha sempre próxima da ideal, com o mínimo de emissão de gases poluentes e o Máximo de rendimento do motor.
Outra característica deste potenciômetro é a forma de trabalho.
Estes são alimentados com 5 Volts de tensão de alimentação e as saídas da pista 1 e pista 2 trabalham de maneira invertida e complementares, ou seja, se a P1 está com 1,0Volt, a P2 deverá estar com 4,0Volts sendo a soma das pistas P1 + P2 = 5Volts da alimentação.
Quando ocorre a movimentação da borboleta o sensor de posição converte o ângulo de abertura em valores elétricos, sendo que a Pista 2 irá variar de 0 Volt a 5 Volts de valor enquanto a Pista 1 irá variar de 5 Volts para 0 Volt. (Figura 4 ).
No mercado de reparação, os técnicos reparadores sentiram a necessidade de ferramentas especiais, maior quantidade de informações técnicas sobre o funcionamento desses novos componentes e aprimoramentos das técnicas para o diagnóstico mais rápido e preciso.
A Microcar tecnologia automotiva, empresa especializada no desenvolvimento de ferramentas eletrônicas especiais, desenvolveu a MULTITEST, uma ferramenta sofisticada que atende a todas as necessidades do reparador automotivo, executando teste diretamente nos componentes do corpo de borboleta (motor e pistas dos potenciômetros) e pedal de acelerador.
A MULTITEST possui software integrado de fácil utilização com as frequências de PWM corretas para cada tipo de montadora e tabela de aplicação com os valores de funcionamento mapeados, que facilitam o diagnóstico destes componentes.
Outra vantagem que a MULTITEST oferece é a analise da vida útil destes componentes.
A ferramenta MULTITEST analisa também outros modelos de atuadores:
• CORPO DE BORBOLETA
• TPS
• ACELERADOR ELETRÔNICO
• ATUADOR DE MARCHA LENTA
• MOTOR DE PASSO
• VÁLVULAS INJETORAS
