Sensor TPS – funcionamento, testes e códigos de falhas

Tudo sobre o Sensor TPS


A admissão de ar nos cilindros do motor é um importante parâmetro calculado pela Unidade de Comando do Motor, também chamada de UCE ou ECU. Avaliando a quantidade de ar admitido a UCE consegue controlar o tempo de injeção, dosando o volume correto de combustível de acordo com a situação de carga do motor (marcha lenta, acelerações e desacelerações). O Sensor de Posição da Borboleta – TPS (Throttle Position Sensor) informa à central a posição precisa da borboleta de aceleração, que é um dos parâmetros que auxiliam no cálculo do volume de ar admitido.

Acompanhe o texto e saiba tudo sobre o funcionamento do Sensor TPS! Aprenda como testá-lo, conheça as dúvidas frequentes e evite diagnósticos errados.

Neste post você vai ver:

 

Onde fica o Sensor TPS?

O Sensor TPS localiza-se fixado no Corpo da Borboleta. Primeiramente, antes de explicar sobre o sensor TPS, é importante entender um pouco mais sobre o corpo de borboleta.

 

Entendendo como funciona o Corpo da Borboleta

O Corpo da Borboleta encontra-se no coletor de admissão e é o componente responsável por restringir a entrada de ar para o motor. Portanto, nos motores ciclo otto, é ele quem faz o controle da admissão de ar para os cilindros, auxiliando nas acelerações, desacelerações e também na marcha lenta.

A abertura do Corpo da Borboleta pode ser definida pelo motorista ou pela UCE.

Os veículos mais novos vêm equipados com Corpo da Borboleta Eletrônico. Ou seja, a abertura e o fechamento da borboleta de aceleração são feitos por um motor de corrente contínua. Quem controla este motor é a UCE através da análise dos sinais enviados pelos sensores, principalmente do Sensor de Posição do Pedal do Acelerador – SPA.

Porém, existem veículos mais antigos com Corpo da Borboleta controlado via cabo. Neste caso existe um cabo que liga o pedal do acelerador à borboleta de admissão e o acionamento da borboleta acontece diretamente pelas solicitações feitas pelo motorista.

 

Corpo da borboleta em motocicletas

Nas motocicletas isto também é válido. As motos mais sofisticadas são equipadas com acelerador eletrônico, onde o sinal de solicitação de aceleração vai até a UCE através do Sensor de Posição do Acelerador (localizado na manopla de aceleração) que comanda proporcionalmente o atuador de abertura da borboleta.

Apesar disso, muitas motocicletas ainda possuem o sistema de abertura da Borboleta de Aceleração via cabo. O princípio de funcionamento é semelhante, porém, a solicitação de abertura é feita diretamente da manopla de aceleração.

Mas, nunca confunda o Sensor TPS com o Sensor do STVA, do Corpo da Borboleta Secundário, encontrado em algumas motocicletas. As funções destes componentes não são as mesmas, fique atento!

 

Corpo da borboleta – ciclo diesel

Para complementar, nos veículos a Diesel a função do Corpo da Borboleta é diferente. Uma das funções do corpo da borboleta diesel é para impedir a passagem de ar para os cilindros quando o motor é desligado e evitar a “tremedeira” característica dos motores mais antigos. Se você já viu um motor mais antigo a diesel sendo desligado, sabe do que estamos falando.

Porém, existem estratégias de funcionamento deste componente com a função de auxiliar no aquecimento do motor, visto em alguns veículos.

O funcionamento do corpo no sistema diesel vai depender da estratégia do sistema embarcado no veículo em análise.

 

Como funciona o Sensor TPS?

Como já citado, na imagem abaixo você pode ver o Sensor TPS fixado no Corpo da Borboleta.

Localização do Sensor de Posição da Borboleta - TPS, junto ao Corpo de Borboleta (TBI)
Localização do Sensor de Posição da Borboleta – TPS, junto ao Corpo de Borboleta (TBI)

O Sensor TPS é o responsável por informar o ângulo de abertura, ou posição instantânea, da borboleta de aceleração para a Unidade de Comando.

Com isso, estas informações são transmitidas na forma de tensão elétrica (VDC) e são utilizadas no cálculo do tempo de injeção (tempo de abertura das válvulas injetoras) instantâneo e consequentemente no controle das condições de marcha lenta, freio motor, aceleração rápida, plena carga e carga parcial.

Existem duas configurações deste sensor disponíveis no mercado:

  • Sensor TPS Resistivo
  • Sensor TPS Eletrônico

Falaremos sobre estas duas configurações a seguir!

Sensor TPS Resistivo

Esta configuração funciona como um potenciômetro e pode ser simples, possuindo apenas uma pista resistiva, ou duplo, com duas pistas resistivas.

Nesse sentido, potenciômetros nada mais são do que resistores que tem sua resistência interna variável. Em outras palavras, você vai ver que a tensão de saída (sinal enviado à UCE) varia de acordo com a posição da borboleta de aceleração, fazendo com que os parâmetros de funcionamento do motor sejam calculados em função disso.

Tanto no duplo quanto no simples prevalece o mesmo princípio de funcionamento, sendo o Sensor TPS duplo composto de dois sinais de saída (TPS1 e TPS2). Os dois sinais servem de redundância, ou seja, medem a posição da borboleta.

 

Sensor TPS Eletrônico

A grande vantagem dessa configuração é a vida útil (tempo de vida) por não haver uma pista resistiva e nem contatos elétricos internos, assim, não há desgaste de materiais.

A precisão do sinal enviado à UCE é também um grande diferencial deste tipo de sensor que, por ter um controle eletrônico, existem poucas fontes de erros na medição.

Mas, se fossemos nos aprofundar no funcionamento deste tipo de sensor, iríamos ter que tratar de assuntos específicos a respeito da composição e princípios dos circuitos integrados (CIs).

Porém, vamos pular diretamente ao que interessa, que é o sinal de saída do Sensor TPS Eletrônico. Igualmente ao sistema com pista resistiva, o sinal de saída varia de acordo com a posição da Borboleta de Aceleração e a UCE calcula seus parâmetros em função disso.

Assim, na grande maioria dos sistemas a Unidade de Comando Eletrônico do Motor – UCE alimenta o Sensor TPS com uma tensão de referência de aproximadamente 5 volts VDC. Ou seja, a resposta do sensor varia entre sinais maiores que 0 (zero) e menores que 5 volts VDC. Isto é válido para as duas configurações existentes.

Porém, isso não é uma regra, existem outras configurações de alimentação deste sensor. Para evitar problemas, fique atento às alimentações do sensor onde você está realizando a manutenção!

 

O que todo mecânico deve saber para testar o sensor TPS

Inicialmente, antes de realizar o teste de um Sensor de Posição da Borboleta – TPS, você deve prestar atenção nos seguintes detalhes:

  • Certifique-se da boa condição da carga da bateria e alimentação da UCE;
  • A chave de ignição deve estar ligada;
  • Realize o teste do sensor com os conectores do sensor e da UCE conectados (circuito do sensor em carga);
  • Você deve medir o sinal em tensão de corrente contínua VDC.

Após isso, você deve realizar as medições das alimentações do sensor e dos sinais enviado à UCE, respeitando a seguinte ordem:

  • Avalie o aterramento do circuito do sensor e a tensão de alimentação do mesmo;
  • Analise o sinal enviado pelo sensor à UCE. O sinal deve variar de forma contínua (sem saltos ou interrupções) em função da abertura da borboleta de aceleração;
  • Verifique se existem modificações na posição do batente da borboleta de aceleração ou furos na borboleta (carros com GNV). Tais modificações descalibram a vazão de ar em marcha lenta através da borboleta de aceleração, o que pode resultar em adulteração na rotação de marcha lenta.

Como complemento, trazemos para você dois vídeos da série Doutor-IE em Campo, do nosso canal do Youtube. Vale muito a pena você conferir a série!

Assim, nos vídeos sobre o Sensor TPS o CEO da Doutor-IE, Válter Ravagnani, fala sobre sistemas com acelerador via cabo, com o exemplo de um Hyundai Tucson 2.0 16V – 2010.

Dicas para testar o sensor TPS

Contudo, para que a análise de possíveis defeitos seja conclusiva, você deve realizar a medição do sinal no momento e na condição de falha do veículo. Portanto, você só poderá afirmar que a falha é no Sensor TPS se, no momento em que você fizer a avaliação do sinal do sensor, o defeito estiver presente.

Outra dica importante é que você nunca deve testar o Sensor TPS medindo a sua resistência elétrica. O teste de resistência não simula as condições reais de funcionamento, bem como a alimentação, gerando conclusões equivocadas sobre a integridade do sensor.

Idealmente, a melhor forma de você realizar os testes seria com um osciloscópio, que mostra a variação de sinais de maneira característica e linear. Acesse nosso post sobre a importância de ter um Osciloscópio Automotivo na sua oficina!

Porém, se você utilizar um multímetro simples da forma correta, atentando-se às escalas e unidades de medida, não terá problemas ao efetuar seu diagnóstico. Temos um curso gratuito à sua disposição sobre a utilização do multímetro automotivo para diagnósticos assertivos, ACESSE AQUI!

 

Quais os sintomas de defeitos mais comuns causados por falhas no Sensor TPS?

Por ser um componente importantíssimo para o correto funcionamento do motor, você deve ficar atento! Qualquer falha ou falta que o Sensor TPS apresente irá influenciar diretamente no desempenho do motor.

Sendo assim, a seguir listamos os sintomas de defeitos mais comuns provocados por falhas neste sensor. Além disso, apresentamos as suas causas para que você compreenda melhor:

  • Marcha lenta alta (motor acelerado) ou oscilando: Sensor enviando tensão incorreta com a borboleta fechada. Este defeito em alguns casos é intermitente e pode ser provocado por falhas no próprio sensor. Problemas de marcha lenta adulterada também podem ser causados por adulteração no batente da borboleta de aceleração, neste caso o sensor pode estar em boas condições.
  • Marcha lenta baixa (motor “morrendo” em desacelerações): Sensor enviando tensão incorreta com a borboleta fechada. Pode ser provocado por falhas no próprio sensor. Problemas de marcha lenta adulterada também podem ser causados por adulteração no batente da borboleta de aceleração, neste caso o sensor pode estar em boas condições.
  • Motor falhando (“vazios” durante acelerações): Interrupções (lacunas) na pista resistiva do sensor. Neste caso, ao avaliar o sinal do sensor, será percebida uma descontinuidade (variação repentina) no sinal de tensão durante a abertura e fechamento da borboleta.
  • Motor com baixo desempenho: Tensão enviada pelo sensor quando a borboleta está totalmente fechada OK; mas a tensão enviada pelo sensor quando a borboleta está totalmente aberta está incorreta.

 

Quais as principais causas de falhas no Sensor TPS?

Quando os sintomas de defeitos citados acima estão presentes no veículo e você suspeitar do Sensor TPS, fique atento às principais causas desses sintomas. Listamos a seguir:

  • Posição incorreta da borboleta devido à ajustes manuais (batente adulterado)
  • Pista do potenciômetro desgastada
  • Sensor incorreto (modelo errado)
  • Fiação do sensor com soldas (emendas)
  • Sensor sujo ou desgastado
  • Conexões do chicote (oxidações, mal aterrado e rompimento de fios)

 

Códigos de falhas (DTC) gerados por defeitos no Sensor TPS

Assim, juntamente com os defeitos no funcionamento do motor, a Unidade de Comando Eletrônico do Motor – UCE grava alguns códigos de falha em sua memória. Os códigos facilitam o trabalho na hora que você for efetuar o diagnóstico. Logo abaixo temos uma lista com os principais códigos de falhas do Sensor TPS:

  • P0120 – Mau funcionamento do circuito TPS.
  • P0121 – Circuito com sinal fora do padrão;
  • P0122 – Circuito com sinal baixo;
  • P0123 – Circuito com sinal elevado;
  • P0124 – Circuito com sinal intermitente.

Veja em outro post como interpretar os códigos de falhas.

Agora você conhece a estrutura e o funcionamento do Sensor de Posição da Borboleta – TPS (Throttle Position Sensor).