Estrutura e princípio de funcionamento do sensor de nível do veículo
Sensor de nível do veículo — Estrutura, funcionamento e localização de erros
O sensor de nível do veículo é um componente central para a deteção da altura do veículo. O sensor mede a posição vertical da carroçaria em relação ao eixo ou à suspensão. Os seus dados de medição constituem a base para muitos sistemas do veículo, como a regulação automática do alcance dos faróis, sistemas de suspensão adaptativos e várias funções de estabilidade e conforto.
Aviso importante de segurança
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 neste web site apenas devem ser utilizadas 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 carroçaria. São compostos por uma carcaça do sensor, fixada firmemente à carroçaria 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 carroçaria ou o corpo do eixo se altera, o braço de alavanca executa um movimento correspondente. Este transfere esse movimento diretamente para o sensor, onde é convertido num movimento rotativo. O sensor converte esse movimento rotativo num sinal elétrico e transmite-o ao módulo de comando supraordenado. Desta forma, as alterações de altura são detetadas com precisão e utilizadas para a regulação dos sistemas de suspensão e de conforto.
Uma vez que os sensores de nível do veículo também são utilizados em sistemas relacionados com a segurança, é necessária uma fiabilidade de funcionamento especialmente elevada. Por esse motivo, são frequentemente utilizados sensores com construção redundante. No interior, dois canais de medição independentes funcionam em paralelo. Ambos registam o mesmo movimento e enviam um sinal separado para o módulo de comando supraordenado. Se os dois valores de sinal divergirem, o módulo de comando deteta 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 utilizados 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 regulação de nível simples. A desvantagem é o desgaste dos contactos por fricção no interior, que podem deteriorar-se devido ao movimento mecânico constante.
Sensores indutivos
Os sensores indutivos detetam movimentos por indução eletromagnética. O princípio de medição não requer contactos móveis, o que os torna resistentes, duradouros e precisos. Os sensores indutivos são utilizados 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 contacto), desenvolvida pela HELLA. Combina as vantagens da indução com um sistema eletrónico especialmente concebido, garantindo um funcionamento fiável mesmo sob as exigências normais a que um veículo está sujeito.
Propriedades típicas:
- Sem contacto e sem desgaste
- Insensível a campos magnéticos
- Elevada estabilidade térmica
- Resistente a vibrações, humidade e sujidade
- Estrutura multicanal para medições redundantes
Ilustração de exemplo — Estrutura interna de um sensor indutivo com tecnologia CIPOS®
1. Rotor
2. Sistema eletrónico do sensor
3. Bobinas
4. Sistema eletrónico 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 contactos móveis. Os sensores Hall requerem pouca manutenção e são fiáveis. As áreas de aplicação típicas são veículos modernos com faróis de xénon ou LED que requerem uma regulação automática do alcance dos faróis.
Áreas de aplicação
Os sensores de nível do veículo são utilizados em diversos sistemas do veículo:
| Aplicação | Objetivo | Sistemas envolvidos |
|---|---|---|
| Regulação automática do alcance dos faróis | Padrão de luz sem encandeamento | Sensor de nível + Módulo de comando dos faróis |
| Suspensão pneumática | Distância ao solo constante | Sensor de nível + Módulo de comando da suspensão pneumática |
| Regulação dinâmica da suspensão | Conforto e estabilidade de condução | Sensor de nível + Regulação dos amortecedores |
| OPERAÇÃO COM REBOQUE | Nível do veículo estável e luz sem encandeamento sob carga | Sensor de nível + Regulação automática do alcance dos faróis ou regulação de nível |
Além disso, os sensores do ângulo de rotação também podem ser utilizados noutras áreas, por exemplo, em veículos agrícolas ou máquinas de construção. Nesses casos, servem, por exemplo, para detetar 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 avarias ou falhas:
- Danos mecânicos: braços de alavanca com defeito ou deformados, por exemplo, devido a projeção de pedras, colisões ou montagem incorreta.
- Avarias elétricas: ruturas de cabo, corrosão em conexões de ficha ou curtos-circuitos provocados por infiltração de humidade. Também falhas de funcionamento internas no circuito integrado podem causar sinais incorretos ou avarias.
- Influências ambientais: a infiltração de água, sal ou sujidade pode danificar os vedantes e a carcaça.
- Desgaste em potenciómetros: desgaste da pista de resistência devido ao funcionamento permanente em sensores mais antigos de funcionamento mecânico.
Possíveis sintomas:
- Acende uma luz de aviso no painel de instrumentos combinado
- Avisos para o condutor ou mensagens de erro relacionados com sistemas de assistência à condução ou de suspensão
- Limitação ou falha da regulação automática do alcance dos faróis
- Comportamento de condução anormal em suspensões adaptativas (p. ex., demasiado rígido ou demasiado suave)
- Ativação de um modo de emergência no módulo de comando
Ilustração de exemplo dos módulos de comando — Diagnóstico
A função do sensor de nível do veículo é monitorizada pelo módulo de comando supraordenado. 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 conexão. Além disso, consoante o tipo de veículo e o equipamento, podem estar disponíveis ajustes base relacionados com a altura do veículo.
Ler a memória de erros
Através desta função, é possível consultar e apagar os códigos de erro registados no módulo de comando. As entradas fornecem informações sobre se as avarias se encontram no próprio sensor de nível do veículo, na cablagem ou na comunicação com o módulo de comando.
No nosso exemplo, foi registado o seguinte código de erro:
- Código de erro 49 / C103715
- Erro existente
- Aviso para o condutor no veículo:Suspensão pneumática: avaria! Dirija-se a uma oficina
Ilustração de exemplo da consulta da memória de erros
Ilustração de exemplo de uma informação do condutor no painel de instrumentos combinado
Parâmetros
Nesta função, podem ser exibidos os valores atuais do sensor de nível do veículo. Isto inclui, por exemplo, o desvio de altura determinado em relação à posição de regulação (altura de referência do veículo) ou a altura do veículo medida (absoluta). Estes valores são úteis para avaliar o comportamento do sensor durante o funcionamento e detetar possíveis desvios.
Desta forma, 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 base
Após trabalhos em sensores na área da suspensão ou após a substituição de componentes da suspensão, pode ser necessário reprogramar a posição de regulação. Esta posição corresponde à altura de referência à qual o módulo de comando se refere para a regulação da suspensão. O módulo de comando assume as alturas atuais das quatro rodas como valores nominais.
Se a posição de regulação 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 combinado
- Falhas de funcionamento da regulação de nível automática
- Dinâmica de condução ou conforto comprometidos
A programação é efetuada, consoante o tipo de veículo e o equipamento, através dos ajustes base no aparelho de diagnóstico.
Ilustração de exemplo do ajuste base — Reprogramar a posição de regulação
Esquemas de conexão
Esquemas de conexão específicos do sistema, provenientes das informações do veículo, podem ser utilizados para a localização de erros. Estes mostram a ligação elétrica dos sensores de nível do veículo, assim como a sua integração na rede de bordo do veículo.
Desta forma, 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 conexão é uma ajuda importante para localizar fontes de erro de forma rápida e fiável.
Ilustração de exemplo de um esquema de conexão — Integração dos sensores de nível do veículo na rede de bordo do veículo.
1. Módulo de comando da regulação 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 reparação
- A montagem e desmontagem do sensor de nível do veículo devem ser realizadas apenas 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 aparelho de diagnóstico adequado. Deve-se controlar se a posição de regulação é detetada 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 regulação 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 estes trabalhos, recomenda-se o ADAS CSC-Tool da HELLA Gutmann, que permite calibrar sistemas de assistência à condução de forma precisa e compatível entre diferentes fabricantes.
- Devem ser rigorosamente respeitados os avisos de desmontagem, de montagem e de segurança do respetivo fabricante de veículos.
- A HELLA não se responsabiliza por quaisquer danos que sejam resultado de uma montagem ou manuseamento incorreto.
- As prescrições nacionais relativas à segurança no trabalho, prevenção de acidentes e eliminação de resíduos têm de ser respeitadas.
Aviso:
As diferentes opções de diagnóstico foram apresentadas, a título de exemplo, com base no aparelho de diagnóstico mega macs X. A profundidade de verificação e a diversidade de funções podem variar consoante o fabricante de veículos 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 utilizadas como base para a reparação de veículos específicos.