Funcionamento e detalhes do sensor de fase do sistema de injeção eletrônica

A informação do sensor de rotação é muito importante para o motor, sem esta o motor não entra em funcionamento. Entretanto, apenas a informação da velocidade da árvore de manivelas pode não ser suficiente para um controle mais preciso do funcionamento do motor, e para suplementar este controle existe o sensor de fase. Seu princípio de funcionamento e propriedades construtivas é praticamente o mesmo do sensor de rotação, logo, também necessitam de uma roda fônica para gerar o seu sinal elétrico. A principal função do sensor de fase é informar a PCM em que fase (tempo) está cada cilindro do motor, para que a mesma possa efetuar mais precisamente a injeção sequencial de combustível. Isso é feito obtendo a posição do eixo do comando de válvulas.

Função

A principal função do sensor é informar à PCM a posição do eixo do comando de válvulas, então, a partir dessa informação a PCM analisa e compara ao sinal do sensor de rotação. De acordo com a contagem feita em ambos os sensores a PCM determina a ordem de ignição e a injeção sequencial do motor. O sinal de fase também auxilia no momento de partida do motor, pois rapidamente o sensor reconhece o sincronismo entre o comando de válvulas e o virabrequim. Dessa forma, com menos de duas voltas do virabrequim a PCM já reconhece em que fase o motor se encontra, efetua a injeção no cilindro que estiver em admissão e faz saltar a centelha na vela do cilindro que estiver em compressão. Isso resulta em mais rapidez na partida do motor.

Tipos

O sensor de fase pode ser dos seguintes tipos:

  • Sensor de fase indutivo;
  • Sensor de fase por efeito Hall.

Sensor de fase do tipo indutivo

Este, localiza-se próximo ao eixo do comando de válvulas, onde há um prolongamento do comando de válvulas, e neste um ressalto que serve de referência para o sensor de fase. Com o motor funcionando, a passagem do(s) ressalto(s) da roda fônica frente ao sensor gera uma variação no campo magnético do sensor, consequentemente gerando uma tensão elétrica que é enviada a PCM. Nesta aplicação o comando de válvulas possui uma pequena extensão, nela está localizado o ressalto de referência que gira solidário ao comando. Dependendo do sistema a quantidade de ressaltos (ou dentes) pode variar.

Tomando como exemplo sistemas com um ressalto de referência. Quando o ressalto passa pelo sensor, significa que o primeiro cilindro está no pms de compressão, então partir daí a PCM reconhece o tempo dos outros cilindro, podendo determinar o tempo de injeção para cada um, tendo um controle mais preciso da injeção sequencial. A PCM sempre combina o sinal de rotação com o sensor de fase, dessa forma ela reconhece em qual tempo cada cilindro está trabalhando. O sinal enviado a PCM é uma tensão alternada, considerando que nesse sistema há apenas um ressalto, teremos então apenas um pico de tensão a cada volta do virabrequim, 12 Vac. Em um osciloscópio, o gráfico do sensor de fase é semelhante ao de rotação (indutivo). O conector do sensor possui três pinos, positivo referência (5 ou 12 V), massa e o positivo de sinal para PCM.

Sensor de fase por efeito Hall

Equipou os motores que utilizavam o sistema de ignição dinâmica, localizada no distribuidor junto com o sensor de rotação (Hall), e que também utilizaram o rotor de quatro janelas para determinar em que fase o motor está. O rotor possui quatro janelas, sendo três iguais e uma maior. Está ligado ao eixo do distribuidor e gira solidário a este, que por sua vez também gira na mesma velocidade do comando de válvulas. Quando a janela está entre o sensor e o imã, o fluxo de campo é máximo por um período de tempo, logo quando a janela maior está entre o sensor e o imã, o fluxo é máximo também, mais por um período de tempo maior, esse período é a referência que a PCM utiliza para saber em que fase encontra-se o primeiro cilindro do motor. Analisando o sinal do sensor em um osciloscópio percebemos que trata-se de um sinal de onda quadrada (12 Vdc), podemos também com o osciloscópio comparar os gráficos dos sinais de rotação e fase para verificar se estão regulados eletronicamente, por isso nem sempre devemos sair desmontando a correia quando percebemos alguma falta de sincronia. O conector do sensor possui três pinos, sendo o terra, positivo de referência (5 ou 12 V) e o sinal positivo para PCM. O sensor de fase tipo efeito Hall não foi utilizado apenas nos sistemas com ignição dinâmica, também são aplicados em sistemas com ignição estática. São semelhantes ao indutivo, mas funcionam seguindo o princípio do efeito Hall. No caso do sistema citado, este possui no eixo do comando de válvulas quatro dentes, dois pequenos e dois grandes. Quando o motor está funcionando, o eixo do comando de válvulas está girando. Os dentes deste passam diante do sensor de fase. No momento que o segundo dente maior passa pelo sensor, a PCM compara com o sinal do sensor de rotação, que neste caso deve indicar o 14° dente da roda fônica da árvore de manivelas, determinando o PMS de ignição do primeiro cilindro. O sinal constante dos dois sensores são combinados, e então a PCM determina a injeção sequencial do motor.

Manutenção

O sensor de fase quando apresenta problemas, pode ter consequências tão críticas quanto as apresentadas com o sensor de rotação. Isso ocorre devido ao fato da informação captada pelo sensor ser importante para alguns momentos de funcionamento do motor. De fato, o conhecimento da PCM a cerca da posição do primeiro cilindro é primordial para definir o que está acontecendo nos outros cilindros. Dessa forma, um veículo com problemas no sensor de fase ou agregados, pode apresentar os seguintes sintomas:

  • Luz de avaria MIL acesa;
  • Dificuldade de partida;
  • Não partida do motor;
  • Falhamentos;
  • Alto consumo de combustível;
  • Potência reduzida.

As causas para estes problemas podem não estar necessariamente no sensor, porém no seu circuito elétrico. Dessa forma, é importante que uma inspeção criteriosa seja realizada.  As possíveis causas para problemas com o circuito do sensor de fase são:

  • Sensor de fase em pane;
  • Chicote elétrico do sensor de fase danificado;
  • Conector do chicote ou do sensor de fase danificados;
  • Danos na roda fônica do eixo comando de válvulas;
  • Chicote do sensor de fase montado próximo de itens como velas de ignição e bobinas;
  • Bateria com baixa carga;
  • Falha na PCM.

Quando apresentados esses problemas, estes sempre aparecem acompanhado da luz MIL acesa. Uma vez que a PCM detecta o primeiro valor fora do que a mesma considera como padrão, um código da avaria DTC é registrado na memória de avaria. Em geral, os códigos mais comuns relacionados ao sensor de fase, são:

  • P0340 – Camshaft position sensor circuit malfunction;
  • P0341 – Camshaft position sensor circuit range/performance;
  • P0342 – Camshaft position sensor “A” circuit low;
  • P0343 – Camshaft position sensor “A” circuit low;
  • P0345 – Camshaft position sensor circuit malfunction bank 2;
  • P0347 – Camshaft position sensor “A” circuit low (B2).

Existem outros códigos referentes ao sensor de fase, em geral, os códigos para esse sensor partem da numeração P0335 até P0349. Todos denunciam problemas semelhantes como sinal fraco ou ausente, mal funcionamento do sensor ou interrupção de seu circuito elétrico.

Referências

  • BOSCH, Robert, Manual de Tecnologia Automotiva. 25.ed. Edgard Blücher LTDA, 2004. 1231p;
  • OBD-II Trouble Codes Home. {online}. Disponível na internet via https://www.obd-codes.com/p0340. Arquivo capturado em 11/05/2019;
  • OBD-II Trouble Codes Home. {online}. Disponível na internet via https://www.obd-codes.com/p0341. Arquivo capturado em 11/05/2019;
  • Don Bowman. {online}. Disponível na internet via https://www.obd-codes.com/p0342. Arquivo capturado em 11/05/2019;
  • Randy Worner. {online}. Disponível na internet via https://www.obd-codes.com/p0343. Arquivo capturado em 11/05/2019;
  • OBD-II Trouble Codes Home. {online}. Disponível na internet via https://www.obd-codes.com/p0345. Arquivo capturado em 11/05/2019;
  • Don Bowman. {online}. Disponível na internet via https://www.obd-codes.com/p0347. Arquivo capturado em 11/05/2019.