Sensor de rotação indutivo


 

O sensor de rotação informa para a unidade de comando eletrônica (UCE):

  • a rotação instantânea do virabrequim (ou árvore de manivelas);
  • posição instantânea do virabrequim.

Estas informações são extremamente importantes para que a unidade de comando do motor calcule o momento exato de injeção, além do tempo de injeção, tanto para motores ciclo Otto como ciclo Diesel. Em motores ciclo Otto, a central de comando calcula também o momento e o tempo de ignição.

Outra característica interessante: normalmente o sensor de rotação é vital para o funcionamento do motor. Ou seja, sem a informação de rotação o motor não pega (a UCE não controla a centelha nas velas, os pulsos nos injetores e não aciona a bomba elétrica de combustível). Entretanto é importante ressaltar que esta característica (ser ou não ser uma informação vital) varia conforme o sistema de injeção eletrônica.

Vamos utilizar o exemplo do veículo Fiat Uno Fire EVO 2014, com sistema de injeção MARELLI.

Entre na Enciclopédia Automotiva Doutor-IE Online (conteúdo exclusivo para assinantes), selecione o veículo mencionado acima e entre no manual de “Injeção Eletrônica - testes e localizações de componentes”. Na seção “SENSOR DE ROTAÇÃO INDUTIVO - CKP” veja na primeira linha:

Característica:
Sua informação é vital para o funcionamento do motor. Sem ele o motor não pega.

Vamos utilizar outro exemplo, o Fiat Uno Fire EVO 2015, com sistema de injeção BOSCH.
Neste veículo o sensor de rotação NÃO é vital. Dessa forma, em caso de falta de sinal do sensor, a UCE passa a estimar a posição e velocidade do virabrequim pelo sensor de fase (estima pela posição e velocidade do eixo comando de válvulas), visto que os eixos virabrequim e comando de válvulas estão interligados.

Em caso de partida sem o sensor de rotação, o motor pode demorar um pouco mais para pegar. Também pode apresentar diminuição de rendimento e aumento do consumo de combustível. Assista ao vídeo abaixo.

É muito importante o reparador saber se o sensor de rotação é vital ou não. É imprescindível conhecer o sistema de injeção eletrônica e/ou ter um material técnico de qualidade para suprir essas necessidades. Utilizando a Enciclopédia Doutor-IE rapidamente você encontra a informação.

Princípio de funcionamento

Primeiramente é importante entender como o sensor é composto. O sensor indutivo é basicamente constituído por:

  • Ímã permanente - em alguns sensores é visível sua localização, na ponta do sensor.
  • Bobina (indutor) - em volta da ímã, concêntrico a ele, existe uma bobina, compondo o indutor do sensor.
Sensor de rotação indutivo CKP
Sensor de rotação indutivo CKP

Este tipo de sensor fica normalmente posicionado no bloco do motor, voltado para uma roda dentada (material ferro-magnético, ou seja, sofre atração de ímã) ou também roda magnetizada. Em alguns casos o sensor fica voltado para o volante do motor.

A proximidade do sensor com a roda dentada modifica o campo magnético do imã permanente existente no sensor. Quando a roda dentada está parada, o campo magnético fica estável. Quando a roda dentada se movimenta, a movimentação dos dentes gera uma perturbação do campo magnético. Ou seja, o movimento gera uma variação no fluxo magnético e isso faz com que surja na bobina do sensor (indutor) uma tensão induzida.

Quando, em um circuito, o fluxo magnético varia, neste circuito surge uma tensão induzida.

Na prática, quando a roda dentada gira, surge uma tensão de corrente alternada induzida nos fios do sensor de rotação. Por isso é chamado de sensor de rotação indutivo ou sensor de relutância variável.

Quanto mais rápido a roda girar, maior será a frequência do sinal.

O movimento da roda fônica faz variar a intensidade do campo magnético do imã permanente sobre a bobina do sensor. Essa variação provoca o surgimento de uma tensão de corrente alternada (VAC) induzida no enrolamento da bobina (sinal do sensor).

Normalmente o sensor de relutância não necessita de alimentação (positiva e negativa) para emitir sinal à unidade de comando eletrônico - UCE. Seu sinal é gerado por indução eletromagnética. Entretanto em alguns casos, por exemplo, o sensor é alimentado com 5 VDC, com a intenção de deslocar a curva do sinal do sensor e evitar interferência eletromagnética, entre outros detalhes técnicos.

O sinal do sensor (frequência, amplitude etc) varia principalmente em função de sua distância à roda fônica, da rotação do motor (quanto maior a rotação maior a tensão VAC enviada) e do número de dentes que a roda fônica possui.

 

Como testar o sensor?

Para testar o sensor você pode:

  • com multímetro, avaliar a tensão de corrente alternada enviada pelo sensor;
  • também com multímetro, avaliar a resistência elétrica do indutor (bobina);
  • ou com osciloscópio, analisar o sinal do sensor (frequência, amplitude, forma da onda etc)

Vamos fazer os testes utilizando o veículo Fiat Uno fire EVO.

Teste da resistência elétrica (com multímetro)

Primeiramente desconecte o sensor. Nunca deve ser medida a resistência elétrica com o componente conectado ao circuito.

Consultando a Enciclopédia Automotiva Doutor-IE Online, veja que o conector é ligado diretamente com a UCE:

  • Terminal 01 (fio roxo)
  • Terminal 02 (fio azul claro)
Diagrama elétrico Fiat Uno - sensor de rotação indutivo CKP
Diagrama elétrico Fiat Uno - sensor de rotação indutivo CKP

Com o multímetro selecionado para resistência elétrica, conecte o multímetro diretamente nos terminais do sensor. O resultado para este veículo foi de 1,059 quilo-ohms (ou 1059 ohms). Veja novamente na Enciclopédia Automotiva Doutor-IE Online que a resistência elétrica do sensor deve estar entre 900 e 1100 ohms. Neste caso a resistência elétrica está perfeita.

Este teste é bem vantajoso, pois você pode testar a bobina e também o chicote.

Página sobre sensor de rotação indutivo do manual da Doutor-IE
Página sobre sensor de rotação indutivo do manual da Doutor-IE

O teste de resistência elétrica também pode ser feito de outra forma, medindo entre os terminais 07 (fio roxo) e 24 (fio azul claro) do conector A da UCE (lado do chicote), com o chicote do sensor ligado e o conector A da UCE desligado.

Resumindo, o teste com multímetro é importante para avaliar as condições do circuito (fios), porém não é 100% conclusivo. Exemplo: você pode ter problemas no sinal do sensor que é gerado por uma distância excessiva entre o sensor e a roda fônica, sensor fora do lugar ou até mesmo a roda fônica quebrada, frouxa.

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Importante: os 2 fios do sensor são entrelaçados, com o intuito de evitar interferências eletromagnéticas. Em alguns veículos, como o Chevrolet Celta VHCE 1.0 2015, o sensor apresenta 3 fios, sendo o 3º fio ligado a uma malha de blindagem, e a mesma aterrada através do terminal 37 da UCE. Essa malha de blindagem também serve para evitar a interferência eletromagnética. A malha deve estar com sua integridade preservada (não pode estar quebrada) e aterrada. Caso contrário a blindagem contra interferência não irá funcionar.

Diagrama elétrico Chevrolet Celta - sensor de rotação indutivo CKP
Diagrama elétrico Chevrolet Celta - sensor de rotação indutivo CKP

Teste da tensão de corrente alternada (com multímetro)

Outra análise que você pode efetuar é medir a tensão de corrente alternada enviada pelo sensor durante o seu funcionamento.

Com o multímetro selecionado para tensão de corrente alternada, conecte as pontas diretamente nos terminais do sensor.

Consultando a Enciclopédia Automotiva Doutor-IE Online, para o veículo analisado, o sinal do sensor de rotação CKP deve ser maior que 3,50 volts VAC, durante a partida e com boa condição de carga da bateria.

Quando o motor está desligado, o resultado é 0 (zero).

Este teste também pode ser feito de outra forma, medindo entre os terminais 07 (fio roxo) e 24 (fio azul claro) do conector A da UCE.

Resumindo, este teste é relativamente conclusivo, pois é possível avaliar se o sensor está enviando sinal. Entretanto não é capaz de detectar problemas na roda fônica (amassada, faltando dentes etc) nem em seu posicionamento.

 

Teste do sinal do sensor (com osciloscópio)

Conecte as pontas de teste do osciloscópio diretamente nos terminais do sensor indutivo CKP ou nos terminais da UCE (com tudo conectado).

Ao dar a partida é possível perceber o oscilograma (na tela do computador) conforme a seguir:

Oscilogramas: sensor de rotação indutivo CKP
Oscilogramas: sensor de rotação indutivo CKP
  • cada pico de tensão corresponde a passagem de 1 dente da roda fônica;
  • a irregularidade no gráfico (perturbação) corresponde a passagem do vão da roda fônica.

Com o osciloscópio é possível avaliar a amplitude, a linearidade, e várias outras características do sinal. O oscilograma apresenta resultados sobre o sensor, o circuito do sensor e a roda fônica.

Concluindo, com o osciloscópio é a melhor maneira de testar o sensor de rotação indutivo CKP.

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