Estrutura e princípio de funcionamento do sensor de nível do veículo
Sensor de nível do veículo — Estrutura, funcionamento e detecção de erros
O sensor de nível do veículo é um componente central para a detecção da altura do veículo. O sensor mede a posição vertical da carroceria em relação ao eixo ou à suspensão. Os seus dados de medição constituem a base para muitos sistemas do veículo, como a regulagem automática do alcance dos faróis, sistemas de suspensão adaptativos e várias funções de estabilidade e conforto.
Aviso de segurança importante
As seguintes informações técnicas e dicas práticas foram elaboradas pela HELLA, com o intuito de apoiar as oficinas profissionalmente nos trabalhos do dia a dia. As informações disponibilizadas nesse site somente devem ser usadas por pessoal especializado e devidamente qualificado.
ÍNDICE
Estrutura e princípio de funcionamento do sensor de nível do veículo
Os sensores de nível do veículo são sensores do ângulo de rotação instalados diretamente em componentes da suspensão e da carroceria. Eles são compostos por uma carcaça do sensor, fixada firmemente à carroceria ou ao corpo do eixo através de um suporte, e por um braço de alavanca, que está, por exemplo, fixado à barra transversal. Os comprimentos e os tipos de fixação do braço de alavanca podem variar conforme o modelo do veículo.
Quando a posição entre as partes móveis da suspensão e a carroceria ou o corpo do eixo se altera, o braço de alavanca executa um movimento correspondente. Ele transfere esse movimento diretamente para o sensor, onde é convertido em um movimento giratório. O sensor converte esse movimento giratório em um sinal elétrico e o transmite ao módulo de comando superordenado. Assim, as alterações de altura são detectadas com precisão e usadas para a regulagem dos sistemas de suspensão e de conforto.
Uma vez que os sensores de nível do veículo também são usados em sistemas relacionados com a segurança, é necessária uma confiabilidade de funcionamento especialmente elevada. Por esse motivo, são frequentemente usados sensores com construção redundante. No interior, dois canais de medição independentes funcionam em paralelo. Ambos registram o mesmo movimento e enviam um sinal separado para o módulo de comando superordenado. Se os dois valores de sinal divergirem, o módulo de comando detecta uma irregularidade e pode reagir de forma adequada. Deste modo, uma possível falha é identificada de forma precoce, garantindo-se a segurança funcional do sistema global.
Modelos mais usados na prática:
Sensores potenciométricos
Este tipo determina a posição através de uma resistência variável. Os sensores deste tipo são encontrados com frequência em veículos mais antigos ou em sistemas de regulagem de nível simples. A desvantagem é o desgaste dos contatos por fricção no interior, que se podem deteriorar devido ao movimento mecânico constante.
Sensores indutivos
Os sensores indutivos detectam movimentos por indução eletromagnética. O princípio de medição não requer contatos móveis, o que os torna resistentes, duradouros e precisos. Os sensores indutivos são usados com frequência em sistemas com suspensão pneumática ou em suspensões adaptativas.
Um modelo especial de sensores indutivos é a tecnologia CIPOS ® (sensor de posição indutivo sem contato), desenvolvida pela HELLA. Combina as vantagens da indução com um sistema eletrônico especialmente concebido, garantindo um funcionamento fiável mesmo sob as exigências normais a que um veículo está sujeito.
Propriedades típicas:
- Sem contato e sem desgaste
- Insensível a campos magnéticos
- Elevada estabilidade térmica
- Resistente a vibrações, umidade e sujeira
- Estrutura multicanal para medições redundantes
Ilustração de exemplo — Estrutura interna de um sensor indutivo com tecnologia CIPOS®
1. Rotor
2. Sistema eletrônico do sensor
3. Bobinas
4. Sistema eletrônico para o processamento do sinal de saída
Sensores de efeito Hall
Estes sensores utilizam um campo magnético que se altera com o movimento. Também aqui não existem contatos móveis. Os sensores Hall requerem pouca manutenção e são confiáveis. As áreas de aplicação típicas são veículos modernos com faróis de xênon ou LED que requerem uma regulagem automática do alcance dos faróis.
Áreas de aplicação
Os sensores de nível do veículo são usados em diversos sistemas do veículo:
| Aplicação | Objetivo | Sistemas envolvidos |
|---|---|---|
| Regulagem automática do alcance dos faróis | Padrão de luz sem antiofuscamento | Sensor de nível + Módulo de comando dos faróis |
| Suspensão pneumática | Distância ao solo constante | Sensor de nível + Módulo de comando da suspensão pneumática |
| Regulagem dinâmica da suspensão | Conforto e estabilidade de condução | Sensor de nível + Regulagem dos amortecedores |
| OPERAÇÃO COM REBOQUE | Nível do veículo estável e luz antiofuscamento sob carga | Sensor de nível + Regulagem automática do alcance dos faróis ou regulagem de nível |
Além disso, os sensores do ângulo de rotação também podem ser usados noutras áreas, por exemplo, em veículos agrícolas ou máquinas de construção. Nesses casos, servem, por exemplo, para detectar a posição da tampa em reboques ou a posição da pá em máquinas de construção.
Causas de avaria e sintomas
Os sensores de nível do veículo estão instalados na zona da suspensão e, por isso, ficam expostos a diferentes esforços durante toda a vida útil do veículo. Causas típicas de falhas ou de uma falha geral:
- Danos mecânicos: braços de alavanca com defeito ou deformados, por exemplo, devido a impacto de pedras, colisões ou montagem incorreta.
- Falhas elétricas: rupturas de fio, corrosão em conexões por engate ou curtos-circuitos provocados por infiltração de umidade. Também falhas de funcionamento internas no circuito integrado podem causar sinais incorretos ou uma falha.
- Influências ambientais: a infiltração de água, sal ou sujeira pode danificar as vedações e a carcaça.
- Desgaste em potenciômetros: desgaste da pista de resistência devido ao funcionamento contínuo em sensores mais antigos de funcionamento mecânico.
Possíveis sintomas:
- Acende uma luz de advertência no painel de instrumentos
- Avisos para o motorista ou mensagens de erro relacionados com sistemas de assistência ao motorista ou de suspensão
- Limitação ou falha da regulagem automática do alcance dos faróis
- Comportamento de condução anormal em suspensões adaptativas (p. ex., demasiado rígido ou demasiado suave)
- Ativação de um programa de operação de emergência no módulo de comando
Ilustração de exemplo dos módulos de comando — Diagnóstico
A função do sensor de nível do veículo é monitorada pelo módulo de comando superordenado. Consoante o tipo de veículo, o diagnóstico pode não só ler a memória de erros, como também apresentar funções adicionais, como consultas de parâmetros ou esquemas de conexões. Além disso, consoante o tipo de veículo e o equipamento, podem estar disponíveis ajustes básicos relacionados com a altura do veículo.
Ler a memória de erros
Através dessa função, é possível consultar e excluir os códigos de erro registrados no módulo de comando. As entradas fornecem informações sobre se as falhas se encontram no próprio sensor de nível do veículo, no cabeamento ou na comunicação com o módulo de comando.
No nosso exemplo, foi registrado o seguinte código de erro:
- Código de erro 49 / C103715
- Erro existente
- Aviso para o motorista no veículo:Suspensão pneumática: falha! Dirija-se a uma oficina
Ilustração de exemplo da consulta da memória de erros
Ilustração de exemplo de uma informação para o motorista no painel de instrumentos
Parâmetros
Nessa função, podem ser exibidos os valores atuais do sensor de nível do veículo. Isso inclui, por exemplo, o desvio de altura determinado em relação à posição de regulagem (altura de referência do veículo) ou a altura do veículo medida (absoluta). Esses valores são úteis para avaliar o comportamento do sensor durante o funcionamento e detectar possíveis desvios.
Assim, é possível verificar se os sinais dos sensores de nível esquerdo e direito coincidem ou se existem valores implausíveis que indiquem um defeito elétrico ou mecânico.
Ilustração de exemplo da consulta de parâmetros — Valor de sensor traseiro direito NOK
Ilustração de exemplo da consulta de parâmetros — Valor de sensor traseiro direito OK
Ajustes básicos
Após trabalhos em sensores na área da suspensão ou após a substituição de componentes da suspensão, pode ser necessário reprogramar a posição de regulagem. Essa posição corresponde à altura de referência à qual o módulo de comando se refere para a regulagem da suspensão. O módulo de comando assume as alturas atuais das quatro rodas como valores nominais.
Se a posição de regulagem não estiver programada corretamente, podem surgir os seguintes problemas:
- Altura do veículo incorreta (por exemplo, mais alta ou mais baixa de um lado)
- Mensagens de erro no painel de instrumentos
- Falhas de funcionamento da regulagem de nível automática
- Dinâmica de condução ou conforto comprometidos
A programação é efetuada, consoante o tipo de veículo e o equipamento, através dos ajustes básicos no equipamento de diagnóstico.
Ilustração de exemplo do ajuste básico — Reprogramar a posição de regulagem
Esquemas de conexões
A partir das informações do veículo, é possível consultar os esquemas de conexões específicos do sistema para proceder à detecção de erros. Eles mostram a conexão elétrica dos sensores de nível do veículo, assim como a respectiva integração na rede de bordo do veículo.
Assim, é possível seguir os percursos de sinal entre o módulo de comando e os sensores e delimitar de forma direcionada possíveis interrupções ou falhas de funcionamento. Especialmente em sistemas de suspensão ou de iluminação complexos, o trabalho com esquemas de conexões é uma ajuda importante para localizar fontes de erro de forma rápida e confiável.
Ilustração de exemplo de um esquema de conexões — Integração dos sensores de nível do veículo na rede de bordo do veículo.
1. Módulo de comando da regulagem da suspensão
2. Sensor de nível do veículo dianteiro direito
3. Sensor de nível do veículo traseiro esquerdo
4. Sensor de nível do veículo traseiro direito
5. Sensor de nível do veículo dianteiro esquerdo
Avisos de manutenção e de reparo
- A montagem e desmontagem do sensor de nível do veículo devem ser realizadas somente por técnicos qualificados devidamente especializados.
- Antes de iniciar a montagem, assegurar que o sensor é adequado à aplicação prevista e que tem as dimensões, conexões e propriedades necessárias.
- Após a montagem, a altura da suspensão deve ser verificada com um equipamento de diagnóstico adequado. Deve-se controlar se a posição de regulagem é detectada corretamente e se os sinais de sensor são plausíveis. Em seguida, deve-se eliminar as entradas na memória de erros.
- Consoante o tipo de veículo e os trabalhos realizados, pode ser necessário reajustar a posição de regulagem do veículo para que as alturas atuais sejam assumidas como valores de referência. Além disso, pode ser necessário calibrar sistemas de assistência específicos do veículo. Para esses trabalhos, recomenda-se o ADAS CSC-Tool da HELLA Gutmann, que permite calibrar sistemas de assistência ao motorista de forma precisa e compatível entre diferentes fabricantes.
- Devem ser rigorosamente respeitados os avisos de desmontagem, de montagem e de segurança do respetivo fabricante do veículo.
- A HELLA não se responsabiliza por quaisquer danos causados por um manuseio inadequado ou montagem incorreta.
- As prescrições nacionais relativas à segurança no trabalho, prevenção de acidentes e descarte de resíduos têm que ser respeitadas.
Aviso:
As diferentes opções de diagnóstico foram apresentadas, a título de exemplo, com base no equipamento de diagnóstico mega macs X. A profundidade de verificação e a diversidade de funções podem variar consoante o fabricante do veículo e dependem da configuração do sistema do módulo de comando. Apresentações esquemáticas, figuras e descrições têm a finalidade de facilitar a compreensão e exemplificação e não podem ser usadas como base para a reparação de veículos específicos.