Temperatura da Água: a importância do sistema de arrefecimento do motor

Não ferva a cabeça por causa das dúvidas


Praticamente todos os motores a combustão interna refrigerados a água necessitam realizar o monitoramento e o controle da temperatura do líquido de arrefecimento do motor. Os componentes envolvidos nestas ações exercem funções importantíssimas para o funcionamento do motor e podem auxiliar até na economia de combustível. Acompanhe a matéria para saber mais sobre esse assunto!

Neste post você vai ver:

Devido à crescente necessidade de melhoramento da eficiência dos motores de combustão interna, em conjunto com as normas de emissões cada vez mais restritivas, a UCE do motor (Unidade de Controle Eletrônico do Motor) precisa cada vez mais controlar, dentro de margens estreitas, os diversos parâmetros de funcionamento do motor, sempre buscando que tudo funcione de forma suave, eficiente e limpa.

Monitoramento e Controle da Temperatura da Água

Quando falamos sobre a temperatura do líquido de arrefecimento, popularmente chamado de “água do radiador”, não é diferente. Assim, diversos métodos de controle e monitoramento de temperatura adotados nos veículos foram aprimorados com o passar dos anos, até chegar nos modelos utilizados atualmente.

Sendo um dos parâmetros mais importantes para o funcionamento do motor, o monitoramento e o controle da temperatura do líquido de arrefecimento não só dita como o motor irá funcionar, auxiliando nos cálculos realizados pela UCE do motor, como também pode determinar sua vida útil e poupar gastos ao proprietário, já que altas temperaturas podem queimar juntas, empenar o cabeçote, causar dilatações excessivas das peças metálicas, até fundir o motor. Por outro lado, as temperaturas baixas podem aumentar o grau de viscosidade do óleo, gerar falhas na lubrificação do motor, aumentar o consumo de combustível, entre outros.

Nos veículos carburados, o monitoramento da temperatura do líquido de arrefecimento servia apenas para mostrar o valor para o condutor através do medidor de temperatura no painel de instrumentos e era feito por um sensor simples de um terminal. Com isso, através do medidor presente no painel, em casos de divergências no sinal, o condutor tinha que decidir entre deslocar-se para uma oficina ou desligar imediatamente o motor.

Atualmente, os valores de temperatura ainda continuam sendo mostrados para o condutor através do medidor do painel e as decisões, na maioria das vezes, quem toma é a UCE do motor. Mas uma coisa é certa, se a temperatura mostrada no painel ultrapassar os limites previstos é porque a UCE do motor não tem mais cartas na manga para tentar diminuir a temperatura e o motor precisa ser desligado para evitar maiores prejuízos.

Arrefecimento do motor

Com a finalidade de retirar calor do motor, os sistemas de injeção podem fazer o controle de outros sistemas. O eletroventilador do radiador, por exemplo, é um ventilador que pode ser controlado pela unidade de comando do motor e é utilizado para aumentar o fluxo de ar através do radiador, o que acaba diminuindo a temperatura do líquido de arrefecimento do motor. Hoje em dia esse é o sistema mais utilizado em motores de veículos ciclo otto.

Cebolão do radiador

O acionamento do eletroventilador do radiador antes era feito através de um interruptor térmico também conhecido como “cebolão do radiador”. Este interruptor, ainda encontrado em muitos veículos em circulação, abre e fecha o contato e aciona o eletroventilador de acordo com a temperatura do líquido de arrefecimento. Existem sistemas em que o “cebolão” faz o acionamento de um relé que por sua vez faz o acionamento do eletroventilador.

Antes de realizar reparos, tenha sempre os diagramas elétricos específicos do veículo para confirmar as informações.

Os veículos mais antigos que são equipados com ar-condicionado, geralmente trazem um interruptor térmico de dois níveis, um da baixa e outro da alta velocidade do eletroventilador do radiador. Isso porque o compressor do ar-condicionado, quando acionado, comprime o líquido refrigerante e essa compressão gera o aquecimento do fluido refrigerante do sistema de A/C. Resumidamente, o eletroventilador do radiador é acionado para auxiliar no resfriamento do líquido refrigerante do sistema de A/C.

UCE + relé

Na sequência, o “cebolão” foi caindo em desuso com a chegada dos sistemas de injeção eletrônica. Nestes sistemas, é a UCE do motor quem comanda, através do recebimento de sinais enviados por sensores, principalmente o Sensor de Temperatura da Água, o relé de acionamento do eletroventilador. Geralmente, veículos com ar-condicionado trazem dois relés de acionamento do eletroventilador, um para a velocidade baixa e outro para a velocidade alta, pelos mesmos motivos citados anteriormente.

Nos sistemas de injeção com esse tipo de acionamento já vinham equipados com um Sensor de Temperatura da Água – CTS de dois fios. Contudo, iremos nos aprofundar mais sobre o funcionamento deste sensor no decorrer do texto, não perca!

esquema elétrico ventoinha eletroventilador radiador fiat fire evo
Esquema elétrico do acionamento do eletroventilador do radiador (veículos com A/C) – Fiat Strada 1.4 8V Fire EVO /IAW7GF.
Módulo do eletroventilador

Nos dias de hoje, alguns veículos estão equipados com um módulo específico para o controle das velocidades do eletroventilador do radiador. Deste modo, o módulo do eletroventilador geralmente está acoplado ao conjunto do eletroventilador e controla a velocidade do mesmo de acordo com a necessidade de arrefecimento do motor. Na maioria dos casos, o controle é feito através de sinal PWM (Modulação por Largura de Pulso) enviado pela UCE do motor para o módulo do eletroventilador, tendo uma gama de velocidades muito maior que os outros tipos de acionamento.

Um exemplo de acionamento do eletroventilador do radiador via módulo do eletroventilador é o Fiat Argo 1.0 Firefly 3 Cilindros, que tem o controle das velocidades feito via sinal PWM.

módulo ventoinha eletroventilador radiador fiat argo firefly 1.0 1.3
Esquema elétrico do acionamento do eletroventilador do radiador via módulo do eletroventilador – Fiat Argo 1.0 Firefly 3 Cilindros /IAW10GF.

Por fim, em casos de emergência, existem estratégias relacionadas ao funcionamento do motor adotadas pela UCE com a finalidade de retirar calor, como a modificação do tempo de injeção e avanço de ignição. Lembrando que isso ocorre apenas quando a UCE identifica uma urgência no arrefecimento do motor;

Aquecimento do motor

Falamos sobre alguns dos métodos utilizados para o resfriamento do líquido de arrefecimento, mas o contrário também é válido.

Nesse sentido, a maioria dos motores são projetados de forma que a fase fria dure o mínimo de tempo possível. Diante disso, existem estratégias adotadas pelos sistemas de injeção eletrônica com a finalidade de aquecer o motor e o líquido de arrefecimento. Ironicamente, estas estratégias são grandes aliadas nesses momentos.

A utilização da válvula termostática, por exemplo, auxilia no aquecimento do motor durante a fase fria. Com o motor frio, a válvula termostática mantém-se fechada, restringindo a passagem de líquido de arrefecimento para o radiador, fazendo com que o motor aqueça mais rapidamente. Então, ao atingir a temperatura operacional a válvula se abre permitindo que o líquido de arrefecimento circule livremente entre o motor e o radiador, evitando que a temperatura do motor ultrapasse valores seguros de operação.

Dúvidas rápidas sobre a manutenção do sistema de arrefecimento

Porque não se deve colocar água da torneira no radiador?

Nunca deve-se colocar água da torneira no sistema de arrefecimento do veículo, a não ser em casos de emergência. Sempre utilize água desmineralizada + aditivo nas proporções certas.

Isso porque o líquido correto, além de ter características antioxidantes que aumentam a vida útil do motor, também altera os pontos de ebulição e de congelamento da água fazendo com que o liquido não ferva e nem congele com facilidade. Atente-se aos períodos de inspeção e troca do líquido de arrefecimento do motor presentes no manual do proprietário do veículo.

Na Plataforma Doutor-IE, no Manual de Fluidos, Aditivos e Filtros – Capacidades e Especificações, nós disponibilizamos as proporções exatas do líquido de arrefecimento de cada veículo. Assine já!

A seguir disponibilizamos para você as especificações do líquido de arrefecimento do Volkswagen Gol 1.6 TotalFlex Geração 7, exemplo de conteúdo técnico presente na Plataforma Doutor-IE.

quantidade valores agua radiador arrefecimento gol 1.6 totalflex geração 7
Especificações do líquido de arrefecimento do Volkswagen Gol 1.6 TotalFlex Geração 7.

Nunca encha o reservatório do líquido de arrefecimento “até a boca”!

Outro ponto importante está relacionado à quantidade de líquido de arrefecimento. Muita gente erra em achar que enchendo o reservatório até a tampa estará protegendo o motor.

Isto é um erro porque enchendo o reservatório “até a boca”, você estará bloqueando a entrada do tubo de retorno do líquido que vem do radiador. Assim, a água que vem do radiador não vai retornar devidamente ao reservatório e o funcionamento do sistema de arrefecimento pode ficar comprometido gerando, por exemplo, um excesso de pressão no sistema que pode até romper mangueiras, danificar vedações, etc.

Sempre respeite as marcações de nível MÁX e MIN gravadas no reservatório.

Pode abrir a tampa do reservatório do líquido de arrefecimento com motor quente?

Por fim, tenha muito cuidado ao abrir o reservatório do líquido de arrefecimento. Nunca abra a tampa enquanto a temperatura do motor estiver elevada. Desligue o motor e espere que o mesmo esfrie para evitar que a pressão interna do sistema expulse parte do líquido quente para fora do reservatório no momento da abertura.

Há muitos casos de queimaduras graves causadas pela abertura indevida do reservatório.

Cuide-se e evite acidentes!

Sensor de Temperatura da Água – CTS

Depois de uma breve introdução sobre alguns dos métodos de monitoramento e controle da temperatura do líquido de arrefecimento existentes e também dúvidas e dicas rápidas de manutenção do sistema de arrefecimento, vamos nos aprofundar no funcionamento, possíveis localizações e nos testes relacionados ao Sensor de Temperatura da Água – CTS.

Do inglês “Coolant Temperature Sensor”, o Sensor CTS é amplamente encontrado nos sistemas de injeção eletrônica e sua função é enviar para a UCE do motor os valores instantâneos de temperatura do líquido de arrefecimento do motor.

sensor temperatura água motor cts
Exemplo de Sensor de Temperatura da Água – CTS.

Localização

Podendo variar de acordo com o projeto do motor, o sensor CTS pode ser encontrado no conjunto da válvula termostática, no radiador, no bloco do motor, no cabeçote, entre outros, sempre fixado num local onde há a passagem do líquido de arrefecimento, seja nas galerias de arrefecimento internas ao motor ou nos dutos externos.

Apenas como curiosidade, existem motores equipados com mais de um sensor de temperatura da água, como é o caso do motor do Honda Civic 1.8 16V i-VTEC Flex 138/140cv (R18A6/A7)/PGM-FI que traz sensor CTS 1 e CTS 2.

sensor temperatura água honda civic 1.8
Esquema de ligação dos sensores de temperatura do Honda Civic 1.8 i-VTEC.

Temos um post de Dica Rápida onde uma variação anormal na temperatura do motor mostrada no painel de um Honda Civic foi solucionada de uma forma inesperada com o auxílio do Suporte Técnico da Doutor-IE. Acesse o link e fique sabendo como esse caso foi solucionado!

Como funciona?

Sensores que medem temperaturas, em geral, são fabricados com um material cuja característica é ter Coeficiente de Temperatura Negativo, chamado de Termistor NTC (Negative Temperature Coefficient). O Sensor CTS não é diferente.

A vantagem de utilizar um termistor NTC para medição de temperatura é que a resistência interna deste material é inversamente proporcional à variação da temperatura. Ou seja, quanto maior for a temperatura do meio, menor será o valor da sua resistência e vice e versa. Essa variação no valor da resistência permite que a UCE identifique o valor da temperatura medida através de um circuito divisor de tensão, onde a temperatura lida pelo sensor é convertida em tensão elétrica nos terminais do mesmo.

No nosso Canal do Youtube temos um sequência de vídeos que explicam todos os detalhes de funcionamento, testes e defeitos comuns de Sensores de Temperatura NTC, onde o CEO da Doutor-IE, Válter Ravagnani, dá exemplos utilizando um Sensor de Temperatura da Água – CTS.

Partida a frio

Nos veículos flex (gasolina e álcool), quando abastecidos com álcool, há um problema para partir o motor quando o mesmo está abaixo de uma determinada temperatura, aproximadamente 13ºC, que é o ponto de fulgor do etanol (álcool). Em outras palavras, o etanol só pega fogo a partir de aproximadamente 13ºC.

Sendo assim, nas chamadas “partidas a frio”, em baixas temperaturas, a partida do motor com álcool fica impraticável sem sistemas auxiliares que permitam a elevação da temperatura do combustível ou a injeção de gasolina no momento da partida (ponto de fulgor da gasolina = -40ºC).

O Sensor CTS tem papel fundamental nestes sistemas auxiliares, pois a UCE do motor faz o cálculo da temperatura do motor através dos sinais recebidos dos sensores da injeção eletrônica e, a partir disso, determina o acionamento do sistema auxiliar da partida a frio.

Possíveis sintomas de defeitos que podem estar relacionados com o Sensor CTS

Sabendo da importância do Sensor CTS, alguns sintomas de defeitos podem ser observados em casos de falta ou falha no sinal enviado pelo sensor à UCE do motor A seguir listamos alguns dos principais sintomas relacionados ao Sensor CTS:

  • Variação anormal na temperatura no painel
  • Aumento no consumo de combustível
  • Dificuldades na partida a frio
  • Eletroventilador do radiador não liga
  • Superaquecimento do motor

Códigos de falhas OBD genéricos relacionados ao Sensor CTS

  • P0115: Falha no Circuito Elétrico do Sensor 1 de Temperatura da Água (CTS) (Engine Coolant Temperature Sensor 1 Circuit).
  • P0116: Falha no Circuito Elétrico do Sensor 1 de Temperatura da Água (CTS) (Engine Coolant Temperature Sensor 1 Circuit Range/Performance).
  • P0117: Falha no Circuito Elétrico do Sensor 1 de Temperatura da Água (CTS) (Engine Coolant Temperature Sensor 1 Circuit Low).
  • P0118: Falha no Circuito Elétrico do Sensor 1 de Temperatura da Água (CTS) (Engine Coolant Temperature Sensor 1 Circuit High).
  • P0119: Falha no Circuito Elétrico do Sensor 1 de Temperatura da Água (CTS) (Engine Coolant Temperature Sensor 1 Circuit Intermittent/Erratic).
  • P011A:Falta de Correlação Entre os Sensores 1 e 2 de Temperatura da Água (CTS) (Engine Coolant Temperature Sensor 1/2 Correlation).
  • P011B: Falta de Correlação Entre os Sinais da Temperatura do Líquido de Arrefecimento do Motor e da Temperatura do Ar de Admissão (Engine Coolant Temperature/Intake Air Temperature Correlation).
  • P0125: Temperatura do Líquido de Arrefecimento do Motor Não Atingiu o Valor Esperado Dentro de um Tempo Limite para Controle do Combustível em Malha Fechada (Insufficient Coolant Temperature for Closed Loop Fuel Control).
  • P0126: Temperatura do Líquido de Arrefecimento do Motor Não Atingiu o Valor Esperado Dentro de um Tempo Limite para Funcionamento Estável (Insufficient Coolant Temperature for Stable Operation).
  • P0128: Temperatura do Líquido de Arrefecimento do Motor Abaixo do Valor Regulado pelo Termostato do Líquido de Arrefecimento do Motor (Coolant Thermostat (Coolant Temperature Below Thermostat Regulating Temperature)).
  • P0217: Condição de Temperatura do Líquido de Arrefecimento do Motor Muito Alta – Motor Superaquecido (Engine Coolant Over Temperature Condition).
  • P2182: Falha no Circuito Elétrico do Sensor 2 de Temperatura da Água (CTS) (Engine Coolant Temperature Sensor 2 Circuit).
  • P2183: Falha no Circuito Elétrico do Sensor 2 de Temperatura da Água (CTS) (Engine Coolant Temperature Sensor 2 Circuit Range/Performance).
  • P2184: Falha no Circuito Elétrico do Sensor 2 de Temperatura da Água (CTS) (Engine Coolant Temperature Sensor 2 Circuit Low).
  • P2185: Falha no Circuito Elétrico do Sensor 2 de Temperatura da Água (CTS) (Engine Coolant Temperature Sensor 2 Circuit High).
  • P2186: Falha no Circuito Elétrico do Sensor 2 de Temperatura da Água (CTS) (Engine Coolant Temperature Sensor 2 Circuit Intermittent/Erratic).

Para entender mais sobre os códigos de falhas, temos um conteúdo exclusivo.