Sensor de Pressão do Ar-Condicionado

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O sensor de pressão do ar-condicionado informa a pressão de trabalho do fluido refrigerante do ar-condicionado para os sistemas de controle eletrônico do veículo, com a finalidade de monitorar e proteger o sistema como um todo, por exemplo, contra o congelamento. Nesta matéria iremos abordar um pouco do histórico e funcionamento do sistema do A/C. Além disso, falaremos da função, tipos de sensores de pressão do A/C, testes e códigos de falha relacionados ao sensor. Fique por dentro!

Neste post você vai ver:

Veículos equipados com ar-condicionado como item opcional de fábrica surgiram em meados da década de 1930, nos Estados Unidos, com o Packard 180 da montadora norte-americana Packard. Apesar de revolucionário, o sistema de climatização utilizado no Packard 180 não foi bem aceito, pois ocupava muito espaço e não se tinha controle sobre o fluxo de ar gerado, ou seja, em determinados momentos o interior do veículo parecia uma geladeira, e em outros uma sauna. Há relatos de que em situações extremas era preciso desligar o motor, abrir o capô e retirar a correia do compressor para desligar o sistema.

sensor pressão ar condicionado ac packard
Packard 180.
Um sistema semelhante ao utilizado atualmente nos veículos em circulação surgiu em meados de 1954 no Ambassador, da montadora Nash.

Este sistema era equipado com comando do fluxo de ar no painel central do veículo e um compressor com embreagem magnética que permitia o desligamento da refrigeração do ar quando necessário.

No Brasil, o primeiro veículo equipado com ar-condicionado de fábrica foi a limusine Aero-Willys Itamaraty, de 1966, que já utilizava um sistema similar ao do Ambassador. Na época, essa limusine era destinada ao transporte de figuras públicas importantes e membros da alta classe.

Com o passar dos anos a evolução tecnológica tornou possível diversos avanços em questões de eficiência, potência e economia. Assim, os sistemas de ar-condicionado não fugiram disso.

Um exemplo disso é o sistema de ar-condicionado do Bugatti Chiron. A montadora informa que, se utilizado em escala residencial, o sistema seria capaz de resfriar um apartamento de 80m². Isso porque, com o tamanho avantajado do para-brisa e as altas velocidades que o superesportivo pode atingir, o interior chega rapidamente a altas temperaturas e necessita de um sistema de climatização potente o bastante para gerar uma boa experiência aos ocupantes.

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Bugatti Chiron.

Como funciona o sistema de ar-condicionado?

Antes de falarmos sobre o sensor de pressão do ar-condicionado, explicaremos os princípios de funcionamento do sistema de ar-condicionado automotivo.

Existem diversas configurações dos sistemas de ar-condicionado veiculares. Além disso, podem variar o modelo, a quantidade e a disposição dos componentes responsáveis pela climatização do veículo. Os sistemas mais comuns são equipados com:

  • Compressor
  • Condensador
  • Filtro secador
  • Válvula expansora
  • Evaporador

Assim, pode-se resumir o funcionamento do sistema de refrigeração do ar em 5 etapas:

Compressão

O processo de refrigeração do ar inicia-se com a compressão do fluido refrigerante, na fase gasosa, efetuada pelo compressor do ar-condicionado. Logo, com a compressão, o fluido (gás) tem sua pressão e temperatura elevadas.

Condensação

Após a compressão, o fluido passa por uma serpentina, chamada de condensador, que é auxiliada pelo eletroventilador do radiador, com o intuito de diminuir a temperatura do fluido (gás) e transformá-lo em líquido (condensação).

Desumidificação

Agora, parcialmente líquido e ainda sob pressão, o fluido passa pelo filtro secador para o processo de filtragem e desumidificação, para que apenas o líquido avance pela tubulação.

Despressurização

A partir disso, agora na fase líquida, o fluido dirige-se à válvula expansora, que diminui drasticamente a pressão. Com a despressurização a temperatura do fluido (líquido) é diminuída abruptamente.

Evaporação

A próxima etapa consiste na passagem do fluido refrigerante (líquido) pelo evaporador. O processo de evaporação rouba o calor do ar externo e, a partir disso, o eletroventilador da caixa de ar capta o ar refrigerado para a climatização do habitáculo do veículo.

Após isso, o processo inicia-se novamente.

VÍDEO

No nosso Canal do Youtube temos um vídeo onde o processo de refrigeração do ar é explicado de forma bem didática, com animações de todo o processo e das etapas envolvidas. Confira o vídeo abaixo!

Fluido refrigerante

O processo de refrigeração ocorre por conta das propriedades contidas no fluido refrigerante R134a, sendo a principal propriedade deste fluido, para sistemas de refrigeração, a troca de calor com o meio durante a vaporização do mesmo.

Anterior ao R134a, os veículos utilizavam o fluido refrigerante R12. No entanto, desde 1997, os veículos deixaram de utilizar o R12. Essa mudança ocorreu devido aos danos que o R12 causa à camada de ozônio se descartado na atmosfera terrestre.

Mas engana-se quem pensa que o R134a pode ser descartado de maneira imprópria sem que haja danos ao meio ambiente. O descarte incorreto de 1 kg de R134a na atmosfera terrestre, equivale a descartar aproximadamente 1500 kg de CO2, ou seja, isso contribui diretamente com o aquecimento global. Um veículo a gasolina libera aproximadamente 150 gramas de CO2 por quilômetro rodado. Portanto, jamais despeje-o na atmosfera e sempre faça o descarte correto do fluido refrigerante que for substituído no veículo.

Para mais dicas de oficina sustentável e meio ambiente, temos um conteúdo exclusivo.

Contudo, um novo tipo de fluido está sendo implementado aos poucos na indústria automotiva: o R1234yf. Na Europa e nos EUA a utilização desse fluido já é uma realidade.

No Brasil, a implementação do R1234yf na fabricação de veículos novos ainda está nas fases iniciais e não há norma que regulamente/obrigue a sua utilização.

O R1234yf é o substituto do R134a por ter grau zero de agressão à camada de ozônio e não contribuir com o aquecimento global, ou seja, é um fluido ecologicamente correto. Porém, o ponto negativo deste fluido é sua inflamabilidade. Assim, deve-se ter muito cuidado e utilizar ferramentas específicas para reparos em sistemas de refrigeração com fluido R1234yf.

Qual a função do sensor de pressão do ar-condicionado?

Agora que sabemos como funcionam os sistemas mais comuns de ar-condicionado automotivo, explicaremos a função do Sensor de Pressão do Ar-condicionado dentro do sistema.

Assim, o sensor de pressão do ar-condicionado funciona como um medidor de pressão da tubulação do sistema de refrigeração do ar. Envia essas informações para a unidade de comando com a finalidade de proteger o sistema como um todo, como por exemplo, contra o congelamento da tubulação. Ou seja, ele transforma os valores físicos de pressão em sinais elétricos que informam a pressão na tubulação do sistema.

sensor pressão ar-condicionado como
Exemplo de sensor de pressão do ar-condicionado.

Geralmente instalado após o condensador, este sensor capta os valores de pressão do fluido refrigerante na linha de alta pressão do sistema de ar-condicionado. Portanto, sempre que houver valores muito altos ou muito baixos de pressão a central de comando adotará a estratégia de controle adequada.

Em casos de valores abaixo do esperado, situação que geralmente ocorre por pouca quantidade de fluido refrigerante no sistema, seja por vazamentos ou outro problema, o compressor poderá ser desligado.

Nos casos de valores acima do esperado o compressor também pode ser desligado, mas por motivos diferentes. Valores de pressão elevados podem ocasionar o congelamento da tubulação do sistema e também das saídas de ar do painel central do veículo, além de poder ocasionar danos nas vedações.

A seguir, explicaremos os detalhes de funcionamento dos tipos de sensores de pressão do ar-condicionado.

Tipos de sensores de pressão do ar-condicionado

Quando o assunto são os sinais enviados pelos sensores, os tipos encontrados nos veículos variam de acordo com o projeto de engenharia.

Sensor analógico

Portanto, grande parte dos veículos são equipados com sensor analógico, onde a intensidade do sinal enviado à unidade de comando varia proporcionalmente com a pressão medida na tubulação do ar-condicionado. Geralmente este tipo de sensor é alimentado por uma tensão de 5 volts (DC) e seu sinal varia entre 0 e 5 volts (DC).

Abaixo trouxemos o oscilograma do sensor de pressão do ar-condicionado junto com o sinal de acionamento do compressor do ar-condicionado do Fiat Freemont 2.4 16V DUAL VVT 172cv (ED3/EDG)/SIEMENS VDO, material exclusivo para assinantes da Plataforma Doutor-IE.

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Oscilograma do sensor de pressão do A/C – Fiat Freemont 2.4.

Assim, como podemos observar no oscilograma, a partir do momento em que o compressor é acionado (canal A), a pressão na tubulação do sistema (canal B) começa a subir gradativamente.

Sensor PWM

Existem veículos equipados com sensor PWM, onde o sinal enviado à unidade de comando tem uma configuração diferente. Este tipo de sensor é equipado com circuito eletrônico e envia um sinal digital do tipo PWM (sinal modulado por largura de pulso). O sinal PWM consiste num sinal de onda quadrada e frequência fixa, onde a duração do pulso (largura do pulso) pode variar, aumentando ou diminuindo o valor médio da tensão do sinal, de acordo com a pressão na tubulação do ar-condicionado.

Um exemplo de aplicação deste tipo de sensor é o Audi Q3 2.0 16V TFSI 220cv (CULC), abaixo temos o esquema de ligação do sensor de pressão do A/C deste veículo.

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Esquema de ligação do sensor de pressão A/C – Audi Q3 2.0.

No sistema de ar-condicionado do Audi Q3 é o comando do A/C quem recebe e gerencia as informações do sistema, ou seja, a unidade de comando é o próprio comando do A/C. Como podemos ver, nesse caso, o sinal enviado pelo sensor de pressão do ar-condicionado é um sinal PWM com uma frequência de aproximadamente 50Hz.

Rede LIN

Há também veículos em que a comunicação do sensor com a unidade de comando é através de rede LIN. Rede LIN é um dos protocolos de comunicação utilizados no ramo automotivo e serve para interligar componentes secundários do veículo.

Se você tiver interesse em aprender sobre os detalhes envolvidos no funcionamento deste protocolo de comunicação, acesse a dica rápida sobre um caso solucionado pelo Suporte Técnico da Doutor-IE, onde uma falha de comunicação com a unidade de controle do estado de carga da bateria resultou numa explicação detalhada sobre como a rede LIN funciona. Não perca!

Um exemplo de aplicação de um sensor que se comunica via rede LIN é o Volkswagen T-Cross 1.0 12V TSI TotalFlex 116/128cv (DHSB). Abaixo temos o esquema de ligação deste sensor.

esquema sensor pressão ar-condicionado t-cross
Esquema de ligação do sensor de pressão A/C – Volkswagen T-Cross 1.0.

Como testar o sensor de pressão do ar-condicionado?

Sempre que possível, o melhor método para realizar testes em sensores é utilizando um osciloscópio automotivo, onde a visualização da forma de onda do sinal nos dá informações importantes a respeito da integridade do componente.

Mas como nem sempre se tem um osciloscópio à disposição para a realização de testes e medições, a utilização de multímetros convencionais e multímetros automotivos também podem nos entregar bons resultados sobre a integridade de certos componentes. A seguir explicaremos como realizar testes no sensor de pressão do ar-condicionado.

Teste com osciloscópio

Mesmo sendo um teste simples, a análise da forma de onda obtida através de um osciloscópio varia conforme o tipo de sensor que o veículo em questão estiver equipado. Portanto, fique sempre atento à aplicação de componentes. Nos diagramas elétricos presentes na Plataforma Doutor-IE você encontrará informações imprescindíveis, como tipos de sinais e tipos de alimentações de sensores.

Assim, para efetuar o teste do sinal do sensor de pressão do ar-condicionado através do osciloscópio, siga os seguintes passos:

  • Conecte a ponta de teste do osciloscópio no terminal do sinal do sensor. Lembre-se de aterrar o cabo de referência do canal que está utilizando;
  • Dê partida no motor;
  • Analise o gráfico/sinal na tela do seu equipamento e compare com o sinal de referência. Lembre-se que o sinal deve ser coletado sob as mesmas condições informadas no gráfico de referência, Ex.: Durante o acionamento do ar-condicionado.

Teste com multímetro

Para testar componentes com um multímetro tem que atentar-se a um detalhe: nem todo sinal enviado por sensores pode ser interpretado de forma conclusiva através de um multímetro.

Isso porque existem sensores, como por exemplo o sensor que se comunica via rede LIN, em que o sinal não trás padrões de comportamento diretamente proporcionais à variação da grandeza a ser medida. Ou seja, se o valor da pressão na tubulação do ar-condicionado aumentar de 50 para 100 PSI, por exemplo, o sinal não irá variar proporcionalmente a esse aumento.

Agora, para efetuar o teste do sensor analógico de pressão do ar-condicionado, siga os seguintes passos:
  • Configure o multímetro para efetuar leituras na escala correta de tensão de corrente contínua (VDC);
sensor pressão ar-condicionado
Multímetro configurado para medir tensão de corrente contínua (VDC).
  • Certifique-se que o conector da unidade de comando e do sensor estão conectados;
  • Conecte uma ponteira do multímetro no terminal de sinal do sensor e outra na massa;
  • Dê partida no motor;
  • Analise o valor apresentado na tela do multímetro e compare com os valores de referência. Lembre-se de efetuar o teste sob as mesma condições informadas no teste de referência, Ex.: Alguns instantes após o acionamento do compressor do ar-condicionado acionado.

Para efetuar o teste do sensor PWM de pressão do ar-condicionado, o passo a passo é semelhante. Geralmente o sinal PWM pode ser avaliado com o multímetro de duas formas:

1 – Medindo a tensão CC (corrente contínua) do sinal PWM, onde o multímetro vai apresentar o valor médio do sinal e a análise é similar ao sensor analógico;

2 – através da função “%Duty” como mostrado a seguir:

  • Configure o multímetro para efetuar leituras de sinais PWM (%duty);
sensor pressão ar-condicionado valor pwm
Multímetro configurado para medir sinais PWM – duty cycle.
  • Certifique-se que o conector da unidade de comando e do sensor estão conectados;
  • Conecte uma ponteira do multímetro no terminal de sinal do sensor e outra na massa;
  • Dê partida no motor;
  • Analise o valor apresentado na tela do multímetro com os valores de referência. Lembre-se de efetuar o teste sob as mesma condições informadas no teste de referência, Ex.: Com o veículo em marcha lenta com o compressor do ar-condicionado desligado.

Códigos de falha que podem estar relacionados com o sensor de pressão do A/C

  • P0530: Falha no Circuito Elétrico do Sensor “A” de Pressão do Refrigerante do A/C (A/C Refrigerant Pressure Sensor “A” Circuit)
  • P0531: Falha no Circuito Elétrico do Sensor “A” de Pressão do Refrigerante do A/C (A/C Refrigerant Pressure Sensor “A” Circuit Range/Performance)
  • P0532: Falha no Circuito Elétrico do Sensor “A” de Pressão do Refrigerante do A/C (A/C Refrigerant Pressure Sensor “A” Circuit Low)
  • P0533: Falha no Circuito Elétrico do Sensor “A” de Pressão do Refrigerante do A/C (A/C Refrigerant Pressure Sensor “A” Circuit High)
  • P0534: Perda de Carga de Refrigerante do A/C (A/C Refrigerant Charge Loss)
  • P2CD4: Falta de Correlação Entre os Sensores A/B de Pressão do Refrigerante do Ar-Condicionado (A/C Refrigerant Pressure Sensor A/B Correlation)
  • B3A1B: Pressão do Sistema de Ar-Condicionado – Pressão Muito Alta (A/C System Pressure – Too High).