Baixe ELETRONICA - AUTOMOTIVA - 01-2-º-MODULO e outras Notas de estudo em PDF para Eletrônica, somente na Docsity! _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 1 Circuitos de proteção Um componente muito simples e de extrema importância nos circuitos elétricos são os fusíveis. Este dispositivo tem por finalidade proteger o circuito contra possíveis sobre-cargas. Entenda sobre-carga como uma corrente superior ao máximo permitido num circuito. Por exemplo, se em um determinado circuito elétrico a corrente máxima admissível for de 10A, qualquer valor superior a isso é considerado sobre-carga, que pode danificar o circuito e por em risco a segurança do usuário, pois, podem causar incêndios. Existem diversos tipos de fusíveis. Os mais conhecidos são: O de vidro (tipo americano), o tipo europeu, o tipo lâmina, o tipo maxi-lâmina, o tipo mini-lâmina e o tipo mega (pode ser macho, fêmea ou com terminal lateral). Cada tipo é empregado num determinado veículo. Os mais antigos utilizavam o tipo europeu ou americano. Atualmente, a maioria dos veículos utilizam os fusíveis do tipo lâmina (normal, maxi ou mini). Outros utilizam o tipo mega (fêmea, macho ou terminal lateral). Independente do tipo, todos possuem a mesma função. Vamos descreve cada um deles: Fusível tipo Europeu Este tipo de fusível foi muito empregado na linha Volkswagen até 1986. Possui um corpo de material isolante e as suas área de contato ficam na extremidade. Estas duas áreas estão interligadas por uma lâmina que se rompe (derrete) com a temperatura. O excesso de corrente faz com que haja um aumento de temperatura no filamento (lâmina) que acaba se rompendo abrindo o circuito elétrico. Quem não se lembra desse tipo de fusível no Passat, Fusca, etc.? Embora estes fusíveis possam ser encontrados com diversas cores, sua identificação está no seu código de vendas. Exemplos: CÓDIGO AMPÈRES MEDIDA 011008 8 25 mm 011015 15 25 mm 011030 30 25 mm _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 2 Fusível tipo Americano Também é outro tipo de fusível que já saiu de circulação há muito tempo, antes mesmo do que o tipo europeu. O fusível americano possui seu corpo em vidro. Observe que o filamento de proteção está localizado na sua parte interna. Este tipo de fusível foi muito empregado pela linha Ford até o início dos anos 80. Os fusíveis do tipo americano também são classificados por códigos CÓDIGO AMPÈRES MEDIDA 010010 10 31,75x6,35 mm 010015 15 31,75x6,35 mm 010020 20 31,75x6,35 mm 010025 25 31,75x6,35 mm 010030 30 31,75x6,35 mm 013001 1 31,75x6,35 mm 013002 2 31,75x6,35 mm 013003 3 31,75x6,35 mm 013005 5 31,75x6,35 mm 015001 1 20,00x5,00 mm 015002 2 20,00x5,00 mm 015003 3 20,00x5,00 mm 015005 5 20,00x5,00 mm Fusível tipo Lâmina É o tipo de fusível mais utilizado atualmente. Pode ser encontrado com valores entre 3 a 30 ampères. Seu corpo embora seja colorido, possui uma transparência que permite a visualização do filamento de proteção. Suas áreas de contato são do tipo terminal de encaixe macho. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 5 Comutador de ignição e partida Confira a seguir a ligação dos fios que saem do comutador de partida: Lembra-se quando mencionamos que o comutador possui quatro terminais. Pois bem, cada terminal possui um fio. Em nosso exemplo, temos: Linha 30 ou positivo direto da bateria (vermelho), linha 50 ou partida (vermelho e preto), Linha X ou função X (preto e amarelo) e linha 15 ou ignição (preto). Como podemos observar, a linha 30 é a entrada de corrente enquanto que as linhas 50, X e 15 são saídas do comutador. Observação: Quando os fios possuírem duas cores, é diferente dizermos vermelho e preto de preto e vermelho. Tratam-se então, de dois tipos de fiação distintas. A cor predominante sempre vem primeiro e possui uma faixa maior na simbologia. Vamos ver agora o funcionamento do comutador nas suas três posições. Para facilitar nosso entendimento, iremos colocar uma lâmpada em cada saída. Comutador na posição 1 ou desligado Nesta condição o comutador não permitirá à passagem da corrente elétrica para nenhuma das linhas de saída e as lâmpadas estarão apagadas. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 6 Comutador na posição 2 Nesta posição, a corrente entra no comutador pela linha 30 e sai nas linhas X e 15, conseqüentemente, as lâmpadas B e C irão se acender. Comutador na posição 3 Nesta posição, a linha 50 é ativada, acionando a lâmpada A. Note que em função de uma linha de comunicação no comutador, a linha 15 se mantém ativa mantendo a lâmpada C também acesa. Nota importante: Nas posições 1 e 2, a chave se mantém na posição que foi deixada. Na posição três ela somente permanece se o motorista ficar segurando a chave, caso contrário ela voltará à posição 2. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 7 Abaixo a simulação do funcionamento do comutador de partida. Comutador de ignição e partida II É importante ressaltar as linhas dos circuitos elétricos. Quando falamos em sinal negativo (terra) significa um ponto comum de todos os circuitos. Assim, podemos dizer que mais de 85% dos componentes elétricos já estão aterrados, ou seja, já possuem o negativo ligado. Para funcionar, basta aplicar um sinal positivo. Por essa razão, o controle de interrupção da corrente normalmente se faz pelo positivo, como vimos no comutador de partida e ignição. Você pôde perceber que entra no comutador um sinal positivo direto da bateria e esse sinal pode ser transmitido para três linhas distintas- 50, X e 15. Todas essas linhas continuam tendo um sinal positivo, só que controlado por um sistema de interrupção. Estamos empregando em nossos circuitos o método utilizado pela Volkswagen para representar seus diagramas elétricos, uma vez que o mesmo é o mais simples de se compreender. Ao longo do nosso curso iremos aprender a interpretar todos os esquemas elétricos. Voltemos ao comutador de partida. Caso esse dispositivo apresente algum defeito, ele poderá impossibilitar o funcionamento dos componentes controlados por ele, ou seja, os elementos que estão ligados as linhas 50, X e 15. Para testar o comutador é muito simples, pode-se inclusive utilizar lâmpadas para esse fim, como vimos na aula anterior ou utilizar um multímetro na função ohmímetro para medir continuidade. Quando falamos continuidade, significa que o valor da resistência é zero ou muito próximo de zero. Outra expressão que iremos utilizar é "infinito" ou circuito em aberto. Neste caso, deverá aparecer o sinal "0.L" no visor (multímetro digital). Veja a ilustração a seguir. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 10 qual provoca o atracamento (fechamento) da chave do relé, que estão ligados nos terminais 87 e 30. Relé aberto Relé fechado Quando não houver tensão nos terminais 85 e 86 o relé estará aberto, fazendo que a resistência nos terminais 30 e 87 esteja no infinito (circuito aberto). Quando houver tensão nos terminais 85 e 86 o relé estará com seus contatos fechados, deste modo, haverá continuidade entre os terminais 30 e 87. Agora, veja uma aplicação prática dos relés: Talvez você esteja pensando: "Não seria mais fácil utilizar um botão ou interruptor diretamente para acionar a lâmpada?". Claro que sim. Isso seria o mais lógico. O problema está na intensidade da corrente que passa pelo interruptor. Veja o exemplo a seguir: _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 11 Veja agora o que acontece quando ligamos quatro lâmpadas de 60W em paralelo. A soma das potências chega a atingir 240W (60W x 4). Conseqüentemente, o consumo de corrente será elevado. Sabendo-se que a intensidade da corrente é a potência total dividido pelo tensão elétrica temos: I = P / E I = 240W / 12V I = 20A Observe que 20A é uma corrente muito elevada para se passar num interruptor. Para se ter uma idéia, faça uma comparação com um circuito residencial utilizando 4 lâmpadas de 100W ligados em paralelo, onde a tensão da rede seja de 220V. I = P / E I = 400W / 220V I = 1,8A Será que deu para notar a diferença? Com a utilização do relé, essa corrente de 20A não necessita passar pelo interruptor. A corrente que atravessará o interruptor será a consumida pela bobina do relé, que é de aproximadamente 0,5A. Creio que agora vocês já sabem o porque do nome "relé auxiliar". Relés auxiliares ou universais II Abaixo segue o circuito elétrico que vimos em forma de diagrama elétrico. Um relé universal é de custo baixo e você poderá encontrá-lo inclusive em desmanches. Sugerimos que você adquira pelo menos dois para fazer os circuitos elétricos que estamos passando. Nada como uma aplicação prática para melhorar nossa compreensão. No próximo esquema, veja uma aplicação interessante utilizando dois relés auxiliares. Material necessário: 1 Bateria de 12V (qualquer capacidade); 1 Botão do pulsante do tipo NA (normal aberto); 1 Botão pulsante do tipo NF (normal fechado); 2 Relés auxiliares de 12V x 30A; 1 Lâmpada de 12V inferior a 15W; Fios de terminais de encaixe. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 12 Observação- um botão do pulsante é aquele que só permanece acionado enquanto você mantê-lo pressionado. Existem dois tipos, o NA- normal aberto e o NF- normal fechado. O tipo NA quando você o aciona ele fecha os contatos. O tipo NF faz justamente o contrário, ou seja, ao acioná-lo, ele abre o circuito. Agora vamos ao circuito e analisar o seu funcionamento: 1- Em condições normais, os dois relés estarão desenergizados e a lâmpada estará apagada. 2- Ao acionar a chave do tipo NA, o primeiro relé irá fechar-se, conseqüentemente ele irá acionar a lâmpada. Note que a lâmpada fica ligado em paralelo com a bobina do segundo relé, ou seja, ao mesmo tempo que a lâmpada fica acessa, o segundo relé fica ativado. 3- Tirando-se a mão do botão NA ele irá abrir interrompendo o circuito no primeiro relé. Acontece, que o segundo relé permanecerá ativo, mantendo a lâmpada acesa. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 15 Componentes do motor de partida 1- Pinhão 7- Carcaça dianteira 2- Automático de partida 8- Mancal intermediário 3- Induzido 9- Carcaça traseira 4- Bobina de campo 10- Êmbolo do automático 5- Suporte de escovas 11- Carcaça central 6- Escovas Princípio de funcionamento A parte móvel do motor de partida é chamado de induzido. Esse dispositivo possui um certo número de espiras de cobre, de seção grossa. Essas espiras estão ligadas às lâminas do coletor que recebe a corrente elétrica normalmente por quatro escovas (duas positivas e duas negativas). O induzido quando acionado, faz com que o pinhão acione o volante do motor. As extremidades do motor de partida são fechadas pelas carcaças dianteira e traseira. Essas carcaças também servem como mancais de apoio do induzido. Para se evitar o atrito direto do eixo com a carcaça, normalmente é utilizado uma bucha de latão como material de atrito. Em alguns motores de partida o induzido pode ser apoiado em rolamentos, o que diminui o seu atrito. A carcaça central aloja a bobina de campo e as sapatas polares. Num motor de partida para veículos leves você irá encontrar quatro sapatas, sendo dois identificados como "norte" e duas identificados como "sul". Observe na figura acima que há quatro escovas em contato direto com o coletor, sendo duas positivas e duas negativas. Essas escovas são apoiadas no coletor por meio de um suporte, o qual denominamos "suporte de escovas". _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 16 A rotação do induzido é provocado pelos fenômenos de atração ou de repulsão magnética que se manifestam quando os imãs são colocados perto uns dos outros. Os pólos diferentes se atraem o os iguais se repelem. Quando é aplicado uma corrente no ponto "A", é gerado um forte campo magnético ao redor do induzido, provocando o seu movimento rotativo. Percorrendo os enrolamentos da bobina de campo do motor de partida, a corrente da bateria cria aí imãs fixos muito potentes, cuja polaridade é alternada: norte, sul, norte, sul, etc., havendo sempre um número par de pólos. Motor de partida II Circulando pelas espiras do induzido, a corrente produz no mesmo uma polarização; mas os pólos do induzido são defasados em relação ao pólos às sapatas polares. Segue-se uma atração entre os pólos diferentes e uma repulsão entre os pólos similares desses dois elementos. Quando é aplicado uma corrente no terminal positivo, os enrolamentos da bobina de campo magnetizam as sapatas (azul- sul e amarelo- norte). Observe que a mesma bobina aplica uma corrente no induzido por meio das escovas. Com isso, o induzido também será magnetizado. A região onde é aplicado o positivo sempre será o norte do induzido e a região onde é aplicado o negativo será o sul. Com essa terminologia, a parte em amarelo do induzido sempre será atraído pela parte azul da sapata polar. Isso fará com que o induzido gire, uma vez que as sapatas são fixas na carcaça. Para facilitar sua compreensão, imagine você amarrando uma vara nas costas de um cachorro e na ponta dessa vara você irá colocar um pedaço de carne. Logicamente o cachorro sairá correndo atrás da carne, mas nunca irá alcançá-la. O mesmo irá ocorrer com o induzido do motor de partida. Os motores de partida dos automóveis possuem a bobina de campo ligada em série com o induzido. A totalidade da corrente utilizada passa inicialmente por um e depois pelo outro circuito. Essa disposição "em série" dá aos motores elétricos um torque de força muito grande no momento do seu acionamento. A portência do motor de partida depende diretamente da quantidade de corrente que nele circula. Conforme as dimensões e as tensões utilizadas, a corrente necessária vai de 100 a 200A. No início da partida, esse consumo pode chegar até 400A, devido a grande resistência encontrada. O sentido de rotação é dado pela construção e pela polarização dos indutores (bobina de campo e sapatas polares). A inversão do sentido da corrente da bateria não altera o sentido de rotação. Para modificar este motor, basta simplesmente inverter o sentido da corrente na bobina de campo ou no induzido. Assim, obtém-se somente a inversão de uma parte dos pólos e as atrações efetuam-se no sentido inverso ao de antes. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 17 Observe na construção acima que a rotação do induzido só pode ser invertido com a mudança na ligação do circuito. A seta indica o sentido convencional da corrente elétrica (do positivo para o negativo). Agora siga a seguinte regra: setas no mesmo sentido (rotação anti-horária) e setas em sentidos opostos (rotação horária). Motor de partida III Agora que já vimos o princípio de funcionamento do motor de partida, iremos agora estudar como ocorre o acoplamento da engrenagem do pinhão no volante do motor e o acionamento do motor de partida. O automático de partida é o responsável pelo acionamento do motor e o avanço do pinhão. Ao se acionar o comutador de partida, a bobina de chamada e a de retenção são energizadas (essas bobinas pertencem ao automático), formando um campo magnético que fará com que o êmbolo se movimente para trás. Quando esse êmbolo se desloca, o mesmo provoca o fechamento do contato energizando a bobina de campo e o induzido e ao mesmo tempo, aciona a alavanca que fará com que o pinhão avance acoplando sua engrenagem no volante do motor. Quando o motor entrar em funcionamento, o comutador de partida é solto, desenergizando as bobinas de chamada e retenção. Isso fará com que o êmbolo volte a frente, abrindo o contato e desligando o motor de partida. Simultaneamente faz com que a engrenagem do pinhão se desacople do volante do motor. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 20 Um outro defeito muito comum nos motores de partida, é quando você vai ligar o motor e, ao invés de se ouvir o ruído característico de partida, ouve-se apenas um zumbido. Neste caso, o provável defeito está no pinhão que deverá ser substituído. - Diagnóstico de defeitos Irregularidade Causa provável Correção Pinhão do dispositivo de engrenamento com defeito Substitua-o Coroa dentada do volante defeituosa Substitua o volante Motor de partida não gira o volante o suficiente ou o faz aos trancos Bucha da tampa de proteção gasta (o rotor encosta nos campos) Substitua-a Dispositivo de engrenamento e/ ou rosca do eixo do induzido com defeito Substitua os elementos defeituosos Automático de partida com defeito Substitua o automático Pinhão do dispositivo de engrenamento não desengrena. Comutador de partida em curto ou miolo de chave com folga excessiva Substitua os elementos defeituosos. Motor de partida- remover e instalar Antes de remover o motor de partida, é necessário desligar um dos cabos da bateria para evitar fechamento de curtos. Lembrando que o motor de partida na ilustração pertence a linha Volkswagen. :: Remoção 1- Desconecte o cabo massa da bateria; 2- Desconecte os cabos do motor de partida; 3- Remova os parafusos de fixação do motor de partida; 4- Remova o motor de partida. A figura abaixo mostra a seqüência correta da remoção. :: Instalação Antes de iniciar a instalação, verifique o estado da bucha do motor de partida, instalada na carcaça da caixa de mudanças (câmbio). Se estiver gasta ou danificada deverá ser substituída. Para instalar o motor de partida, basta proceder da forma inversa à remoção. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 21 :: Desmontagem 1- Fixe o motor de partida na morsa, utilizando mordentes de alumínio ou cobre e remova a porca e a arruela que fixam o cabo da bobina de campo na chave magnética; 2- Remova os parafusos de fixação da chave magnética (automático de partida), o parafuso de articulação do garfo do pinhão e remova a chave magnética; 3- Remova do mancal intermediário o êmbolo com a mola, desencaixando-o do garfo do dispositivo de engrenamento; 4- Afasta-se o anel batente do anel de retenção. Para isso utilize um tubo e um martelo de plástico (pode ser utilizando um pino de pistão para veículos de passeio); 5- Com um alicate de bico, remova o anel trava do eixo; 6- Remova os parafusos que fixam a capa da trava do eixo do induzido. Retire a capa e o anel de vedação; 7- Remova as arruelas espaçadoras; 8- Remova as porcas e as arruelas que fixam a tampa de proteção; 9- Remova do mancal intermediário a carcaça em conjunto com o suporte de escovas; 10- Remova do mancal intermediário o induzido, desencaixando-o do pinhão do dispositivo de engrenamento; 11- Desencaixe e remova do mancal intermediário a borracha de vedação; 12- Remova a porca e a arruela do parafuso que fixa o garfo do dispositivo de engrenamento; 13- Retire o parafuso e remova o garfo, desencaixado-o do pinhão do dispositivo de engrenamento; 14- Remova do mancal intermediário o pinhão do dispositivo de engrenamento; 15- Remova manualmente a tampa da carcaça; 16- Remova a bucha da tampa de proteção, com as ferramentas VW 411, 422, 418a e 402 (estas ferramentas podem ser substituídas por outras equivalentes). A prensa é necessário. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 22 :: Testes Com o motor de partida totalmente desmontado, lave todas as peças exceto o pinhão e execute os seguintes testes: 1- A bobina de campo possui três pontos, duas são ligadas às escovas positivas e uma ligada à chave do automático de partida. Meça a continuidade entre esses três pontos. A resistência encontrada deve ser próximo de 0 ohm. Caso a resistência encontrada estiver muito alta ou no infinito, substitua a bobina. 2- Teste o isolamento do suporte de escovas. O ponto massa deverá estar totalmente isolado do suporte das duas escovas positivas. 3- O induzido deve ser testado com um aparelho chamado indutor (cigarra) para verificar se há possíveis curto-circuito no mesmo. Motor de partida- testar componentes :: Induzido Para testar o induzido, proceda da seguinte forma: Ligue o indutor na tomada, 110 ou 220V de acordo com a tensão de alimentação do aparelho; Coloque o induzido no indutor (na parte em V) conforme mostra a figura ao lado. Ligue o aparelho. Você irá perceber um forte campo magnético produzido pelo aparelho. Coloque uma lâmina de aço (pode ser uma lâmina de serra) sobre o induzido, de forma longitudinal ao eixo. Se a lâmina começar a vibrar, substitua o eixo, pois o mesmo está em curto. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 25 ser atraído para dentro, fechando os contatos do automático e a lâmpada deverá acender. Caso isso não ocorra, substitua o automático de partida. Motor de partida- imã permanente Os motores de partida atuais para veículos leves já não utilizam o sistema de bobina de campo e sapatas polares. Sua vantagem em relação aos motores com bobina de campo são: baixo peso, ocupa menos espaço, partidas mais seguras o que aumenta sua confiabilidade e baixo consumo de corrente durante a partida. O consumo médio desse tipo de motor fica em torno de 80A contra 150A dos motores com bobina de campo. Os motores de partida com imãs permanentes atingem uma rotação mais elevada do que o seu antecessor, o que garante partidas mais fáceis. Por outro lado há uma perda, sua potência elétrica é bem inferior. Para compensar esse inconveniente, alguns motores de partida são dotados de um sistema de redução, denominados motores de partida com acionamento por transmissão planetária. Os motores de partida com imãs permanentes para veículos leves possuem uma potência média de 0,9Kw contra 1,0 a 2,0Kw daqueles que utilizam o sistema de redução. O sistema com redução consiste numa pequena engrenagem fixa na ponta do induzido. Essa engrenagem aciona um conjunto de três engrenagens intermediárias (veja ilustração acima) que por sua vez, aciona a engrenagem externa que está acoplada ao pinhão (ver figura ao lado). A média de redução fica em torno de 1 : 6 (um para seis), ou seja, para cada volta do pinhão são necessários seis do induzido. Outra vantagem dos motores com imãs permanente está na sua manutenção, muito mais simples, uma vez que a corrente de acionamento vai direto para as escovas positivas, sem necessidade de alimentar a bobina para formar o campo magnético, uma vez que o mesmo já existe, devido aos imãs. Isso evita termos que soldar as escovas positivas na bobina, o que facilita em muito a sua manutenção. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 26 Os testes e os procedimentos de desmontagem e montagem são os mesmos que os motores de partida com bobinas de campo, exceto pela ausência da bobina. Motor de partida - funcionamento Iremos descrever agora o circuito elétrico completo do motor de partida na sua estrutura interna. Iremos utilizar os motores com bobina de campo, pois são mais complexos do que aqueles que utilizam imãs permanentes. No exemplo dado acima, mostramos um circuito simplificado, sem a utilização do comutador de partida. No seu lugar, estamos utilizando apenas um botão para o seu acionamento. Funcionamento do motor de partida Ao acionarmos o botão, as bobinas de chamada e de retenção do automático de partida serão energizadas, provocando o deslocamento do seu êmbolo. Note que, com o deslocamento, o êmbolo irá fechar o circuito principal do motor de partida e, ao mesmo tempo, irá deslocar o pinhão contra o volante do motor por meio de uma alavanca. Fechado o circuito principal, a bobina será energizada, produzindo um campo magnético sobre as sapatas polares. A mesma corrente que energiza a bobina de campo, energiza também o induzido, que também será polarizado. Lembre-se que a polarização ocorre de forma oposta entre a sapata polar e o induzido, produzindo o movimento no mesmo. A ligação da bobina de campo em relação ao induzido forma um circuito série. Quando se tira o acionamento do botão, as bobinas do automático de partida serão desenergizadas. Uma mola encarrega-se de retornar o êmbolo, abrindo o circuito principal e recolhendo o pinhão. Nos motores com imãs permanentes, o princípio de funcionamento é o mesmo. A diferença está na ausência da bobina de campo. A corrente do circuito principal passa diretamente ao induzido, uma vez que os imãs já se encontram magnetizados permanentemente. Um dado curioso está na ligação dos dois tipos de motores. Como a polarização das sapatas e do induzido dependem da corrente elétrica e os campos são opostos, mesmo que se inverta os pólos da bateria, o induzido sempre irá girar num único sentido. Já num motor com imãs permanentes, a inversão dos pólos da bateria causará a inversão do campo somente no induzido, provocando sua rotação no sentido oposto. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 27 Motor de partida- circuito elétrico Iremos apresentar o circuito elétrico completo do motor de partida. Para tanto, é necessário que se saiba interpretar a sua simbologia. Acima temos o esquema de ligação interna do motor de partida (com bobina de campo). A seguir será mostrado o seu símbolo. Veja a comparação entre o esquema mostrado acima e a sua simbologia. A parte destacada em laranja corresponde ao comutador de partida, que não aparece na simbologia. A parte em vermelho corresponde ao automático de partida e a parte em verde ao conjunto bobina de campo, sapatas polares e induzido. Os números correspondem as suas respectivas linhas: 15- positivo via comutador, 30- positivo direto, 50- linha de partida e 31- terra. Segue abaixo o esquema completo: _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 30 Alternador Iremos descrever diretamente o alternador, sem passar por um outro dispositivo gerador, que é o dínamo. Isso se deve ao fato, que todos os veículos atualmente só utilizem o alternador, que trás inúmeras vantagens em relação ao dínamo. Na figura abaixo é apresentado alguns tipos de alternadores. Finalidade: O alternador é acionado pelo próprio motor. Isso significa, que trata-se de um transformador de energia mecânica em energia elétrica. A sua finalidade é de - estando o motor em funcionamento - alimentar de energia elétrica todos os consumidores a ele conectados e carregar a bateria. Para isso, o sistema requer uma corrente contínua. De início o alternador produz corrente alternada que é imediatamente transformada em corrente contínua. Visto o alternador fornecer dessa maneira realmente corrente contínua, poderíamos muito bem chamá-lo de dínamo. O termos "alternador" serve para distingui-lo do dínamo com coletor, já que sua estrutura interna é diferente. Por que alternadores? O trânsito cada vez mais intenso, principalmente nos grandes centros urbanos, provoca o aumento de paradas. Em outras palavras, o motor funciona frequentemente em baixas rotações, quando um dínamo comum na maioria das vezes ainda não fornece energia elétrica. Resultam, além disso, maiores demandas de energia em consequência da instalação de consumidores elétricos adicionais (por exemplo, faróis de halogêneo, faróis de neblina, equipamentos de ar condicionado e som pesado). A figura acima mostra alguns exemplos de lâmpadas halogêneas, que possuem potências entre 50W a 100W. Com uma grande demanda de corrente, em função dos consumidores, é necessário que o gerador forneça corrente elétrica mesmo o motor estando em baixas rotações, de modo que a bateria receba suficiente carga. Isso importa em uma ampliação considerável do âmbito de rotações, dentro do qual o gerador tenha que fornecer corrente elétrica. Atinge-se então os limites das possibilidades de aplicação dos dínamos convencionais (com coletor), pois quanto maior o âmbito de rotações, mais difícil se tornará o controle da conversão da corrente alternada produzida pelo dínamo para corrente contínua, necessária para carregar a bateria. A solução do problema da obtenção de corrente contínua sem a utilização de coletor foi dada pelos diodos semicondutores, os quais - em virtude de suas reduzidas dimensões - podem ser facilmente instaladas no gerador. Eles permitem a retificação da corrente alternada, de modo _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 31 que o alternador possa fornecer corrente contínua. Vem daí a denominação "gerador de corrente contínua sem coletor", que caracteriza muito bem o alternador. Na figura ao lado temos os diodos retificadores, encarregados de transformar a corrente alternada produzida pelo alternador em corrente contínua para o sistema elétrico. Em conseqüência do âmbito de rotações amplificado, o alternador já pode fornecer corrente elétrica ainda em marcha lenta. O gráfico abaixo mostra mostra a comparação entre as linhas características da corrente fornecida por um dínamo e por um alternador de potência máxima aproximadamente igual. Verifica-se que o alternador já começa a fornecer energia elétrica com uma rotação essencialmente mais baixa. Em outras palavras a bateria já recebe carga estando o motor em baixa rotação. As curvas mostram que o alternador acionado com rotações variáveis não pode fornecer um potência uniforme. Vantagens do alternador: >> fornecimento de potência já no regime de marcha lenta do motor; >> elevada rotação máxima; >> manutenção mínima; >> pouco desgaste, por isso longa duração; >> grande segurança de funcionamento; >> pouco peso em relação a potência; >> não há necessidade de disjuntor no regulador de tensão; >> parte elétrica independente do sentido de rotação; * >> possibilidade de emprego de baterias de menor capacidade.** * o sentido de rotação depende do tipo de ventilador empregado para sua refrigeração; ** com cargas mais rápidas, bateria pode ser de menor capacidade. Alternador - princípio eletrodinâmico O princípio eletrodinâmico baseia-se no seguinte: Em um condutor elétrico que "corta" as linhas de força de um campo magnético, é induzida uma tensão elétrica (força eletromotriz - FEM), sendo indiferente que o campo magnético fique estacionário e o condutor elétrico em movimento ou, vice-versa, o condutor estacionário e o campo magnético móvel. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 32 No alternador, o condutor elétrico (representado pelo enrolamento do estator) é estacionário e o campo magnético efetua o movimento de rotação. Daí o nome de rotor. Como os pólos do campo magnético modificam constantemente sua posição em virtude da rotação, forma-se no condutor uma tensão com valores e direção que se alternam, ou seja, uma tensão alternada. Rotor Estator O rotor gira no interior do estator, produzindo uma variação no fluxo magnético. Esta variação, faz com que a tensão produzida tenha sentidos alternados, ora positivo, ora negativo. A figura ao lado mostra a corrente alternada produzida durante a rotação do rotor no interior do estator. Esta corrente deve ser retificada para atender as necessidades do sistema elétrico do automóvel. A força eletromotriz induzida será tanto maior, quanto mais forte for o campo magnético (quanto mais concentradas forem as linhas de força) e quanto mais alta for a velocidade, com a qual as linhas de força forem "cortadas". Os alternadores possuem eletroímãs para a produção do campo magnético. O campo eletromagnético atua somente enquanto houver passagem de corrente através da bobina de campo (enrolamento de excitação). A fim de multiplicar o efeito de indução, não se expõe ao campo magnético apenas um condutor, mas um grande número deles, nos quais constituem o enrolamento do estator. Enrolamento de excitação O enrolamento de excitação, também chamado de bobina de excitação, localiza-se no interior do rotor. Sua função é gerar um campo eletromagnético no rotor quando se aplica um diferença de potencial na mesma. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 35 Isso mesmo. De um lado teremos somente pulsos positivos e do outro, somente pulsos negativos. Na realidade não existem diodos positivos ou negativos. O que existe são diodos retificadores que permitem a passagem da corrente num sentido e no outro não. Num alternador, costumamos chamar de diodos positivos aqueles que o seu terminal é o anodo. Quando o terminal de um diodo retificador do alternador for catodo, dizemos que o diodo é negativo. Observe que a identificação de um diodo está no seu terminal. Um diodo positivo é aquele que o terminal é o anodo. Um diodo negativo é aquele que o terminal é o catodo. Os diodos retificadores possuem esse formato porque são instalados em placas, a qual denominamos "placas ou ponte retificadora". As placas retificadores podem ter diversos formatos, dependendo do tipo de alternador. Veja alguns exemplos: Na figura ao lado temos uma ponte retificadora utilizado nos alternadores Bosch. Esse tipo era muito utilizado nos veículos fabricados na década de 80. Alguns veículos que utilizavam essa ponte: Belina, Del Rey, Escort, Verona, Pampa, Gol, Parati, Voyage, Santana, Passat. Atualmente, mais utilizado o estilo de retificador ao lado, devido a sua maior compactação. Este tipo é utilizado no Astra, Corsa, Ômega, Vectra, etc. Como o alternador é um gerador de corrente trifásica, deveremos ter três pares de diodos (um par para cada fase) para formar a ponte. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 36 Observe que cada uma das fases é ligada a um par de diodos retificadores. Caso você tenha perdido quem são os diodos positivos e negativos aqui vai uma dica. A cor vermelha indica sempre o positivo. Agora já sabemos porque são seis os diodos retificadores não é mesmo? Na próxima aula estaremos dando continuidade a esse assunto, montando o circuito da ponte retificadora. Alternador - retificação de corrente II Ponte retificadora Como vimos na aula anterior, o circuito retificador possui seis diodos (três positivos e três negativos) formando uma ponte. A essa ponte damos o nome de ponte retificadora. Na figura ao lado temos o esquema da ponte retificadora utilizado nos alternadores. Observe que o estator está configurado em um circuito estrela. Cada uma das fases (U, V e W) estão conectadas a um par de diodos. Quando o estator fornecer uma corrente alternada em cada uma de suas fases, as mesmas serão retificadas pelos diodos. Os componentes interligados abaixo representam o esquema eletrônico acima. Agora veremos o circuito um pouco mais completo, com o rotor, o estator, os seis diodos retificadores e os diodos de excitação. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 37 A figura acima representa o alternador por completo, com todos os seus componentes. Fique atento as linhas B+, D+, D- e DF. Cada uma dessas linhas é ligada a um ponto do circuito elétrico. A linha B+ representa a ligação ao positivo direto da bateria (linha 30- positivo constante). D- é a conexão ao terra ou negativo do sistema elétrico. Sendo assim, temos: Observe na figura ao lado onde se localizam as linhas B+ e D-. Essa ligação jamais poderá ser invertida a fim de não danificar a ponte retificadora. Invertendo-se a polaridade da bateria, aplica-se tensão positiva em D- e negativa em B+ danificando os diodos retificadores. Agora, você deve estar querendo saber onde estão os outros três diodos (excitação) e as linhas D+ e DF não é mesmo? Pois bem, segue abaixo mais uma parte do circuito. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 40 Quando a tensão ultrapassar o valor máximo indicado, o regulador de tensão causará- segundo o regime de funcionamento- uma redução ou interrupção total do circuito de excitação. Com a diminuição da corrente de excitação ou mesmo o seu corte, haverá também um corte ou diminuição da tensão produzida no alternador. Alternador - Regulador de tensão O regulador de tensão faz com que a tensão produzida pelo alternador fique entre 13,5 a 14,5 volts, não importa qual regime de rotação do motor. Basta dizer que, quando a tensão ultrapassar um limite de 14,5 volts, o regulador irá diminuir e até cortar a corrente de excitação, fazendo com que a tensão caia rapidamente. No entanto, se essa tensão chegar a ser inferior a 13,5 volts, o regulador voltará a ativar o circuito de excitação, fazendo a tensão subir novamente. A frequência que isso ocorre é tão rápida que temos a nítida impressão que o sistema se estabiliza em torno de 14 volts. Na figura abaixo temos o regulador ativando o circuito de excitação. Veja as setas ilustrativas: Com isso, a tensão vai aumentando gradativamente. Observe agora o que ocorre quando a tensão atinge um valor superior a 14,5 volts. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 41 O regulador de tensão é de extrema importância no sistema elétrica, uma vez que a tensão relativa da bateria é de 12 volts. Há também os outros consumidores do automóvel, como painel de instrumentos, motor dos vidros elétricos, cd player, etc. que não podem trabalhar com uma tensão superior a 17 volts. Se não houvesse o regulador, seria o mesmo que ligar uma lâmpada de 110 volts numa rede de 220 volts. A lâmpada acenderia com grande intensidade por alguns instantes e depois se queimaria. Como você pôde observar, o regulador possui três conexões: D+, D- e DF onde: D+ é a saída do circuito de excitação e entrada de corrente no regulador D - é a ligação do regulador ao terra; DF é a saída da corrente do regulador, o qual permite ou não a excitação da bobina. Basicamente, existem dois tipos de reguladores de tensão: os de contatos (por platinados) e os eletrônicos, sendo este último o mais utilizado atualmente. Embora não seja mais utilizado, veremos a seguir o princípio de funcionamento de um regulador de contatos, para facilitar nossa compreensão. Reguladores de contatos Nos reguladores de contatos, a modificação alternada da corrente é feito pela abertura e o fechamento de um contato móvel, pressionado contra um contato fixo pela ação de uma mola. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 42 No momento em que a tensão nominal for ultrapassada, um eletroímã, influenciado pela tensão do alternador e agindo contra a força da mola, abre os contatos. Um resistor é ligado ao circuito da corrente de excitação, resultando na diminuição da corrente de excitação e, conseqüentemente, queda da tensão no alternador. Quando a tensão do alternador baixar além da tensão nominal, a força da mola vence a força do eletroímã e os contatos fecharão novamente. Nos alternadores são empregados reguladores de um elemento que é constituído pelo eletroímã, porta contato e cantoneira magnética. Ver figura ao lado. Embora não tenhamos falado até agora, vale um lembrete: o regulador não corta totalmente a corrente de excitação no alternador e sim a diminui por meio de um resistor. Sendo assim, entre D+ e DF haverá um resistor para limitar a passagem da corrente elétrica de excitação. Observe na figura ao lado o funcionamento do regulador quando o mesmo permite a excitação da bobina. Os contatos dos platinados estão fechados e a corrente tende a fluir para onde há menos resistência elétrica, ou seja, diretamente entre D+ e DF, sem passar por R1. Acontece que, com o aumento a tensão, o campo magnético produzido na bobina do regulador irá aumentar a tal ponto que os contatos se abrem. Veja que com o aumento da tensão, a bobina do regulador força a abertura dos contatos dos platinados, o que obriga a corrente a passar pelo resistor R1 que, conseqüentemente, terá uma queda na intensidade da corrente. Com isso, a tensão do alternador começará a cair. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 45 Alternador - Regulador de tensão eletrônico O regulador de tensão eletrônico não possui contatos móveis, o que minimiza o seu desgaste. A tensão é regulada eletronicamente. Para esse fim servem os diodos, transistores, resistores e capacitores instalados numa placa de circuito impresso. O transistor é um componente eletrônico que substitui os contatos móveis do regulador eletro-mecânico. Saiba para que serve os componentes eletrônicos no regulador de tensão: - Transistor ( T ): semicondutor que possui três terminais (base, coletor e emissor). Atua como uma chave eletrônica no sistema, ora deixando a corrente passar do emissor para o coletor, ora bloqueando a passagem. O transistor só permite a passagem da corrente entre emissor e coletor quando se aplica uma tensão na sua base. O tipo apresentado aqui é o transistor PNP. - Resistor ( R ): Já comentamos sobre esse componente no início das aulas. Caso você não se lembre, ele serve para provocar uma resistência no circuito, dificultando a passagem da corrente elétrica. - Diodo ( D ): Atua como se fosse uma chave unidirecional, permitindo a passagem da corrente em um único sentido. Lembre-se que a seta do diodo indica o sentido convencional da corrente elétrica. - Diodo Zener ( Z ): Possui a mesma função do diodo, mas pode conduzir no sentido oposto quando se atinge um determinado valor de tensão. Em nosso caso, suponhamos que o diodo zener passe a conduzir no sentido oposto quando a tensão ultrapassar 7 volts. Com a utilização dos componentes eletrônicos, o regulador de tensão passou a possuir um tamanho bem inferior ao regulador eletro-mecânico. Antes de iniciarmos a explicação do seu funcionamento, lembre-se que quando se tem resistores em série, forma-se um divisor de tensão. Caso você não se lembre, volte para o início das aulas e faça uma revisão. Não se esqueça também da simbologia das três conexões do regulador: D+ : Corrente de excitação; D- : Terra ou massa; DF : Saída de corrente de excitação. Apesar de estamos acostumados a utilizar o sentido convencional da corrente elétrica, ou seja, supondo que a corrente vai do positivo para o negativo, utilizaremos na explicação o sentido real, uma vez que o transistor utilizado é o PNP. No sentido real, a corrente parte do negativo para o positivo, ou seja, de D- para D+ (corte da corrente de excitação) ou de D- para DF (energizando a bobina de excitação). _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 46 Regulador eletrônico: Princípio de funcionamento: Com o alternador em funcionamento e a tensão baixa, a corrente partindo de D- passa pelo resistor R3, o que diminui sua intensidade. O diodo bloqueia a passagem da corrente entre D- e DF, uma vez que o negativo não passa no sentido da seta. Essa corrente é aplicada na base de T2, o que provoca a passagem da corrente entre o emissor e o coletor. A corrente de excitação, passando por T2 vai para DF, energizando a bobina de excitação. O diodo bloqueia a passagem da corrente positiva para D-. As linhas em vermelho mostram onde há corrente no circuito. Sabendo-se que a tensão de ruptura do diodo zener é de 7 volts, o mesmo só permitirá a passagem da corrente quando a tensão entre R1 e R2 for superior a esse valor, ou seja, quando a tensão entre D- e D+ for superior a 14 volts. A tensão aplicada no diodo zener sempre será a metade do valor da tensão entre D- e D+, uma vez que os resistores possuem os mesmos valores (divisor de tensão). A corrente só tem uma caminho a percorrer, ou seja, por R3 e base de T2, o que faz com que esse transistor permita a passagem do positivo do circuito de excitação para DF. Com o aumento gradativo da tensão no alternador, a tensão entre R1 e R2 também vai aumentando, ou seja, se a tensão entre D- e D+ for 10 volts, a tensão entre os resistores será 5 volts. Agora veja o que ocorre quando a tensão entre D- e D+ atinge 14 volts. A tensão entre R1 e R2 chega a 7 volts, provocando a passagem da corrente (negativa) pelo diodo zener. Este aplica uma tensão na base de T1 que entra em condução. A corrente que anteriormente era aplicado na base de T2 é desviada e com isso, T2 deixa de conduzir. Quando T2 entra em corte, a corrente que alimentava DF é cortada, fazendo com que a tensão do alternador caia. Quando esse valor cair abaixo de 14 volts, o diodo zener passará a bloquear o circuito novamente. Começa tudo de novo. Isso que passamos é apenas uma forma resumida. Caso você queira saber mais sobre esse circuito, você deve fazer um curso de eletrônica. Para nós o que mais interessa saber é: Quando a tensão for inferior a 14 volts, DF é energizado. Quando for maior, DF é desenergizado. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 47 Alternador - Regulador de tensão eletrônico II Vamos ver agora o esquema completo com o regulador eletrônico. Como já dissemos, os reguladores eletrônicos tem inúmeras vantagens em relação ao eletromecânico. Veremos agora suas vantagens: - Menor número de componentes; - É inviolável, evitando que seja desregulado; - Suporta vibração, impactos e maior temperatura de trabalho; - Ocupa menos espaço, pois, pode ser incorporado ao alternador; - Maior durabilidade por não ter contatos mecânicos. Na figura ao lado temos um regulador de tensão eletrônico. Este tipo de componente não possui reparação. Uma vez com problemas deve ser substituído por um novo. Utilize sempre reguladores recomendados pelo fabricante para uma maior eficiência e vida útil do componente. Você deve estar imaginado: "O regulador de tensão eletrônico é um componente inovador no alternador". Realmente é, só que em relação ao seu antecessor, o regulador eletromecânico. Atualmente já estão sendo produzidos outros tipos de reguladores de tensão, com menor tamanho e maior tecnologia. Esses reguladores são os híbridos e os de multi-função. Reguladores híbridos O regulador híbrido tem as mesmas funções dos reguladores eletrônicos anteriormente abordados. Porém, em função de novas tecnologias e modernos processos de fabricação, sua construção requer um menor número de componentes, o que lhe confere um tamanho reduzido. Por este motivo, o regulador híbrido em alguns alternadores está instalado internamente, causando a impressão que esse modelo de alternador não possui regulador. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 50 Agora vamos aos testes para verificar se a caneta está funcionando perfeitamente. Com a caneta de polaridade ligada à bateria e a ponta de prova livre, ou seja, não tocando nem no positivo e nem no negativo, os dois leds deverão estar acesos. Isso indica que não existe sinal na ponta de prova e serve para verificar exatamente essa ausência de sinal num circuito elétrico. Agora, veremos o que acontece quando existe algum sinal na ponta de prova. Ponta de prova no positivo Ponta de prova no negativo Observação: Se você não quiser montar a caneta, poderá comprá-la em alguma loja de eletrônica, ou pelos fabricantes de aparelhos para testes como a Tecnomotor, Alfatest, Raven, Planatec, etc. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 51 Testando os componentes do alternador Com o alternador já desmontado, temos que testar os seguintes componentes: - rotor e bobina de excitação; - estator; - diodos; - regulador de tensão. Teste do rotor quando a curto-circuito à massa Ligue a caneta de polaridade na bateria (fio preto no negativo e vermelho no positivo). Pegue um fio e ligue a ponta do rotor no positivo da bateria. Encoste a ponta de prova da caneta nos dois anéis do rotor. Resultados: - dois leds acessos: rotor em ordem; - somente led vermelho aceso: rotor em curto-circuito com a massa (substitua o rotor) :: Teste da bobina de excitação Ligue um fio do positivo da bateria para um dos anéis do rotor. Encoste a ponta de prova da caneta de polaridade no outro anel. Resultados: - led vermelho aceso: bobina em ordem; - dois leds acesos: bobina interrompida (substitua o rotor, pois, a bobina de excitação trabalha em conjunto com ele). Mesmos que nos dois testes anteriores o resultado tenha sido favorável, ou seja, esteja tudo em ordem, ainda teremos que testar o rotor e a bobina de excitação quanto a sua capacidade de gerar um forte campo magnético. Para isso, execute o seguinte teste: Pegue uma lâmpada halógena de 55 a 65W e faça a ligação conforme a figura ao lado. A lâmpada deverá se acender com uma intensidade baixa. Encoste uma chave de fenda ou qualquer outro material ferroso no local indicado. Utilizando-se uma chave de fenda, a mesma deverá ser fortemente atraída contra o rotor enquanto a lâmpada estiver acesa. Se isso ocorrer, o rotor e a bobina de excitação estarão em ordem, caso contrário, substitua-o. Não ligue a lâmpada halógena diretamente na bateria para não ofuscar a vista devido ao seu brilho muito intenso. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 52 Estando o rotor em ordem, iremos passar para os próximos testes. Teste do estator Pegue um fio e faça uma ligação do positivo da bateria à armadura do estator. Encoste a ponta de prova da caneta de polaridade nos três fios que saem do estator, um de cada vez (cada um dos fios corresponde a uma fase). Resultados: - dois leds acesos: estator em ordem - led vermelho aceso: bobina do estator em curto (substitua o estator); Testes dos diodos retificadores do alternador Para testar os diodos do alternador, recomendamos utilizar um multímetro automotivo. Neste aparelho, há uma escala para teste de diodos com o símbolo . Ao utilizar essa escala, o multímetro passará a gerar uma tensão de aproximadamente 3 volts. Os diodos ao entrar em condução, provocam uma queda de tensão de aproximadamente 0,6 volts e será isso que o multímetro deverá acusar quando o diodo for polarizado corretamente. Não havendo essa queda de tensão o diodo estará interrompido. Se o valor da tensão cair a 0 (zero), o diodo estará em curto-circuito. Sabendo-se destes detalhes, utilize a escala e faça os seguintes testes. As setas coloridas indicam a posição das pontas de prova de multímetro. Diodo positivo Diodo negativo - Ponta de prova preto na carcaça e vermelho no terminal- queda de tensão - Ponta de prova vermelho na carcaça e preto no terminal- não acusa nada - Ponta de prova preto na carcaça e vermelho no terminal- não acusa nada - Ponta de prova vermelho na carcaça e preto no terminal- queda de tensão. Casos os valores acima não forem obtidos, substitua o diodo retificador. Para testar os diodos de excitação, os procedimentos são os mesmos. Apenas a construção física do diodo é diferente, parecido com um resistor. O diodo de excitação normalmente possui uma faixa prateada em uma das extremidades. Essa faixa indica que a ponta de prova preta deverá ser ligada neste ponta para se efetuar os testes. A ponta de prova vermelha deverá ser colocada no terminal oposto a faixa. Feito isso, a queda de tensão deverá ser de aproximadamente 0,6V. Invertendo-se as ligações, não poderá indicar nada. Caso não se obtenha os valores acima, substitua o diodo de excitação. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 55 Alternador- recondicionando Para fazer qualquer reparação no alternador, primeiramente é necessário retirá-lo do veículo. Em alguns veículos, o alternador fica bem visível e sua remoção é muito simples. Entretanto, existem aqueles de difícil acesso, como é o caso do Ford Ka. Se o veículo possuir ar condicionado e direção hidráulica, o serviço de remoção pode ser mais complexo ainda. Pegaremos como exemplo os motores da linha Volkswagen, onde o acesso é fácil e com boa visualização. Para retirar o alternador, primeiramente deve-se retirar a correia de acionamento, que pode ser do tipo trapezoidal ou poli-V. A correia trapezoidal é de fácil remoção, uma vez que a mesma acopla-se no máximo em três polias (árvore de manivelas, bomba d´água e alternador. Este tipo de correia foi muito utilizado nos veículos fabricados até 1995. Hoje a grande maioria dos motores utilizam a poli-V. Embora muito mais barata que a poli-V, a correia trapezoidal não trabalha com esforços mecânicos muito altos. Para garantir um ótimo atrito da correia na polia, seria necessário um tensionamento muito alto, o que poderia provocar o desgaste acentuado dos rolamentos do alternador ou buchas da bomba d´água. Com isso, caso o veículo possua ar e direção, são necessárias três correias deste tipo, sendo uma para o alternador, uma para a bomba hidráulica da direção e outra para o compressor do ar condicionado. As correias do tipo poli-V, também conhecido por micro-V ou multi-V devido a sua maior aderência com a polia, pode ser utilizada para acionar todos os componentes simultaneamente, diminuindo o número de correias. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 56 Observe que com a utilização deste tipo de correia, um único componente aciona todos os dispositivos do motor, como compressor de ar condicionado, bomba da direção hidráulica e alternador. A desvantagem fica por conta da remoção, pois, o sistema tornou- se muito mais compacto, dificultando o acesso a mesma. Após retirado o alternador, devemos desmontá-lo numa bancada. O alternador normalmente é dividido em partes, como mostra a figura abaixo: Após desmontado de acordo com a figura acima, devemos separar o rotor da tampa dianteira e o estator da carcaça. Observe que o regulador de tensão deve ser a primeira peça a ser retirada. Remova a placa de diodos junto com estator, soltando os parafusos de fixação. Para desmembrar o estator da placa é necessário dessoldar os seus três terminais do diodo com um ferro de solda bem aquecido. Para remover o rotor da carcaça dianteira, retire a porca de fixação da polia (cuidado para não danificar a ventoinha). Utilize um pino e uma prensa para remover o rotor. _______________________________________________________________________________________________ ETEC MARTIN LUTHER KING – Eletrônica Automotiva – 2.º Módulo – Prof. José Carlos 57 Para retirar o rotor da tampa dianteira, prenda o rotor numa morsa, utilizando mordentes para não danificar o rotor. Retire a porca de fixação, a polia e a ventoinha. Utilize uma prensa para retirar o rotor da tampa dianteira (cuidado para não danificar a tampa). A figura mostra uma ferramenta especial da VW mas pode-se utilizar um pino confeccionado para isso. Após desmontado todos os componentes, teste toda a parte elétrica (rotor, estator e placa de diodos) e a parte mecânica (rolamento). Caso haja folga no rolamento o mesmo deve ser substituído. Observação: No modelo apresentado (Bosch), caso algum diodo retificador esteja com problemas, convém fazer a substituição completa da placa. Os alternadores Wapsa permitem a substituição de um único diodo. Alternador- esquema elétrico Agora que já vimos como funciona, como executar os testes e toda a estrutura do alternador, vamos ao esquema elétrico e suas ligações com os demais componentes do sistema. Para facilitar nossa compreensão, iremos utilizar uma única simbologia para o alternador e o regulador de tensão. Daqui em diante iremos utilizar essa simbologia para o alternador. Veja que não mostrados toda a estrutura do alternador, como placas de diodos, estator e bobina de excitação, apenas o alternador em si representado pelo círculo e a letra G de gerador e o regulador de tensão eletrônico, com o símbolo de um transistor no meio de um círculo, uma vez que este dispositivo é eletrônico. O capacitor colocado no circuito serve para filtrar os sinais, uma vez que estes podem gerar alguma interferência elemagnética em outros componentes do automóvel, como a unidade de comando do sistema de injeção, rádios, etc. O aterramento do alternador se faz pela sua própria carcaça. Agora iremos ver o esquema completo, com o alternador, motor de partida, bateria e comutador de ignição e partida.