Capítulo 2: Entendendo o funcionamento do mecanismo de automatização para executar o diagnóstico

Por: Redação

A bomba hidráulica gera pressão suficiente para que o êmbolo de seleção/engate de marcha e o cilindro da embreagem, possam realizar suas respectivas funções. Esta bomba é do tipo de engrenagens e é ativada quando a pressão no sistema cai abaixo de 45 bar, podendo ir até 55 bar em função das necessidades momentâneas.

No mecanismo de seleção de marcha existe uma válvula de segurança que limita a pressão máxima do óleo em 80 bar, no caso de ocorrer alguma avaria, descarregando o excesso de pressão para o reservatório.

Na saída da bomba, o óleo passa por um filtro de tela com trama de 220 microns, onde é filtrado novamente, e por uma válvula anti-retorno até chegar ao acumulador de pressão

A vazão de óleo também está associada à pressão da bomba hidráulica. Quanto maior a pressão do óleo, menor será a vazão e vice-versa. A corrente consumida pelo motor elétrico é proporcional à pressão do óleo. Quanto maior a pressão, maior a corrente e vice-versa.

O acumulador de pressão, do tipo membrana com gás inerte, tem a função de trabalhar como um “pulmão” para o sistema. O óleo sob pressão proveniente da bomba hidráulica é armazenado nesse acumulador, com capacidade para 350 ml, antes de ser encaminhado para o mecanismo de seleção de marcha. Assim, quando o sistema precisa fazer alguma intervenção rápida de troca de marcha, sempre haverá pressão de óleo disponível para isso.

Por meio de uma análise do gráfico é possível observar que enquanto os valores de pressão e corrente aumentam, os valores de vazão diminuem.

Os êmbolos hidráulicos de seleção/engate posicionam o eixo seletor exatamente no espaço correspondente à marcha que deve ser engatada. O acoplamento faz a união entre o eixo seletor e o mecanismo de seleção de marcha, no qual estão posicionados os êmbolos.

Quando a câmara de pressão para seleção de marchas é preenchida com óleo, o êmbolo de seleção se desloca verticalmente, empurrando o eixo seletor contra a mola de retorno. O sensor de posição do êmbolo de seleção G604 informa a posição do respectivo êmbolo à Unidade de Controle da Transmissão J217.

Uma particularidade da transmissão ASG é que o eixo seletor tem o seu ponto morto definido pela posição máxima de extensão da mola de retorno, o que coincide com o mecanismo de acionamento do garfo da 5ª marcha, diferentemente do ponto morto da transmissão 02T (MQ200)

Uma vez que o eixo seletor foi posicionado no mecanismo de acionamento do garfo desejado, a Unidade de Controle da Transmissão direciona o óleo para uma das câmaras de pressão para engate de marcha, provocando a rotação do eixo seletor e com isso o engate da marcha desejada. O sensor de posição do êmbolo de engate G616 informa a posição do respectivo êmbolo à Unidade de Controle para saber se o movimento foi realizado. Quando o eixo seletor precisa retornar, a mola de retorno se encarrega de executar o movimento.

Para proporcionar um bom funcionamento de todo este sistema a Unidade de Controle Eletrônico da Transmissão (TCU) precisa realizar o gerenciamento de todo este conjunto.

Conjunto este formado por sensores, TCU, atuadores e redes de comunicação entre as diversas unidades de comando do veículo.

O sistema eletrônico da transmissão ASG proporciona um grande intercâmbio de informações com outros sistemas eletrônicos do veículo

Deve haver na TCU uma troca de informações com outras unidades de comando para que haja o perfeito funcionamento da transmissão. Essas informações são:

• Rotação do motor, posição do pedal do acelerador, torque do motor e temperatura do líquido de arrefecimento, a partir da Unidade de Controle do Motor J623;
• Velocidade do veículo, a partir da Unidade de Controle do ABS J104 ou da Unidade de Controle do Motor J623;
• Solicitação de troca de marcha, a partir da Unidade de Controle dos Sensores da Alavanca Seletora J587 ou das borboletas no volante multifuncional viaE221;
• Temperatura externa, a partir da Unidade de Controle do Instrumento Combinado J285.

Além disso, a Unidade de Controle da Transmissão J217 fornece outros sinais suplementares para as outras unidades de controle envolvidas, que são:

• Sinal de liberação de partida para a Unidade de Controle do Motor executar o controle da partida do motor;
• Sinal de solicitação de redução de torque para a Unidade de Controle do Motor na iminência de troca de marcha;
• Indicação de modo de condução selecionado, marcha engatada, alertas de ação não consentida e de avarias para o Instrumento Combinado;
• Sinal de solicitação de adequação da rotação do motor com a marcha a ser engatada (para cima ou para baixo) para a Unidade de Controle do Motor.

O sinal de pressão do óleo é de extrema importância para que a TCU possa gerenciar o acionamento da bomba hidráulica do sistema de automatização. O sensor para medir a pressão do óleo está localizado na flange do conjunto hidráulico e funciona segundo o princípio piezoresistivo. Sua função é medir a pressão de óleo que está sendo enviada ao mecanismo de seleção de marcha, para que a Unidade de Controle da Transmissão decida o momento de ligar e de desligar o motor elétrico da bomba, em função das necessidades.

Caso o sinal do sensor não chegue à Unidade de Controle da Transmissão J217, a bomba será acionada e desacionada sistematicamente para garantir a pressurização do sistema e somente as marchas 1ª, 2ª e ré podem ser selecionadas. Se a avaria ocorrer enquanto outra marcha estiver engatada, o sistema manterá esta marcha engatada até que a 2ª marcha seja selecionada. A falha será registrada
na memória de avarias

O sensor de posição da embreagem está integrado ao corpo do cilindro da embreagem. Ele informa à Unidade de Controle da Transmissão J217 qual a posição exata de acionamento do êmbolo, permitindo assim maior suavidade nas trocas de marcha da transmissão.

Em caso de avaria nesse sensor, o sistema mantém a marcha engatada até uma velocidade compatível
para o neutro de emergência sem o acionamento da embreagem. A falha será registrada na memória de avarias

A eletrônica do sensor recebe cinco volts e gera uma tensão alternada de alta frequência na bobina excitadora, a qual produz um campo eletromagnético alternado. Este campo da bobina excitadora afeta o campo magnético do ímã móvel integrado ao êmbolo, o que produz um segundo campo eletromagnético alternado. Este segundo campo induz nas bobinas receptoras um sinal de tensão alternada. O nível dessa tensão alternada depende da posição do ímã móvel. Diferentes posições resultam em diferentes áreas de cobertura das bobinas receptoras pelo ímã.

Já os sensores de identificação de marcha G604 e G616 estão localizados no mecanismo de seleção de marcha e trabalham de forma semelhante entre si. A vantagem desse tipo de sensor é a ausência dos contatos mecânicos, o que elimina desgaste ou leituras incorretas devido a mau contato. Eles informam à Unidade de Controle da Transmissão J217 qual a posição exata dos êmbolos de seleção e de engate, permitindo assim a identificação da marcha selecionada na transmissão.

Em caso de avaria nesses sensores, a transmissão não troca de marcha até a parada do veículo e a embreagem ficará aberta. A falha será registrada na memória de avarias

Os sensores G604 e G616 funcionam segundo o mesmo princípio do sensor de posição da embreagem G476, explicado anteriormente. No entanto, a eletrônica do sensor está na Unidade de Controle da Transmissão, ou seja, esses sensores são chamados de sensores passivos.

Diagnóstico por meio da leitura dos sinais dos sensores de posição:

O conhecimento do funcionamento da transmissão automatizada é de primordial importância para realizar um bom diagnóstico. Basicamente, as trocas de marchas em uma transmissão automatizada ocorrem pela atuação da TCU nas válvulas proporcionais de vazão e pressão. Porém, a TCU só vai atuar nestas válvulas uma vez que por meio da análise do conjunto de informações de entrada, ela identifica esta necessidade, por exemplo: rotação de entrada na transmissão muito elevada.

Ao atuar nas válvulas proporcionais a TCU fecha a malha de controle esperando os sinais dos sensores de identificação de marcha, para então, identificar se a atuação nas válvulas foi o suficiente ou ainda há a necessidade de atuar mais ou corrigir uma atuação demasiada. Ao passo que se estes sensores falharem, a transmissão poderá parar de funcionar.
Portanto, para realizar o diagnóstico nesta transmissão é possível realizar a medição dos sinais dos sensores de identificação de marcha.

Por meio da interpretação do esquema elétrico é possível visualizar que o sinal do sensor G616 poderia chegar à TCM por meio dos fios que chegam nos terminais 34/46 ou 35/47. Por meio de um osciloscópio foi identificado que a bobina que fornece o sinal é aquela cujos cabos chegam nos pinos 34 e 46 da TCM. Portanto, para capturar o sinal deste sensor, com o objetivo de verificar o bom funcionamento do mesmo, é necessário colocar um osciloscópio nestes pinos

Para isso, o reparador deve inicialmente consultar um esquema elétrico para saber em qual pino do sensor realizar a medição. No esquema elétrico do sensor G616 é possível visualizar o sensor de identificação de seleção das marchas. Este sensor monitora a posição do mecanismo de seleção de marchas, alterando os picos de tensão conforme a posição deste mecanismo, sendo que para 5ª marcha e ponto porto ele terá a mesma tensão, bem como para 3ª/4ª e 1ª/2ª marchas.

O sinal proveniente dos sensores de identificação de marcha é um sinal de ondas alternadas, ou seja, um sinal cuja tensão é variante no tempo. Isto é possível ser visualizado na ilustração a seguir:

Sinal do sensor de identificação da posição de seleção do mecanismo de mudança de marcha na posição de 1ª marcha

Quando a primeira marcha está engatada o sensor G616 fornece um sinal à TCU com a variação de tensão sendo aproximadamente 0,02V. Já ao engatar a marcha à ré a variação de tensão deste sensor passa a ser aproximadamente 5 vezes maior, 0,1V, conforme pode ser visualizado no sinal capturado a seguir.

Sinal do sensor de identificação da posição de seleção do mecanismo de mudança de marcha na posição de marcha à ré

Como o mecanismo de seleção de marcha tem uma posição diferente para marcha à ré, 1ª/2ª marchas, 3ª/4ª marchas e 5ª/neutro, todas estas posições também vão gerar tensões diferentes como pode ser concluído visualizando os gráficos dos sinais capturados no osciloscópio.

Sinal do sensor de identificação da posição
de seleção do mecanismo de mudança de marcha na posição de neutro, em que a variação de tensão encontrada foi de 0,3V

Já o sensor G604 monitora a posição de engate do mecanismo de seleção de marcha, sendo que haverá apenas três posições: 5ª/3ª/1ª/R e 4ª/2ª marchas. Apesar de o comportamento deste sensor ser parecido com o sensor G616, a variação de tensão tem uma certa distinção.

Sinal do sensor de identificação da posição de engate do mecanismo de mudança de marcha na posição de neutro

A variação do sinal deste sensor quando a alavanca de seleção e engate de marchas se encontra na posição neutra é praticamente nula. Porém ao engatar a marcha à ré, por exemplo, esta variação de tensão passa a ser aproximadamente igual a 0,3V, como pode ser visualizado na ilustração a seguir:

Sinal do sensor de identificação da posição de engate do mecanismo de mudança de marcha com a marcha
à ré engatada

Para capturar os sinais do sensor G604 o esquema elétrico utilizado foi o esquema mostrado na ilustração a seguir, no qual é possível visualizar também duas bobinas, assim como no sensor G616.

Contudo, este sinal é provido pelo sensor pelas bobinas que saem dos terminais 3 e 4 do sensor e chegam nos terminais 25 e 13 da TCU. Por isso, para capturar estes sinais é necessária a ajuda de um osciloscópio para medir estes terminais.

Esquema elétrico do sensor de identificação
da posição de engate do mecanismo de mudança
de marcha – G604

Concluindo a análise de todos os sinais é, possível afirmar que para cada posição de seleção bem como de engate os sensores comportam-se com uma variação de tensão no tempo.

Para que o reparador consiga então reproduzir estes testes, é necessário que o mesmo capture os sinais por meios dos terminais descritos e compare as ondas obtidas com as ondas mostradas nesta matéria.

No caso do reparador encontrar sinais com valores muito divergentes dos apresentados aqui, é possível que os sensores ou TCU estejam danificados e necessitam ser trocados.