Equilíbrio elétrico e fuga de corrente

Saiba como diagnosticar a saúde da bateria e do alternador identificando problemas de consumo do sistema elétrico do veículo tomando como base um Volkswagen Fox 1.6 2007

 

 

 

Quando o dia de trabalho na oficina parece tranquilo, aquele cliente bem detalhista chega reclamando que a bateria arriou mais uma vez. É a terceira vez que ele tem esse problema só este ano. O carro é novo e o dono parece ser muito cuidadoso: você examina toda a parte elétrica do carro e não há nenhum problema aparente. O que pode ser, afinal?

Vamos lá. A função da bateria é alimentar todo o sistema elétrico do veículo. No entanto, um destaque especial deve ser dado ao fornecimento de energia para motor de partida que permite o arranque do motor e a alimentação dos componentes elétricos quando o motor não está ligado. Sua vida útil depende diretamente do equilíbrio elétrico, que é a capacidade do alternador gerar a mesma quantidade de energia que o sistema elétrico do veículo consome. “O equilíbrio elétrico acontece quando, com o carro funcionando, o alternador consegue alimentar todos os consumidores sem depender da bateria”, explica o instrutor técnico da Bosch, Ismael Ramos.

A bateria pode ser comparada à caixa d’água de uma residência. Os consumidores elétricos do veículo (cômodos) consomem a corrente (água) oriunda da caixa (bateria). Para que tudo funcione corretamente, a tensão da bateria (nível da caixa d’água) deve permanecer o mais constante possível. Já o alternador pode ser comparado ao conjunto: boia-válvula-sistema de alimentação da rede externa. Sua função é repor continua e progressivamente a energia retirada da bateria (água retirada da caixa), a fim de garantir o nível constante. Ou seja, quanto maior é a corrente drenada da bateria, maior deve ser a corrente gerada pelo alternador, garantindo assim a sua tensão constante.

Enquanto a energia retirada é integralmente reposta, podemos dizer que o sistema se encontra em equilíbrio elétrico. O desequilíbrio elétrico ocorre quando a corrente consumida, em uma determinada situação de condução, é maior do que aquela gerada pelo alternador. Como a energia consumida não é totalmente reposta, a tensão da bateria (nível da caixa d’água) vai diminuindo até se esgotar, ou não ser suficiente para alimentar o sistema de gerenciamento eletrônico do motor e seus consumidores (sistema de injeção e ignição).



Um dos inimigos pode ser a adição de consumidores elétricos que não estavam previstos na configuração de fábrica, como um sistema de som ou uma trava antifurto. Alterações como essas, mesmo que sejam bem feitas, podem sobrecarregar o sistema, que passa a consumir mais energia do que é capaz de gerar. Não adianta apenas colocar uma bateria maior se o sistema não está preparado para recarregá-la na mesma medida: sua vida útil será bem mais curta do que o previsto.

Da mesma forma, se o veículo percorre trajetos muito curtos todos os dias e não roda o tempo suficiente para o alternador recarregar a bateria após a descarga que sofreu na partida, isso também prejudica sua longevidade – é um potencial “inimigo oculto” que não aparece na oficina. De acordo com Diego Riquero, chefe de treinamento da Bosch, o ideal é que o veículo rode pelas ruas por pelo menos 20 minutos após a ignição, em média, para que o alternador gere carga suficiente para compensar a perda da bateria no arranque.

A fuga de corrente em repouso é outro vilão da bateria. Esse problema acontece quando algum componente elétrico gera um consumo que, quando é prolongado, se torna um grande desperdício de energia – como uma lâmpada interna que não desliga ou até mesmo uma frente destacável do aparelho de som mal conectada. Por isso, o funcionamento correto dos componentes que podem entrar em operação com o carro desligado é outro fator importantíssimo.

Existe uma série de testes que devem ser feitos para atestar que a alimentação elétrica está em ordem. Para demonstrá-los nesta reportagem, o instrutor técnico da Bosch, Ismael Ramos, utilizou um VW Fox 1.6, ano 2007, e o aparelho FSA 740, analisador de motores da empresa que reúne diversas funções dentro de uma plataforma de testes pensada para a oficina. Os mesmos testes podem ser feitos com aparelhos separados (multímetro, osciloscópio automotivo etc), porém, evidentemente, o processo se torna mais trabalhoso. Também é preciso uma noção básica de autoelétrica e a literatura técnica do veículo.

Diagnóstico da bateria na partida

Como um dos principais papéis da bateria é prover energia para o motor de arranque, vamos começar a diagnosticá-la pelo teste que analisa a sua condição no momento em que é exigida ao virar a chave do veículo.

1) No aparelho FSA 740, escolhemos a função “Bateria/corrente motor partida” para tal teste. Essa função permite ao mecânico fazer a medição de consumo elétrico dentro de um gráfico de tempo, podendo avaliar ao mesmo tempo a corrente consumida pelo motor de arranque durante a partida a frio juntamente com a queda de tensão.



Obs: O mesmo teste pode ser feito com um multímetro medindo a tensão e outro equipamento medindo a corrente (“amperagem”), mas seria necessária a ajuda de mais um mecânico para observar os valores que esses aparelhos indicariam nos momentos pontuais que mostraremos a seguir.

2) Para ligar o aparelho ao veículo, em primeiro lugar, identifique o cabo de alimentação que sai da bateria para o motor de arranque.



3) Depois coloque a garra do amperímetro com a seta indicando o sentido da alimentação, ou seja, partindo da bateria para o motor de arranque. Essa garra irá medir a corrente de consumo do motor de arranque.



4) Faça a conexão das garras do voltímetro na bateria respeitando os polos negativo e positivo.



5) No rótulo da bateria, é obrigatório constar sua corrente nominal (CCA) dentro da norma SAE, padrão internacional utilizado no Brasil. Neste caso, a corrente nominal da bateria do VW Fox 1.6 2007 da reportagem é 480 ampères (A). Preencha os dados dentro do software do aparelho.



Obs: Um detalhe que merece ser reforçado é que, desde junho de 2014, apenas podem ser vendidas as baterias automotivas que possuírem o selo do Inmetro. Essa certificação é a garantia de que o produto atende aos requisitos mínimos de qualidade e serve como garantia tanto para o mecânico quanto para o proprietário do veículo.



6) Também é preciso inibir a ignição do veículo para que o motor não entre em funcionamento durante o teste. Para isso, desligue o conector dos injetores de combustível.



7) Gire a chave dando a partida por 4 ou 5 segundos. Na tela, o gráfico em vermelho é o de corrente e o azul, o de tensão.



8) Apontando os cursores, descobrimos quais são os valores de tensão e corrente simultaneamente. No pico de corrente, a descarga foi de 291A e se estabilizou em 98A, enquanto a queda máxima de voltagem atingiu 10,3V e se estabilizou em 11,1V. De acordo com o instrutor técnico da Bosch, esses valores são normais. Dentro das condições ideais, a queda de tensão pode atingir até 9,6V. Outro dado que pode ser lido no mesmo gráfico é o tempo que a partida demorou a acontecer. Neste caso, foi de 0,3s.



Obs: Caso a corrente de partida esteja fora do normal, o problema pode estar tanto na bateria quanto no motor de arranque. Terminais de motor de partida mal apertados, assim como os da bateria também podem influenciar os resultados do teste. Fique atento!

9) Durante o mesmo teste, o aparelho também mediu a resistência interna da bateria, calculada levando em consideração a solicitação de corrente na partida e a temperatura ambiente. De acordo com a tabela que está dentro da memória do aparelho, para as condições apresentadas, a resistência da bateria deveria ficar entre 8 m? e 10m?. Neste caso, o valor máximo foi de 9,9 m?, o que significa que a bateria está OK neste quesito. Quando o resultado é positivo, o campo da resistência interna fica na cor verde.

Diagnóstico da corrente de repouso

1) Também há um teste específico no aparelho para atestar que existe algum componente que está consumindo energia da bateria em repouso quando não deveria. Selecione a função “Corr. repouso bat.” no aparelho, o qual faz o monitoramento da corrente de repouso do veículo por 24 horas, onde possíveis alterações do gráfico indicarão se algum componente está usando a carga da bateria fora de hora.



2) Troque também a garra do amperímetro para a de 30A, assim como o canal em que está conectada ao aparelho. A garra deve abraçar todas as alimentações que saem do polo positivo da bateria, menos a do motor de arranque. Também pode ser posicionada no polo negativo. Mantenha as conexões do voltímetro na bateria.



3) O valor médio da corrente de repouso de um veículo de passeio é de 0,040A a 0,050A. Olhando para o gráfico, a corrente de repouso está abaixo de 0,070A, valor considerado normal para este veículo. Como exemplo de alteração no gráfico, Ismael liga a luz do habitáculo e a corrente pula para 0,752A. Quando o temporizador desliga a lâmpada, a corrente de repouso volta a cair para menos de 0,070A.



4) Se o gráfico permanecer muito acima do valor médio, como 0,7A ou mais sem motivo aparente, o mecânico deve investigar a causa. Pode acontecer de uma frente de rádio automotivo mal encaixada estar roubando essa corrente – faça o teste prático de destacar, recolocar e também deixá-la semi encaixada. Pequenas iluminações, como uma lâmpada auxiliar no porta-malas, também podem ser a causa da fuga na corrente de repouso. Neste caso, procure na literatura técnica do veículo pela localização exata dos fusíveis das luzes internas, desligue-os e veja como a medição se comporta.



5) Alguns veículos possuem estratégias em suas unidades de comando que mantém alguns componentes alimentados eletricamente mesmo depois do carro desligado. Esse recurso se chama “power latch”. A temporização varia de modelo para modelo, de montadora para montadora, de componente para componente. No caso do Fox, o efeito “power latch” ocorre na bomba de combustível. Para demonstrá-lo, Ismael liga e desliga a chave de ignição, ativando a bomba de combustível. O gráfico mostra o pico de corrente em 6,78A e depois a queda até 1,30A, onde permanece alerta por cerca de 6 segundos até a estratégia cortar a alimentação. O mecânico não pode interpretar esse recurso como um defeito.



Obs: Em outros modelos, podem existir estratégias que “acordam” determinados componentes temporariamente por segundos ou até minutos mesmo sem contato da chave. Por isso, é essencial que o mecânico conheça o veículo e saiba interpretar o comportamento da corrente de repouso antes de confirmar o diagnóstico.

Diagnóstico de geração e equilíbrio elétrico

1) Este teste deve determinar se o alternador está fornecendo a corrente necessária e se o regulador de tensão está mantendo a voltagem certa, sem falta ou excesso. Todo o teste deve ser feito com o motor ligado. Para isso, é necessário ler a voltagem na bateria (mantendo as garras do multímetro nos polos positivo e negativo) e posicionar a garra do amperímetro na saída do alternador (B ) aprontando para o positivo da bateria. O aparelho FSA 740 vai mostrar os gráficos na função do osciloscópio de dois canais.



2) Dando a partida no veículo, o gráfico do osciloscópio aponta que a corrente se mantém linear em marcha lenta, pouco acima de 10A. Independentemente do que for gerado de corrente, o regulador de tensão deve manter a voltagem entre 13,5V e 14,5V. No gráfico, se manteve a 14V.



Obs: Durante todo o teste, o veículo foi mantido em marcha lenta.

3) Acionando o farol, há uma alteração no gráfico que mostra um pico de corrente que depois se estabiliza em 25A, e uma queda de tensão corrigida ao mesmo tempo. Isso indica que o alternador e o regulador de tensão estão trabalhando para atender à demanda de consumo elétrico. Desligando o consumidor, a corrente volta a baixar e a tensão se mantém.



4) Ligando vários consumidores ao mesmo tempo (farol, ar-condicionado etc), o alternador passa a ser mais exigido, chegando ao pico de corrente de 54A e estabilizando-se em 50A. Já o regulador de tensão conseguiu corrigir as quedas de tensão prontamente, mantendo a voltagem em 14V. Vale apontar que a tensão mesmo nas quedas ficou acima do valor da bateria.



Obs: Se essa correção não ocorrer prontamente, significa que há o desequilíbrio elétrico, ou seja, outra fonte de energia (no caso, a bateria) está sendo necessária para suprir a demanda. O mau funcionamento do alternador e do regulador de tensão também vai se refletir no recarregamento da bateria. Se a correia de acessórios estiver deslizando, também pode provocar esse problema.

5) Para comprovar que esse consumo está vindo da bateria, é necessário mudar a garra de posição, agora para o negativo da bateria com a seta apontando para a saída da bateria.



6) O ideal é que, no gráfico, a corrente esteja em zero ampère ou acima; nunca deve estar abaixo de zero. Se estiver negativo, significa que a corrente da bateria está sendo tirada – e que o alternador está com problemas ou não é compatível com o consumo do veículo.



7) Para demonstrar a oscilação negativa no gráfico de corrente da bateria, Ismael aciona o ar-condicionado do veículo. Percebe-se que, quase imediatamente, a demanda é corrigida e o alternador suplanta a necessidade de corrente. Isso pode ser visto através da oscilação positiva logo a seguir da negativa, que significa que a bateria recebeu corrente ao invés de fornecer. Se o gráfico permanecesse negativo, significaria que o alternador não está compatível com a demanda do sistema ou está com mau funcionamento. No mesmo espaço de tempo, a tensão sofreu uma queda e também foi corrigida, o que denota que o regulador de tensão agiu imediatamente.

 

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