CEPRA[1]

Colecção Formação Modular Automóvel

SISTEMAS DE SEGURANÇA ACTIVA

COMUNIDADE EUROPEIA Fundo Social Europeu

Referências

Colecção

Formação Modular Automóvel

Título do Módulo

Sistemas de Segurança Activa

Coordenação Técnico-Pedagógica

Direcção Editorial

Autor

CEPRA – Centro de Formação Profissional da Reparação Automóvel Departamento Técnico Pedagógico CEPRA – Direcção

CEPRA – Desenvolvimento Curricular

Maquetagem

CEPRA – Núcleo de Apoio Gráfico

Propriedade

Instituto de Emprego e Formação Profissional Av. José Malhoa, 11 - 1000 Lisboa

1ª Edição

Depósito Legal

Portugal, Lisboa, Fevereiro de 2000

148200/00

© Copyright, 2000 Todos os direitos reservados IEFP

“Produção apoiada pelo Programa Operacional Formação Profissional e Emprego, cofinanciado pelo Estado Português, e pela União Europeia, através do FSE” “Ministério de Trabalho e da Solidariedade – Secretaria de Estado do Emprego e Formação”

Sistemas de Segurança Activa

Índice

ÍNDICE DOCUMENTOS DE ENTRADA OBJECTIVOS GERAIS E ESPECÍFICOS DO MÓDULO.................................................. E.1 PRÉ-REQUISITOS............................................................................................................. E.4

CORPO DO MÓDULO 0 – INTRODUÇÃO ........................................................................................................................0.1 1 - SISTEMAS DE TRAVAGEM ...................................................................................................1.1 1.1 - BREVE DESCRIÇÃO DO SISTEMA ABS .....................................................................................1.1 1.1.1 - CONSTITUIÇÃO DO SISTEMA ABS .................................................................................1.2 1.1.2 - PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DO ABS ....................................................................1.3 1.1.3 - DIAGNÓSTICO DE UM SISTEMA ABS .............................................................................1.6 1.1.4 - PRESCRIÇÕES A OBSERVAR NO VEÍCULO EQUIPADO COM ABS ...........................1.10 1.2 - SISTEMA COMPENSADOR ELECTRÓNICO DA FORÇA DE TRAVAGEM - EBV ....................1.11 1.3 - SISTEMAS DE REGULAÇÃO ELECTRÓNICA DA FORÇA DE TRAVAGEM - ELB...................1.13 1.3.1 - PRINCÍPIOS BÁSICOS ....................................................................................................1.13 1.3.2 - FUNÇÃO ..........................................................................................................................1.14 1.4 - SISTEMAS DE TRAVÕES PERMANENTES ..............................................................................1.15 1.4.1 - TRAVÃO MOTOR ............................................................................................................1.16 1.4.1.1 - TRAVÃO MOTOR - EXHAUST-VALVE-BRAKE (EVB)......................................1.17 1.4.2 - RETARDADOR ................................................................................................................1.18 1.4.2.1 - RETARDADOR HIDRODINÂMICO....................................................................1.19 1.4.2.2 - RETARDADOR ELECTRODINÂMICO ..............................................................1.21 1.4.2.3 - RETARDADOR HIDRODINÂMICO VERSUS ELECTRODINÂMICO ..................1.21

2 - SISTEMAS DE CONTROLO DE ACELERAÇÃO...................................................................2.1 2.1 - MOTRICIDADE INTEGRAL ...........................................................................................................2.1 2.2 - SISTEMA DE DIFERENCIAL AUTOBLOCANTE ..........................................................................2.2 2.3 - SISTEMAS DE CONTROLO DE ACELERAÇÃO ATRAVÉS DO ABS ..........................................2.5 2.3.1 - SISTEMA DE BLOQUEIO ELECTRÓNICO DO DIFERENCIAL - EDS ..............................2.5 2.4 - SISTEMAS DE CONTROLO DE ACELERAÇÃO ATRAVÉS DO SISTEMA DE GESTÃO ELECTRÓNICA DO MOTOR 2.10 2.4.1 - SISTEMA DE CONTROLO DE TRACÇÃO - ETC............................................................2.11 2.4.2 - SISTEMA DE CONTROLO DE TRACÇÃO - ASR ...........................................................2.13 2.4.2.1 - ACTUAÇÃO AO NÍVEL DOS TRAVÕES DO SISTEMA COMBINADO ABS/ASR

2.16

2.4.2.2 - ACTUAÇÃO AO NÍVEL DO MOTOR DO SISTEMA COMBINADO ABS/ ASR................................................................................................... 2.18 2.5 - REGULAÇÃO ABS/EDS/ASR .....................................................................................................2.22

3 - SISTEMA DE CONTROLO DE ESTABILIDADE DINÂMICA ................................................ 3.1 Sistemas de Segurança Activa

Índice 3.1 - SISTEMAS DE QUATRO RODAS DIRECCIONAIS (4 WS) ..........................................................3.1 3.2 - SISTEMA ELECTRÓNICO DE CONTROLO DA DIRECÇÃO .......................................................3.3 3.2.1 - DIRECÇÃO COM ASSISTÊNCIA VARIÁVEL ....................................................................3.3 3.3 - SISTEMAS DE SUSPENSÃO ELECTRÓNICOS...........................................................................3.5 3.3.1 - SISTEMA DE SUSPENSÃO ADAPTÁVEL.........................................................................3.5 3.3.2 - SUSPENSÃO PNEUMÁTICA AUTO-NIVELANTE .............................................................3.9 3.4 - SISTEMAS DE CONTROLO DE ESTABILIDADE POR MEIO DE ABS ......................................3.10 3.4.1 - PROGRAMA ELECTRÓNICO DE ESTABILIDADE - ESP ...............................................3.10

4 - OUTROS SISTEMAS DE SEGURANÇA ACTIVA ..................................................................4.1 4.1 FARÓIS COM LÂMPADAS DE XÉNON ..........................................................................................4.1 4.2 - SENSOR DE CHUVA ....................................................................................................................4.3 4.3 - ESPELHO RETROVISOR NTERIOR COM SISTEMA ANTI-ENCADEAMENTO AUTOMÁTICO

4.4

4.4 - DETECTORES DE SONOLÊNCIA ................................................................................................4.5 4.4.1 - CONSTITUIÇÃO E FUNCIONAMENTO DE UM DETECTOR DE SONOLÊNCIA 4.5

BIBLIOGRAFIA .............................................................................................................C.1

DOCUMENTOS DE SAÍDA PÓS-TESTE ...................................................................................................................S.1 CORRIGENDA E TABELA DE COTAÇÃO DO PÓS-TESTE.....................................S.10

ANEXOS EXERCÍCIOS PRÁTICOS..............................................................................................A.1 GUIA DE AVALIAÇÃO DOS EXERCÍCIOS PRÁTICOS ..............................................A.4

Sistemas de Segurança Activa

Objectivos Gerais e Específicos do Módulo

OBJECTIVOS GERAIS E ESPECÍFICOS No final deste módulo, o formando deverá ser capaz de:

OBJECTIVO GERAL Distinguir os diversos sistemas de segurança activos, interpretando a sua influência no comportamento do automóvel. Pretende-se também que procedam ao diagnóstico e detecção de anomalias dos sistemas de segurança activa.

OBJECTIVOS ESPECÍFICOS

1. Distinguir os diversos sistemas de controlo de aceleração:

1.1 Identificar as funções do ABS. 1.2 Distinguir os principais elementos constituintes do ABS. 1.3 Descrever o princípio de funcionamento do ABS. 1.4 Proceder ao diagnóstico de um sistema ABS, utilizando as ferramentas adequadas e seguindo as especificações. 1.5 Explicar o esquema eléctrico de um ABS. 1.6 Especificar as prescrições a observar no veículo equipado com ABS. 1.7 Identificar as funções do sistema compensador electrónico da força de travagem - EBV. 1.8 Descrever o princípio de funcionamento do EBV. 1.9 Descrever o princípio de funcionamento do ELB. 1.10 Distinguir os principais componentes do ELB. 1.11 Identificar as funções do travão de escape. 1.12 Distinguir os vários componentes do travão de escape e do travão da válvula de escape. 1.13 Distinguir a constituição e o funcionamento do retardador hidrodinâmico relativamente ao retardador electrodinâmico. 1.14 Especificar as vantagens do recurso à motricidade integral.

Sistemas de Segurança Activa

E.1

Objectivos Gerais e Específicos do Módulo

1.15 Descrever o princípio de funcionamento de um diferencial autoblocante. 1.16 Especificar as vantagens e desvantagens do recurso a diferenciais autoblocantes. 1.17 Identificar as funções do sistema de bloqueio electrónico do diferencial – EDS. 1.18 Distinguir os principais componentes do EDS. 1.19 Descrever o princípio de funcionamento do EDS e especificar em que situações intervém. 1.20

Identificar as funções do sistema de controlo de tracção - ETC.

1.21 Distinguir os principais componentes do ETC. 1.22 Descrever o princípio de funcionamento do ETC e especificar em que situações intervém. 1.23 Identificar as funções do sistema de controlo de tracção - ASR. 1.24 Distinguir as várias variantes de sistemas ASR. 1.25 Descrever o princípio de funcionamento do ASR e distinguir os seus principais componentes. 1.26 Especificar em que situações intervém o ASR.

2. Distinguir os diversos sistemas de controlo de estabilidade dinâmica: 2.1 Identificar as funções do sistema de quatro rodas direccionais – 4 WS. 2.2 Distinguir os principais componentes do 4 WS e descrever o seu funcionamento. 2.3 Especificar em que situações intervém o 4 WS. 2.4 Identificar as funções do sistema electrónico de controlo de direcção. 2.5 Distinguir os principais componentes do sistema de direcção com assistência variável e descrever o seu princípio de funcionamento. 2.6 Identificar as funções do sistema de suspensão adaptável. 2.7 Distinguir os principais componentes do sistema de suspensão adaptável e descrever o seu princípio de funcionamento. 2.8 Identificar as funções do sistema de suspensão pneumática auto-nivelante. 2.9 Distinguir os principais componentes da suspensão auto-nivelante e descrever o seu princípio de funcionamento. 2.10 Identificar as funções do sistema de controlo de estabilidade - ESP. 2.11 Distinguir os principais componentes do ESP e descrever o seu funcionamento. 2.12 Especificar em que situações intervém o ESP.

E.2

Sistemas de Segurança Activa

Objectivos Gerais e Específicos do Módulo

3. Identificar outros sistemas de segurança activa: 3.1 Distinguir os principais componentes de um farol equipado com lâmpadas de xénon. 3.2 Especificar as vantagens do recurso a faróis com lâmpadas de xénon. 3.3 Distinguir os principais componentes do sensor de chuva e descrever o seu princípio de funcionamento. 3.4 Especificar em que situações intervém o sensor de chuva. 3.5 Distinguir os principais componentes do espelho retrovisor interior com sistema anti-encadeamento automático. 3.6 Descrever o princípio de funcionamento do espelho retrovisor interior com sistema anti-encadeamento automático. 3.7 Identificar as funções do detector de sonolência. 3.8 Distinguir os principais componentes do detector de sonolência e descrever o seu funcionamento. 3.9 Especificar em que situações intervém detector de sonolência.

Sistemas de Segurança Activa

E.3

Pré-Requisitos

PRÉ-REQUISITOS COLECÇÃO FORM AÇÃO M ODULAR AUTOM ÓVEL C o nst r ução d a I nst al ação E l éct r i ca

C o mp o nent es d o S i st ema E l éct r i co e sua Si mb o l o g i a

E l ect r i ci d ad e B ási ca

M ag net i smo e El ect r o mag net i sm o - M o t o r es e G er ad o r es

T i p o s d e B at er i as e sua M anut enção

T ecno l o g i a d o s S emi - C o nd ut o r es C o mp o nent es

C i r c. I nt eg r ad o s, M i cr o co nt r o l ad o r es e M i cr o p r o cessad o r es

Lei t ur a e I nt er p r et ação d e Esq uemas E l éct r i co s A ut o

C ar act er í st i cas e F unci o nament o d o s M o t o r es

D i st r i b ui ção

C ál cul o s e C ur vas C ar act er í st i cas do M otor

S i st emas d e A d mi ssão e d e Escap e

Si st emas d e A r r ef eci ment o

Lub r i f i cação d e M o t o r es e T r ansmi ssão

A l i ment ação D i esel

Si st emas d e A l i ment ação p o r C ar b ur ad o r

Si st emas d e I g ni ção

S i st emas d e C ar g a e A r r anq ue

So b r eal i ment ação

S i st emas d e I nf o r mação

Lâmp ad as, F ar ó i s e F ar o l i ns

F o cag em d e F ar ó i s

Si st emas d e A vi so A cúst i co s e Lumi no so s

S i st emas d e C o muni cação

Si st emas d e Seg ur ança P assi va

S i st emas d e C o nf o r t o e S eg ur ança

E mb r ai ag em e C ai xas d e V el o ci d ad es

Si st emas d e T r ansmi ssão

Si st emas d e T r avag em Hi d r ául i co s

S i st emas d e T r avag em A nt i b l o q uei o

Si st emas d e D i r ecção M ecâni ca e A ssi st i d a

G eo met r i a d e D i r ecção

Ó r g ão s d a Susp ensão e seu F unci o nament o

D i ag nó st i co e R ep . d e A var i as no S i st ema d e Susp ensão

V ent i l ação F o r çad a e A r C o nd i ci o nad o

S i st emas d e Seg ur ança A ct i va

S i st emas E l ect r ó ni co s D i esel

D i ag nó st i co e R ep ar ação em S i st emas M ecâni co s

U ni d ad es E l ect r ó ni cas d e C o mand o , Senso r es e A ct uad o r es

Si st emas d e I nj ecção M ecâni ca

Si st emas d e I nj ecção E l ect r ó ni ca

Emi ssõ es Po l uent es e D i sp o si t i vo s d e C o nt r o l o d e Emi ssõ es

A nál i se d e G ases d e E scap e e O p aci d ad e

D i ag nó st i co e R ep ar ação em S i st emas co m G est ão El ect r ó ni ca

D i ag nó si co e R ep ar ação em Si st emas E l éct r i co s C o nvenci o nai s

R o d as e Pneus

M anut enção Pr o g r amad a

T er mo d i nâmi ca

G ases C ar b ur ant es e C o mb ust ão

N o çõ es d e M ecâni ca A ut o mó vel p ar a GPL

C o nst i t ui ção e F unci o nament o d o E q ui p ament o C o nver so r p ar a G P L

Leg i sl ação E sp ecí f i ca so b r e G PL

Pr o cesso s d e T r açag em e P unci o nament o

P r o cesso s d e C o r t e e D esb ast e

P r o cesso s d e F ur ação , M and r i l ag em e R o scag em

N o çõ es B ási cas d e S o l d ad ur a

M et r o l o g i a

R ed e El éct r i ca e M anut enção d e F er r ament as E l éct r i cas

R ed e d e A r C o mp . e M anut enção d e F er r ament as Pneumát i cas

F er r ament as M anuai s

OUTROS M ÓDULOS A ESTUDAR I nt r o d ução ao A ut o mó vel

D esenho T écni co

M at emát i ca ( cál cul o )

F í si ca, Q uí mi ca e M at er i ai s

O r g ani z ação O f i ci nal

LE G E N D A

Módulo em estudo

E.4

Sistemas de Segurança Activa

Pré-Requisito

Introdução

0 – INTRODUÇÃO Os fabricantes de automóveis incorporam permanentemente e em cada um dos seus novos modelos inovações tecnológicas, que partem tanto da sua experiência em modelos anteriores como das investigações sobre as preferências do mercado. A maior parte destas novidades estão relacionadas com a segurança, de forma mais ou menos directa. Algumas com os sistemas de segurança activa, outras com a passiva e outras ainda com o conforto e as necessidades ergonómicas do condutor e dos ocupantes. Neste último caso, tudo o que incide na redução do esforço e no aumento da comodidade do condutor (bancos ergonómicos, embraiagem pilotada, comandos do rádio no volante), diminuirá a fadiga e, consequentemente, favorecerá a concentração na condução e assim a segurança activa. A segurança passiva diz respeito a todos os sistemas do automóvel que, em caso de acidente, contribuem para que todos os danos causados aos ocupantes sejam minimizados ou mesmo eliminados. Exemplos disto mesmo são, os air-bags, os side-bags, os pré-tensores dos cintos de segurança e as estruturas da carroçaria com zonas de deformação programada. Por outro lado, a segurança activa refere-se ao conjunto de sistemas que actuam na prevenção da ocorrência de acidentes, ou seja, o sistema de travões, suspensão, direcção, pneumáticos, os limpa vidros, a iluminação, o desenho da carroçaria, que deve ter em conta a visibilidade do condutor, procurando-se que os pilares que sustentam o tecto sejam o mais finos possível por forma a que se evitem os denominados ângulos mortos, são exemplos disso mesmo. O presente manual incide precisamente sobre o estudo dos sistemas de segurança activa, nomeadamente dos de última geração. Como sejam os mecanismos de controlo de aceleração, de controlo de estabilidade dinâmica quer transversal quer longitudinal, a suspensão electrónica, entre outros. Note-se que por vezes os fabricantes de automóveis utilizam siglas diferentes para descrever sistemas iguais aos que aqui se abordam. Exemplo disso mesmo é o caso da Ford que chama TCS (Traction Control System) a um sistema que não é nem mais nem menos que o ASR com intervenção ao nível dos travões e da válvula da borboleta. De referir ainda que, apesar de todos estes sistemas, a segurança do automóvel depende maioritariamente do condutor. Se ultrapassarmos os limites físicos que caracterizam a segurança nos automóveis de nada servirão estes dispositivos.

Sistemas de Segurança Activa

0.1

Sistemas de Travagem

1 - SISTEMAS DE TRAVAGEM 1.1 - BREVE DESCRIÇÃO DO SISTEMA ABS O sistema anti-bloqueio das rodas ou sistema ABS, AntiBlockier System, como é mais frequentemente conhecido, tem por finalidade impedir o bloqueio das rodas e manter a direccionalidade e a estabilidade dos veículos em pisos com coeficientes de atrito (aderência) baixos ou assimétricos e em travagens de grande intensidade. Com a utilização do ABS o veículo mantém-se manobrável, não tende a derrapar, não se produzem danos nos pneus e além disso, as distâncias de travagem são geralmente inferiores. Note-se que, em pisos cobertos de neve a distância de travagem é habitualmente inferior em veículos sem ABS, isto deve-se ao facto de as rodas ao bloquearem formarem à sua frente uma espécie de cunha que faz aumentar a força de travagem e como tal reduz a distância de travagem (ver figura 1.1). Contudo o veículo não é manobrável. Nestas condições, uma viatura com sistema antibloqueio torna-se manobrável, mas a distância de travagem é superior.

Fig. 1.1 - Deslizamento em travagem em função do coeficiente de atrito, em diferentes tipos de piso

As zonas da figura 1.1 que se encontram assinaladas representam as margens de actuação do ABS, ou seja, este não permite, em condições extremas, deslizamentos dos pneus superiores a aproximadamente 30%. O ideal é que este valor se situe em redor dos 15%. Note-se que num deslizamento de 100%, que acontece quando as rodas ficam completamente bloqueadas (veículos sem ABS), o condutor pode perder o controlo do automóvel. É como que se os pneus tivessem reduzido a zero o seu coeficiente de atrito, ficando o veículo sem ponto de apoio.

Sistemas de Segurança Activa

1.1

Sistemas de Travagem

1.1.1 - CONSTITUIÇÃO DO SISTEMA ABS Existem vários sistemas ABS, como sejam, o Bosch, Teves, Bendix, Lucas-Giriling, o ALB desenvolvido pelos japoneses da Honda, entre outros, que embora tendo algumas diferenças entre si são bastante semelhantes, no que diz respeito à sua constituição e modo de funcionamento, pelo que o sistema ABS será abordado na sua forma mais genérica. O sistema é basicamente constituído por uma unidade electrónica de comando, um grupo hidráulico, nos sistemas mais evoluídos estes dois componentes estão integrados num só, e por um sensor em cada uma das rodas (actualmente mais comum). A figura 1.2 ilustra bem a composição de um sistema ABS.

3

1. Unidade electrónica de controlo (UEC) do ABS; 2. Relé de sobretensões, para garantir à UEC uma tensão uniforme; 3. Sensor ou captador da velocidade de rotação da roda; 4. Roda dentada para informação do n.º de rotações ao sensor; 5. Módulo hidráulico; 6. Relé das válvulas; 7. Relé da bomba hidráulica; 8. Bomba principal de travões; 9. Servofreio; 10. Indicador de avarias no sistema ABS, montado no painel de instrumentos (acende sempre que seja detectada qualquer avaria no ABS)

Fig. 1.2 – Componentes de um sistema ABS

1.2

Sistemas de Segurança Activa

Sistemas de Travagem

Fig. 1.3 - Distribuição dos componentes de um sistema ABS num automóvel

1.1.2 - PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DO ABS Os sensores têm como missão informar constantemente a unidade electrónica de comando (UEC) acerca da rotação de cada uma das rodas, por forma a que esta possa fazer actuar o sistema ABS. Os sensores determinam o número de rotações das rodas e, em função disso, a velocidade de rotação das mesmas. Fazem chegar esta informação à UEC do ABS que a converte em termos da velocidade do veículo (velocidade de referência). Os microprocessadores da UEC do ABS determinam o escorregamento de cada roda, tendo em conta os valores da velocidade de rotação instantânea da roda e a velocidade de referência. A tendência para o bloqueio de cada uma das rodas é determinada a partir dos sinais de aceleração e de deslizamento da roda, isto é, se a diferença de velocidade de rotação da roda, entre dois instantes consecutivos, for superior a um determinado valor pré-estabelecido e memorizado na UEC (valor a partir do qual as rodas bloqueiam), então as válvulas de controlo de pressão são activadas, regulando a pressão de travagem. Numa travagem normal, ou no início de uma travagem de emergência, não existe bloqueio das rodas, pelo que o sistema ABS não intervém (fig. 1.4).

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1.3

Sistemas de Travagem

1. Pinça do travão 2. Pedal do travão 3. Bomba principal de travões 4. Sensor de rotações da roda 5. UEC do ABS 6. Válvula com solenóide

Fig. 1.4 - Funcionamento do sistema de travões numa travagem normal

A pressão exercida pelo condutor no pedal do travão (2) actua sobre a bomba (3), passando pela válvula solenóide, cujo embolo é mantido na posição inferior por meio de uma mola, até chegar à pinça do travão, que faz reduzir a velocidade da roda. No momento da travagem, se uma roda bloquear, a unidade electrónica de comando (5), após ter recebido informação dos sensores (4), envia uma ordem à unidade hidráulica de modo a que desbloqueie a roda por forma a que esta não perca a aderência ao piso. Então, a unidade hidráulica fecha uma válvula solenóide (6), interrompendo o circuito de alimentação de óleo à bomba da roda que está bloqueada, não permitindo assim um aumento de pressão, mesmo que o condutor aumente a força exercida no pedal de travão (fig. 1.5).

4. Sensor de rotações da roda 6. Válvula com solenóide

Fig. 1.5 - Funcionamento do sistema de travões em caso de uma travagem de emergência, no momento da manutenção da pressão

1.4

Sistemas de Segurança Activa

Sistemas de Travagem

Se, depois disso, a situação de roda bloqueada continua, a unidade electrónica de controlo (5) fornece uma corrente mais intensa à válvula solenóide (6) de modo a elevar mais o embolo para que o canal de retorno fique livre. Simultaneamente, a unidade electrónica de comando do ABS põe a funcionar uma bomba eléctrica que acelera o alívio de pressão na roda bloqueada (é neste momento que se sentem as habituais “pancadas” do pedal no pé do condutor) (fig. 1.6).

4. Sensor de rotações da roda 5. UEC do ABS 7. Bomba eléctrica de retorno 8. 9. Acumuladores

Fig. 1.6 - Funcionamento do sistema de travões em caso de uma travagem de emergência, no momento da redução da pressão

A pressão desce e a roda é desbloqueada, o sensor (4) informa de imediato a UEC (5), que nesse instante deixa de actuar a válvula solenóide (6) e a bomba de retorno (7), pelo que o embolo da válvula (6) desce e a pressão que o condutor exerce sobre o pedal de travão entra novamente em acção, iniciando-se de novo o mesmo ciclo. Este ciclo de regulação da pressão ocorre entre 4 a 10 vezes por segundo permitindo travar com a maior eficácia possível. Os diferentes sistemas ABS geralmente não actuam para velocidades inferiores a 5 km/h. De referir que em veículos com tracção integral o sistema antibloqueio é instalado de forma distinta. Neste caso, os circuitos de travagem estão repartidos por eixo empregando-se habitualmente unidades hidráulicas de 3 canais. O controlo do bloqueio das rodas dianteiras é feito independentemente, enquanto que para as rodas traseiras se faz em conjunto. Logo, quando uma roda traseira tender a bloquear, o sistema entra em acção soltando ligeiramente as duas rodas.

Sistemas de Segurança Activa

1.5

Sistemas de Travagem

1.1.3 - DIAGNÓSTICO DE UM SISTEMA ABS Todos os automóveis equipados com sistema ABS possuem no painel de instrumentos uma lâmpada de aviso do sistema ABS, tal como se mostra na figura 1.7.

Fig. 1.7 - Lâmpada de aviso do sistema ABS

Em caso de avaria, o primeiro teste a fazer deverá ser através desta lâmpada. O seu modo correcto de actuar é o seguinte: ao ligarmos a chave, colocando-a na posição de ignição, deverá acender-se, apagando-se sempre que o motor estiver em funcionamento. Se esta se acender ou se piscar durante o funcionamento do motor é provável que exista uma avaria no sistema. Contudo, se esta não se acender quando ligamos a chave de ignição, as causas prováveis são: fusível fundido, lâmpada queimada, mau contacto ou cortes na cablagem. Uma outra forma de detectar-mos uma falha no ABS é por exemplo, quando fazemos uma travagem a fundo e não sentimos as habituais “pancadas” no pedal do travão. Para se detectar avarias nos sistema ABS utilizam-se actualmente aparelhos (descodificadores de códigos de erro) que se ligam à UEC do ABS, através de fichas apropriadas, e fazem uma leitura completa a esta unidade electrónica, informando o utilizador do tipo de avaria que ocorreu. Podemos também localizar as avarias no sistema ABS recorrendo aos métodos tradicionais (inspecção visual e utilizando um multímetro ou um osciloscópio), contudo, na maior parte dos veículos depois de termos resolvido o problema a lâmpada indicadora de avarias do ABS permanece acesa. Para apagarmos a lâmpada é, habitualmente, necessário recorrer aos descodificadores de códigos de erro. De referir que existem modelos em que os códigos de erro, depois de corrigida a avaria, são eliminados da memória desligando a bateria por um período de cerca de 15 minutos. Apesar de tudo isto, vejamos como deveremos proceder para testar um sistema ABS, no que diz respeito à parte eléctrica.

1.6

Sistemas de Segurança Activa

Sistemas de Travagem

1.º Testar sensores de rotação: - Desconectar a ficha de ligação ao sensor em teste: (i) Com um voltímetro, ligar as pontas de prova aos terminais do sensor e fazer girar a roda. Ler os valores e compará-los com os valores dos fabricantes. Se não tivermos esses valores, como deveremos testar todos os sensores, e uma vez que todos eles não estarão avariados, facilmente descobrimos o possível sensor avariado; (ii) Com um ohmímetro, medir a resistência dos sensores (habitualmente na gama 0,8 - 1,2 k), utilizando o mesmo procedimento descrito em (i); (iii) Verificar se os sensores têm ligação à massa - por exemplo com uma ponta de prova no sensor e a outra no negativo da bateria; 1. Testar os relés (principal ou de protecção da UEC, das electroválvulas e o da electrobomba), nomeadamente através de um ohmímetro, para o que é necessário conhecer os valores e além disso dispor do esquema eléctrico do sistema em questão, como é exemplo a fig. 1.8; 2. Testar os relés (principal ou de protecção da UEC, das electroválvulas e o da electrobomba), nomeadamente através de um ohmímetro, para o que é necessário conhecer os valores e além disso dispor do esquema eléctrico do sistema em questão, como é exemplo a fig. 1.8; 3. Verificar o estado da cablagem (continuidade) entre as fichas de ligação aos sensores e a UEC; 4. Se, com as verificações anteriores não se chegar a qualquer conclusão poderemos considerar a hipótese da UEC estar avariada. As falhas mais comuns dos sistemas ABS são a avaria dos sensores de rotação, as interrupções na cablagem e por vezes a alteração do dentado da roda. A UEC e o grupo hidráulico muito raramente avariam e, quando tal acontece a solução é a substituição. De salientar que habitualmente ocorrem falhas no sistema porque os sensores não conseguem transmitir a informação à UEC, não por estarem avariados, mas por estarem demasiado sujos ou afastados da roda dentada. Devemos pois, efectuar a sua limpeza e ajustar correctamente a distância à roda dentada (habitualmente na gama 0,2 - 1,1 mm).

Sistemas de Segurança Activa

1.7

Sistemas de Travagem

Para facilitar o ajuste dos sensores, alguns dos fabricantes de sensores prevêm na ponta deste uma pastilha que para além de os proteger permite regular o afastamento deste à roda dentada, no momento da sua montagem, devendo depois de montado o sensor, ser retirada a pastilha.

1. Ficha da unidade electrónica de comando do ABS 2. Relé da bomba hidráulica 3. Unidade hidráulica 4. Relé do ABS 5. 6. 8. e 10. Sensores de rotação das rodas e respectivas rodas dentadas 7. Painel de instrumentos 9. Contacto de aviso do fluido dos travões 11. Chave de ignição 12. Pedal do travão 13. Bateria

Fig. 1.8 - Esquema eléctrico de um sistema ABS Teves

Teste dos sensores de rotação com osciloscópio Podemos utilizar um osciloscópio para analisar a forma de onda da tensão de saída de cada um dos sensores do número de rotações. Para isso devemos conectar os terminais do osciloscópio aos terminais do sensor e fazer girar a roda (manualmente ou engrenando a 1.ª).

1.8

Sistemas de Segurança Activa

Sistemas de Travagem

V

Co m a 1ª engrenada [5-6km/h]

Girando a ro da à mão

t Fig. 1.9 - Resultado típico de um sensor, em bom estado, medido através de osciloscópio

Como podemos comprovar através da análise da figura 1.9, a tensão de saída é baixa quando a roda gira a baixa velocidade e é maior quanto maior for a velocidade de rotação da roda.

Como interpretar os resultados: Fenómeno

Causa

Solução

A amplitude da onda é O sensor de velocidade da roda está demasiado pequena ou não Substituir o sensor em mau estado aparece A distância entre a roda dentada e o Ajustar a distância sensor não é correcta (habitualmente: 0,2–1,1 mm) A amplitude da onda é demasiado variável

Descentramento excessivo (Contudo, se a amplitude excentricidade no cubo da roda mais pequena é superior a 100 mV não há problema)

ou

Substituir o cubo

Folga nos rolamentos da roda demaSubstituir o rolamento da roda siado grande Ruído ou interferência no padrão da onda (forma de Cablagem do sensor partida onda instável) Fio condutor partido

Substituir o sensor Reparar a cablagem

Sensor de velocidade da roda mal Instalar correctamente o seninstalado sor Dentes da roda dentada partidos ou Substituir a roda dentada danificados Tab. 1.1 – Interpretação da forma de onda de um sensor obtida com osciloscópio

Sistemas de Segurança Activa

1.9

Sistemas de Travagem

As cablagens dos sensores de velocidade das rodas acompanham os movimentos da suspensão traseira e dianteira pelo que, em caminhos sinuosos, podem romper-se. Este problema não acontece quando se conduz em caminhos normais. Portanto, quando se mede a tensão de saída do sensor de velocidade da roda, devemos agitar as cablagens que ligam ao sensor por forma a simularmos as condições especiais de caminhos sinuosos. Depois de qualquer intervenção no sistema ABS deve-se fazer um teste de estrada, primeiro a uma velocidade de cerca de 20 km/h, a fim de permitir à UEC efectuar o controlo dinâmico dos sensores e registar eventuais avarias. De seguida, prosseguir o teste a uma velocidade de 50 - 60 km/h durante alguns minutos, fazendo uso normal dos travões, mas evitando travagens bruscas.

1.1.4 - PRESCRIÇÕES A OBSERVAR NO VEÍCULO EQUIPADO COM ABS Antes de executar trabalhos de soldadura, por arco eléctrico, devemos desligar a ficha de ligação da UEC do ABS. Sempre que tenhamos que actuar sobre qualquer componente do sistema ABS é necessário desligar os bornes da bateria, por forma a evitar possíveis curto-circuitos que são prejudiciais para os dispositivos electrónicos. Quando se proceder à desmontagem da bateria, na remontagem os terminais respectivos devem ser perfeitamente apertados. Depois de cada intervenção no circuito hidráulico do sistema ABS ou do sistema de travões, deve-se verificar o nível do fluido de travões, efectuar a purga de ar e verificar a vedação de todos os pontos de ligação. Verificar se os tubos não estão, em nenhum ponto, em contacto com a carroçaria, para evitar não só perigos de danificação da protecção dos próprios tubos mas também a transmissão de ruídos durante o funcionamento do ABS. Não colocar no circuito de travões óleo mineral, pois danificam todas as juntas. Em caso de entrada fortuita torna-se necessária a substituição do grupo hidráulico, bomba de travões e pinças. Quando se liga o equipamento de diagnóstico de avarias a chave de ignição deve estar na posição OFF.

1.10

Sistemas de Segurança Activa

Sistemas de Travagem

1.2 - SISTEMA COMPENSADOR ELECTRÓNICO DA FORÇA DE TRAVAGEM- EBV O EBV, Electronic Brakes Variator, compensador electrónico da força de travagem é um sistema que está associado ao ABS e vem substituir o tradicional regulador mecânico da força de travagem existente nas viaturas mais antigas ou de gama baixa que não possuem ABS. O EBV distribui e regula a pressão de travagem no eixo traseiro, nos veículos de tracção à frente e nos de tracção total, por meio do sistema hidráulico do ABS. A partir da informação da rotação das rodas, dada pelos sensores de rotação do ABS, a unidade electrónica de comando calcula a necessidade de força de travagem nos eixos dianteiro e traseiro.

Modo de funcionamento O EBV entra em acção mesmo nas travagens ligeiras, em especial nas curvas. Os sensores de rotação das rodas captam o número de rotações das quatro rodas e transmitem-nas à unidade electrónica de comando do ABS. Se, por exemplo, ao travar em curva a diferença de rotações entre as rodas dianteiras e traseiras for muito grande, a pressão de travagem das rodas traseiras é regulada de forma a evitar que estas bloqueiem. Ou seja, durante uma travagem em que haja diferença de rotação entre as rodas dianteiras e traseiras, a unidade electrónica de controlo do sistema ABS é informada pelos sensores deste acontecimento e imediatamente põe em funcionamento o sistema EBV, actuando (fechando) as válvulas de accionamento do ABS das rodas traseiras.

Fig. 1.10 - Processo de travagem com regulação EBV

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1.11

Sistemas de Travagem

A regulação EBV assegura uma elevada força de guiamento lateral e uma boa transmissão da força de travagem. O veículo mantém a trajectória, verificando-se um acréscimo de direccionalidade e estabilidade de condução. O âmbito da actuação da repartição electrónica da força de travagem EBV termina com a entrada em acção da regulação ABS, ou seja, quando é identificada uma tendência para o bloqueio de uma roda. Para melhor compreendermos a acção da força de guiamento lateral, analisemos a fig. 1.11, que representa as forças que actuam nos pneumáticos.

FN - Força normal (devida ao peso do veículo) FU - Força periférica (positiva: força de tracção; negativa: força de travagem) FS - Força lateral

Fig. 1.11 - Forças actuantes sobre os pneumáticos

A força normal, FN, é a componente do peso do veículo que actua perpendicularmente ao piso. A força periférica, FU, actua sobre o plano do piso e permite ao condutor realizar acelerações e travagens com o veículo. A força lateral, FS, perpendicular a FU, permite transmitir o movimento da direcção à estrada garantindo o deslocamento em curva. lateral produz-se em curva. A altas velocidades e em determinados tipos de pisos, durante o processo de travagem, pode ocorrer o bloqueio das rodas, devido a um coeficiente da força de travagem demasiado baixo. De referir que o coeficiente da força de travagem depende da velocidade, especialmente quando se circula em pisos molhados. A figura 1.12 ilustra o coeficiente da força de travagem (µB) e da força lateral (µS)em função do deslizamento de travagem (λ) e do ângulo de viragem das rodas em curva (α). De referir que o deslizamento de travagem é dado por:

λ=

VF − VU VF

em que, VF - Velocidade do veículo VU - Velocidade periférica da roda 1.12

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µB – Coeficiente da força de travagem µ – Coeficiente da força lateral λ - Deslizamento de travagem a – Zona estável b – Zona instável A – Roda não bloqueada, deslocamento livre B – Roda completamente bloqueada

Fig. 1.12 - Coeficiente de força de travagem e de força lateral em função do deslizamento de travagem, para um ângulo de viragem das rodas de 4º

Quando o deslizamento de travagem é zero, o coeficiente da força lateral, ou de guiamento lateral, apresenta o seu valor máximo. Aumentando o deslizamento de travagem, o coeficiente da força lateral diminui, primeiro lentamente e depois de forma mais acentuada, até atingir o valor mínimo quando a roda está bloqueada. Quando as rodas bloqueiam numa travagem o veículo perde estabilidade e direccionalidade, pois nesse momento as forças laterais são muito pequenas.

1.3 - SISTEMAS DE REGULAÇÃO ELECTRÓNICA DA FORÇA DE TRAVAGEM - ELB 1.3.1 - PRINCÍPIOS BÁSICOS Cada vez mais se tenta optimizar os processos de tracção e de travagem, nomeadamente dos veículos industriais, com recurso a sistemas de travões regulados electronicamente (ELB - Electronic Brakes). Mediante a adaptação electrónica da força de travagem à respectiva situação existente durante um processo de travagem, pode-se reduzir o desgaste dos componentes, melhorando desta forma a capacidade do sistema de travões no seu conjunto e facilitando o controlo e reparação do mesmo.

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1.13

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O sistema de travões regulado electronicamente é composto pelos seguintes componentes: Sistema de travões electropneumático (EPB); Sistema de travões anti-bloqueio (ABS); Sistema de travões anti-deslizante (ASR);

A Daimler-Benz utiliza a regulação electrónica dos travões no seu modelo ACTROS. O sistema desenvolvido pela Daimler é também conhecido por Telligent. Os sistemas de travões regulados electronicamente pertencerão, no futuro, ao equipamento de série dos veículos industriais.

1.3.2 - FUNÇÃO O ELB trabalha com sinais electrónicos. Ao accionarmos o pedal, através dos sensores nele integrados, é activado imediatamente o sistema de travões. Os sinais provenientes destes sensores são processados electronicamente pela unidade de controlo ELB e são imediatamente transmitidos aos módulos de regulação de pressão que, controlados electronicamente, ajustam pneumaticamente a pressão de travagem requerida pelos travões das rodas. Simultaneamente, os módulos de regulação da pressão transmitem à unidade de comando ELB os sinais provenientes dos sensores das rodas. Os circuitos pneumáticos que alimentam os cilindros dos travões do veículo tractor e do reboque estão normalmente estruturados do mesmo modo que os travões de duplo circuito e de duas condutas. Ligando a chave de ignição o ELB é activado e realiza autodiagnóstico. Se não encontrar nenhuma avaria as lâmpadas de advertência apagam-se e o ELB fica operacional. Ao soltar os travões activam-se novamente os módulos de regulação da pressão, eliminando-se imediatamente a desaceleração do veículo. Com o recurso à activação electrónica instantânea dos travões de serviço mediante os módulos de regulação da pressão, oferece-se ao condutor um sentimento de travagem directo semelhante ao experimentado por um automóvel de passageiros. Todas as rodas de um eixo movido ou de um eixo motriz, equipadas com um sistema de regulação electrónica da força de travagem, travam sincronizadamente, reduzindo-se assim as forças de choque geradas em veículos combinados. Além disso a temperatura e o desgaste dos travões são significativamente reduzidos.

1.14

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1. Sensor de pressão 2. Simulador da pressão de travagem 3. Válvula de controlo de pressão 4. U.E.C. do ELB 5. Transmissor 6. Sensor de velocidade da roda

Fig. 1.13 - Sistema de travões regulado electronicamente

Este sistema torna possível aproveitar até ao limite a aderência dos pneus à estrada. As avarias provocadas no sistema são memorizadas na unidade de comando ELB e podem ser lidas aquando de uma revisão. Os processos de tracção e travagem podem ser optimizados com a ajuda do ELB para diferentes versões de equipamento mediante o mesmo conceito básico do sistema de travões.

1.4 - SISTEMAS DE TRAVÕES PERMANENTES Os travões de serviço de accionamento pneumático (veículos pesados) não estão concebidos para um funcionamento permanente. No caso de utilizações prolongadas, descidas com grande declive, se não existir nenhum sistema adicional de travagem, os travões são submetidos a sobrecargas térmicas. Estas sobrecargas térmicas provocam a fadiga dos materiais e, em casos extremos, a falha dos travões. Nos veículos industriais torna-se necessário montar um sistema de travagem permanente independente dos travões de serviço devido ao elevado peso a que habitualmente este tipo de veículos está sujeito. Nos veículos industriais utilizam-se principalmente duas classes de travões permanentes: Travão motor; Retardador.

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1.15

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1.4.1 - TRAVÃO MOTOR Para melhorar a potência de travagem recorre-se, como travão motor, a uma válvula que é colocada na conduta de exaustão dos gases de escape. Esta válvula actua, estrangulando o fluxo dos gases de escape durante o tempo de escape, contribuindo para aumentar a potência de travagem. Deste modo, o motor tem que executar um trabalho adicional para expulsar a carga do cilindro, isto é, para vencer a pressão resistente que existe na conduta de gases de escape. A pressão resistente é gerada pela válvula de estrangulamento montada no sistema de escape , como mostra a figura 1.14. Cada cilindro do motor de quatro tempos, ao efectuar o quarto tempo, deve vencer a contrapressão gerada por esta válvula. Para não danificar os componentes, a pressão resistente é limitada através de uma válvula limitadora de pressão.

1. Entrada de ar comprimido 2. Válvula de estrangulamento dos gases de escape 3. Conduta de escape 4. Estrangulador constante 5. Conduta de admissão 6. Pistão

Fig. 1.14 - Travão motor com estrangulador constante - Travão de escape

O sistema de travão motor com recurso a uma válvula de estrangulamento dos gases de escape aproveita exclusivamente a energia do motor durante o tempo de exaustão. Pelo contrário, durante os tempos de compressão e expansão não se pode utilizar nenhuma energia de travagem do motor, apesar do travão motor actuar (a compressão e a exaustão são efectuadas sem constrangimentos). Contudo, os fabricantes de veículos industriais desenvolveram diferentes procedimentos para libertar energia de travagem do motor também durante os tempos de compressão e de expansão, ou para eliminar a energia de propulsão libertada durante a expansão.

Estrangulador constante Este sistema desenvolvido pela Daimler-Benz, facilita a descompressão dosificada durante o 3.º e 4.º tempo através da montagem de uma válvula adicional (fig.1.14). Accionando o travão motor é

1.16

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também accionada a válvula designada por estrangulador constante: a compressão de ar nos cilindros é ineficiente, pelo que ao efectuar-se a expansão subsequente a quantidade de trabalho produzido será menor. Deste modo a perda de trabalho de expansão é utilizada como energia de travagem. O estrangulador constante pode utilizar-se isoladamente sem a válvula de estrangulamento dos gases de escape. Contudo a utilização destes dois sistemas permitem uma maior eficácia na travagem. Existem outros sistemas, combinados com o travão de escape (válvula estranguladora dos gases de escape) para aumentar a potência de travagem, nomeadamente: Jake Brake da Renault; Volvo Engine Brake - VEB - da Volvo; Exhaust-Valve-Brake - EVB - (travão de balancim) da MAN.

É sobre este último sistema que nos vamos debruçar de seguida.

1.4.1.1 - Travão Motor - Exhaust-Valve-Brake (EVB) Os sistemas tais como o travão motor por estrangulador constante ou o “Jake Brake” utilizam uma parte do trabalho de compressão, do tempo de compressão, para a travagem através de uma descompressão selectiva. Estes sistemas oferecem boas prestações, contudo são complexos e caros. O novo sistema de travão motor EVB obtém os mesmos resultados com um custo inferior e uma maior simplicidade construtiva.

Fig. 1.15 - Travão de válvula de escape da (Exhaust Valve Brake EVB)

A potência do travão motor de um veículo industrial com travão de escape é composta pela potência motora e pela potência de travagem.

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1.17

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A potência motora é a potência necessária para accionar o motor. A potência de travagem é aquela que é obtida através do estrangulamento do caudal dos gases de escape. A potência total disponível para a desaceleração do veículo é dada pela soma da potência motora e de travagem. O novo sistema de travão motor EVB melhora a potência de travagem até 65%, comparativamente com o sistema de travão de escape convencional. 160

Travão de escape MAN-EVB

140

120

100

80

60

40

.

20

0 1400

1600

1800

2000

2200 Regimedomotor [rpm]

2400

Fig. 1.16 - Potência de travagem do motor D 2876, utilizando dois sistemas distintos

A. A válvula de escape é mantida aberta através de um cilindro contíguo. Através de um orifício existente no balancim o óleo flui até ao cilindro hidráulico deslocando-o até abrir a válvula de escape de 1 a 2 mm. Evita-se o fecho completo da válvula. O apoio e vedação são efectuados através de um contraapoio. A válvula de retenção garante a manutenção da pressão. O contra-apoio fecha o orifício de circulação de óleo do

B. A válvula de escape é accionada. O balancim é deslocado do contraapoio, deixando livre o orifício de descarga, regressando o êmbolo da válvula de escape à sua posição inicial de apoio sobre o balancim.

A

B

Fig. 1.17 - Posição do travão da válvula de escape nos tempos de compressão, expansão e escape

1.4.2 - RETARDADOR Para melhorar a potência de travagem dos veículos industriais utilizam-se os retardadores. Tal como os travões de motor, trata-se de travões permanentes livres de desgaste. Os retardadores aliviam os travões de serviço e aumentam a segurança activa. 1.18

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Os retardadores montam-se na cadeia cinemática dos veículos industriais. Transformam em calor parte do binário produzido pelo motor. De acordo com a sua posição de montagem, temos: Retardadores primários - montados entre o motor e a caixa de velocidades; Retardadores secundários - montados entre a caixa de velocidades e o veio de transmissão;

De acordo com a sua estrutura e funcionamento temos: Retardador hidrodinâmico (travões hidrodinâmicos); Retardador electrodinâmico.

1.4.2.1 - Retardador Hidrodinâmico Os retardadores hidrodinâmicos são compostos por um rotor (rotativo) e um estator (fixo), montados numa carcaça repleta de óleo. O rotor é montado no eixo de impulsão do retardador e o estator é fixo à carcaça. O rotor gira devido ao deslocamento do veículo e põe em movimento o óleo contido na carcaça. O movimento do óleo, e do eixo de impulsão, é travado pelas câmaras do estator.

Fig. 1.18 - Retardador hidrodinâmico

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1.19

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A energia mecânica do eixo de impulsão transforma-se, portanto em energia cinética do óleo e esta em calor. O efeito de travagem do retardador aumenta com o volume e a viscosidade do óleo empregue. O volume de óleo em movimento é regulado por uma válvula de accionamento pneumático, activada pelo condutor através de comutação manual ou de forma combinada pela válvula de travão de pé. O eixo de impulsão do retardador está unido ao veio de saída do motor (retardador primário) ou ao veio de transmissão do veículo (retardador secundário). No caso dos retardadores primários, montados em veículos equipados com caixa de velocidades manual, produz-se uma interrupção do efeito de travagem nas mudanças de caixa devido à sua disposição, pelo que este tipo de retardador se utiliza na maior parte das vezes combinado com a caixa de velocidades do camião.

Fig. 1.19 - Vista em corte do retardador

Fig. 1.20 - Funcionamento do retardador

1.20

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1.4.2.2 - Retardador Electrodinâmico As possibilidades de disposição e de funcionamento são as mesmas que o retardador hidrodinâmico apresenta. Contudo, no caso dos retardadores electrodinâmicos utilizam-se dois rotores, colocados em ambos os lados do estator. Os retardadores electrodinâmicos, devido ao seu funcionamento, são habitualmente conhecidos por travões de correntes parasitas. São ligados desde o posto de condução através de um interruptor de accionamento manual. Na maior parte das vezes dispõe de 4 níveis de intensidade de travagem. O estator é formado por bobinas excitadoras dispostas circularmente, alimentadas com corrente eléctrica proveniente da bateria ou do alternador. O estator gera um campo magnético dependente da intensidade da corrente eléctrica fornecida às bobines excitadoras. Os rotores são dois discos de aço antimagnético. Como circula corrente eléctrica através das bobinas excitadoras do estator, cria-se um campo magnético, o qual induz correntes parasitas nos rotores em movimento. Os rotores são travados pelas correntes parasitas induzidas. Quanto maior for a corrente eléctrica nas bobinas excitadoras, tanto maior será o efeito de travagem. A intensidade de travagem depende ainda do número de revoluções.

1. Estator 2. Rotores 3. Bobinas excitadoras

Fig. 1.21 - Retardador electrodinâmico Telma das séries Focal e CC

1.4.2.3 - Retardador Hidrodinâmico versus Electrodinâmico O problema principal existente no funcionamento dos retardadores é a grande quantidade de calor gerado. Os retardadores hidrodinâmicos e electrodinâmicos são controlados electronicamente para se evitar que se produzam danos nos componentes devido a elevadas temperaturas. Uns comutadores térmicos limitam os efeitos da travagem em caso de sobreaquecimentos (250ºC).

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1.21

Sistemas de Travagem

Os veículos industriais equipados com ABS devem utilizar retardadores compatíveis com esses sistemas. O ABS desliga o retardador em caso de perigo de bloqueio das rodas. Os retardadores convencionais apenas suportam potências de travagem a regimes inferiores a 1000 r.p.m.. Para resolver esta carência utilizam-se os denominados retardadores de alto rendimento, accionados com uma multiplicação de 1:2. Retardador hidrodinâmico

Retardador electrodinâmico

- Elevada carga térmica sobre os componentes devido à transformação de energia cinética do eixo impulsor em calor. Como tal é necessário um dimensionamento correcto do circuito de - Dissipação do calor gerado pela travagem refrigeração para dissipar o calor gerado (permutador água do motor / óleo do retardador) - Elevada complexidade do ponto de vista da - Baixa complexidade do ponto de vista da consconstrução trução - Elevado peso, devido às bobinas excitadoras - Leve, graças à sua integração na caixa de velo- O funcionamento livre de perturbações depencidades de do suficiente fornecimento de corrente - Elevada potência específica de travagem a par- - Elevada potência específica de travagem, inclutir de um regime de aprox. 1000 r.p.m. sivamente a baixos regimes - Potência de travagem regulável sem escalona- - Redução da potência de travagem devido ao mentos aquecimento do rotor - O binário máximo de travagem obtém-se para a - O binário máximo de travagem obtém-se já em gama média de rotações, caindo de forma proregimes baixos, caindo em regimes maiores nunciada para regimes inferiores Tab. 1.2 – Características dos retardadores hidrodinâmico e electrodinâmico

Fig. 1.22 - Comparação dos momentos de travagem

1.22

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Sistemas de Controlo de Aceleração

2 – SISTEMAS DE CONTROLO DE ACELERAÇÃO O controlo da motricidade automóvel tem vindo a ser amplamente desenvolvido. Por um lado através de sistemas de antiblocagem das rodas - que garantem a estabilidade do veículo em travagem – e por outro através de sistemas mecânicos e, mais frequentemente, sistemas electrónicos de antipatinagem das rodas – maior estabilidade e eficácia durante a aceleração.

2.1 - Motricidade Integral O recurso à motricidade integral surgiu e ainda hoje é aplicada como forma de melhorar o comportamento dinâmico dos veículos nomeadamente em curva. Isto consegue-se uma vez que o binário ao ser distribuído por quatro rodas motrizes permite melhores condições de aderência.

Fig. 2.1 – Motricidade tradicional – 2 rodas motrizes

Fig. 2.2 – Motricidade integral – 4 rodas motrizes

As rodas motrizes repartem a sua capacidade de aderência na transmissão das forças propulsoras e nas forças laterais. A carga sobre as rodas auxilia este efeito. Os veículos com tracção dianteira tendem a sofrer problemas de tracção ao acelerar, sobretudo se o automóvel estiver na fase de arranque, ou em curvas, uma vez que o momento de arranque e o deslocamento dinâmico da carga aliviam as rodas motrizes. Consequentemente, a roda que apresenta menor aderência começa a patinar. O diferencial, contribui para este efeito, distribuindo o maior binário à roda com maior deslizamento. O mesmo ocorre em curvas, onde se descarrega ainda mais a roda motriz interior devido à inclinação da carroçaria, como indica a fig. 2.3

Fig. 2.3 – Carga sobre as rodas, ao descrever uma curva

Sistemas de Segurança Activa

2.1

Sistemas de Controlo de Aceleração

Os veículos com transmissão traseira oferecem vantagens em matéria de tracção, já que ao acelerar, o deslocamento dinâmico do centro de gravidade proporciona às rodas traseiras uma maior carga. Os veículos de tracção total repartem o binário pelas quatro rodas. Graças a uma distribuição variável do binário motor, o eixo que apresenta menor índice de deslizamento recebe o maior binário. Para as viaturas com apenas duas rodas motrizes a solução encontrada foi o diferencial auto-blocante, ou seja, o diferencial liga rigidamente as duas rodas motrizes sempre que exista uma diferença de rotação excessiva entre estas.

2.2 - SISTEMAS DE DIFERENCIAL AUTOBLOCANTE O diferencial tradicional cumpre uma dupla função: transmitir movimento a ambas as rodas e, por outro lado, permitir que uma gire mais do que a outra quando as circunstâncias assim o requerem. Por exemplo, quando em curva a roda que vai por dentro, a que deve rodar mais devagar, oferece resistência em continuar a rodar à velocidade da outra. O diferencial tem como função compensar a diferença de velocidades de rotação entre ambas as rodas. Contudo, o efeito diferencial torna-se inconveniente quando as rodas motrizes estão sobre superfícies com diferentes condições de aderência, gelo e asfalto, por exemplo. Nesta situação, um eixo rígido permitir-nos-ia sair do atoleiro porque o atrito da roda apoiada sobre o asfalto seria o suficiente para fazer avançar o carro. Para resolver este problema, aparecem os diferenciais bloqueáveis manualmente e autoblocantes, que são mecanismos que limitam ou impedem a diferença de rotação entre as rodas. Num veículo equipado com um sistema de diferencial tradicional, isto é, sem autoblocante, em condições de piso homogéneo, as forças transmitidas às suas rodas motrizes apresentam valores iguais. Cada roda motriz recebe sempre 50% da força transmitida pelo diferencial, como indica a figura 2.4. A roda motriz que pode transmitir a menor força (a que tem mais tendência para patinar) limita-se a transmitir a força motriz da roda oposta.

Fig. 2.4 – Princípio de funcionamento de um diferencial “tradicional” – sem autoblocante

2.2

Sistemas de Segurança Activa

Sistemas de Controlo de Aceleração

Diferencial

Fig. 2.5 – Mecanismo de um diferencial tradicional

Com a utilização do sistema de diferencial autoblocante, e no caso do veículo circular sobre pisos com condições de aderência diferentes para cada roda motriz, a força transmitida a cada roda deixa de ser igual, passando a ser maior naquela que tiver maior aderência ao piso. Os diferenciais autoblocantes permitem repartir o binário motor pelas rodas motrizes. Vejamos o seguinte exemplo para melhor compreendermos o efeito do diferencial autoblocante. Em pisos com condições de atrito diferentes pode acontecer que a roda que tem menor aderência ao solo patine, como indica a figura 2.6. Nesse caso, o efeito compensador do diferencial reduz a motricidade, isto é, a força efectiva de tracção, pelo que as rodas apenas podem transmitir uma força correspondente ao binário de atrito que existe entre o pneu e o piso do lado com menor aderência.

Fig. 2.6 – Comportamento das rodas motrizes sob pisos com aderência diferente

Bloqueando mecanicamente o efeito de compensação do diferencial consegue-se melhorar a tracção. É assim possível transmitir uma maior força de tracção ao lado do piso que oferece melhores condições de aderência.

Sistemas de Segurança Activa

2.3

Sistemas de Controlo de Aceleração

Fig. 2.7 – Distribuição do binário motor de um diferencial auto-blocante em condições de aderência diferentes

Os diferenciais autoblocantes mais utilizados são os de acoplamento viscoso tipo “Fergunson”, e os de “Torsen”. O diferencial autoblocante do tipo “Fergunson” (fig. 2.8) é composto por uma junta hidráulica de acoplamento viscoso. O efeito blocante do diferencial resulta do aumento da viscosidade dum fluido à base de silicone. O diferencial autoblocante do tipo “Torsen” (fig. 2.10) é tipicamente mecânico e reparte assimetricamente o binário entre dois semi-veios. O diferencial “Fergunson” é o de uso mais frequente na maioria dos carros.

Diferencial Fergunson

Fig. 2.8 – Diferencial Fergunson

2.4

Sistemas de Segurança Activa

Sistemas de Controlo de Aceleração

Fig. 2.9 – Exemplo de um diferencial Fergunson com autoblocante viscoso

Fig. 2.10 – Diferencial Torsen

Contudo, os sistemas de diferencial autoblocante na prática não podem ser aplicados a um eixo motriz dianteiro. A desigualdade das forças motrizes entre as rodas motoras reduz drasticamente o conforto de condução. Além disso, os sistemas de autoblocante diferencial não são compatíveis com o ABS pois influenciam consideravelmente o processo de regulação durante uma travagem com intervenção do ABS. Para resolver estes problemas foi desenvolvido um novo sistema de diferencial autoblocante. Tratase do EDS, sistema de diferencial autoblocante electrónico.

2.3 – SISTEMAS DE CONTROLO DE ACELERAÇÃO ATRAVÉS DO ABS 2.3.1 - SISTEMA DE BLOQUEIO ELECTRÓNICO DO DIFERENCIAL – EDS É um sistema que funciona apoiado no ABS e que tem como missão bloquear electronicamente o diferencial, melhorando a tracção em veículos de tracção às duas rodas. O sistema EDS, Electronic Diferential System, isto é, de bloqueio electrónico do diferencial, trabalha em conjunto com o sistema ABS, transferindo o binário motor das rodas motoras que patinam para as que têm melhor aderência, travando electronicamente a(s) roda(s) que patina(m). Além disso, só é possível equipar um veículo com EDS combinado com o ABS. A unidade electrónica de comando, a unidade hidráulica e os sensores são componentes comuns aos dois sistemas.

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2.5

Sistemas de Controlo de Aceleração

Fig. 2.11 – Sistema de travagem antibloqueio com EDS

Relativamente a um sistema ABS simples, num sistema combinado ABS/EDS, a unidade hidráulica recebe apenas como componentes adicionais um bloco de válvulas EDS (duas válvulas electromagnéticas de corte com limitador de pressão e duas válvulas de comutação hidráulicas nos circuitos de travagem das rodas dianteiras) e a unidade electrónica de comando do ABS é substituída por uma mais ampla que tem em conta o novo sistema ABS/EDS. O sistema ABS com EDS é identificado, relativamente ao ABS sem EDS, através de uma unidade hidráulica de maior dimensão.

(1) Válvula EDS 1 – Na posição de repouso e durante o funcionamento do ABS esta válvula encontra-se fechada. Quando o EDS entra em funcionamento abre-se por forma a que a pressão de travagem chegue às rodas dianteiras. (2) Válvula EDS 2 – Na posição de repouso e durante a actuação do ABS esta válvula encontra-se aberta. Quando o EDS entra em funcionamento fecha-se reduzindo assim o fluxo até ao depósito. (3) Interruptor Manométrico – Se se accionar o pedal de travão durante a fase activa do EDS, a unidade de controlo comuta imediatamente para a função ABS. O interruptor manométrico fornece o sinal de entrada necessário para produzir esses efeitos.

Fig. 2.12 – Unidade hidráulica com bloco de válvulas EDS

2.6

Sistemas de Segurança Activa

Sistemas de Controlo de Aceleração

Ficha (nova)

Ficha modificada

Fig. 2.13 – Unidade hidráulica com bloco de válvulas EDS – vista detrás

A fig. 2.13 ilustra as alterações, nomeadamente: Ficha modificada – para válvulas magnéticas ABS Ficha nova – para válvulas EDS

O EDS só funciona a velocidades inferiores a 40 km/h (80 km/h nos 4 x 4). É actuado quando, devido a uma deficiente aderência de uma das rodas, surge entre as rodas motrizes uma diferença de rotação superior a determinado valor, habitualmente 100 – 120 r.p.m.. O sistema bloqueia então a roda que estiver a patinar e, devido ao efeito diferencial, a potência é transmitida à roda que tem melhor aderência, conseguindo-se uma maior tracção. Este sistema desactiva-se automaticamente quando o veículo deixa de patinar ou quando a velocidade é superior à do funcionamento do sistema ou ainda, após uma intervenção longa do sistema que possa provocar o sobreaquecimento do sistema de travagem. Note-se que a unidade de comando vigia a temperatura dos travões por simulação electrónica tendo por base a duração e frequência das intervenções do EDS. Vejamos o funcionamento de um sistema ABS-Teves combinado com o sistema EDS.

ABS/EDS em posição de repouso (fig. 2.14) Após se ter colocado o motor em funcionamento e depois de apagada a lâmpada de aviso do ABS, o sistema fica operacional. O acumulador manométrico fica com uma pressão de aproximadamente 180 bar.

Sistemas de Segurança Activa

2.7

Sistemas de Controlo de Aceleração

Acumulador manométrico (aprox. 180 bar)

Fig. 2.14 – Funcionamento do sistema ABS/EDS – em posição de repouso

ABS/EDS com o sistema ABS em funcionamento (fig. 2.15) Ao ser accionado o pedal de travão, a pressão proveniente do acumulador manométrico chega à câmara do amplificador, passa pela válvula EDS 2, pela válvula principal e pelas válvulas magnéticas, até aos travões das rodas. De acordo com a posição do pedal o sistema trava o veículo com maior ou menor intensidade.

2.8

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Sistemas de Controlo de Aceleração

Fig. 2.15 – Funcionamento do sistema ABS/EDS – ABS em funcionamento

Na figura 2.15 os circuitos de óleo a escuro estão sob elevada pressão enquanto que os que estão a cor mais clara estão a baixa pressão. ABS/EDS com o sistema EDS em funcionamento (Formação da pressão no EDS) (fig. 2.16) Se, na aceleração, a unidade electrónica de comando do ABS/EDS identificar, a partir de sinais recebidos dos sensores de rotação, que uma das rodas motrizes está a patinar, o sistema EDS é activado. A unidade electrónica de controlo do sistema ABS/EDS faz imediatamente abrir a válvula EDS 1 e a válvula principal, fechando simultaneamente a válvula EDS 2. O fluido de travões, que se encontra no acumulador manométrico a uma pressão de aproximadamente 180 bar, passa agora através de um redutor de pressão, a 60-70 bar, atravessando a válvula EDS 1 e a válvula principal. Nesse mesmo instante a válvula que acciona o travão da roda que não está a patinar é fechada, para impedir que esta seja travada. Por sua vez, o par de válvulas magnéticas, do sistema ABS, pertencentes à roda que está a patinar mantêm a sua posição de repouso inicialmente. De seguida entram em acção até que a roda deixe de patinar, isto é, esta roda será travada até que atinja o mesmo binário motor da roda que tem maior aderência.

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2.9

Sistemas de Controlo de Aceleração

Fig. 2.16 – Funcionamento do sistema ABS/EDS – EDS em funcionamento

2.4 – SISTEMAS DE CONTROLO DE ACELERAÇÃO ATRAVÉS DO SISTEMA DE GESTÃO ELECTRÓNICA DO MOTOR Quando se efectuam acelerações bruscas sobre pisos secos e em boas condições, os efeitos de uma forte patinagem das rodas motrizes podem ser facilmente controlados, contudo, se se efectuarem fortes acelerações em pisos molhados, com areia, gelo, neve, ou sobre qualquer piso de fraca aderência é mais difícil controlar o veículo, existindo grandes probabilidades de ocorrer acidentes. Deste modo alguns construtores decidiram incorporar nos seus veículos sistemas capazes de controlar a patinagem das rodas motrizes. O sistema ETC, e o sistema ASR são disso um exemplo.

2.10

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Sistemas de Controlo de Aceleração

2.4.1 – SISTEMA DE CONTROLO DE TRACÇÃO – ETC O sistema ETC, do inglês Electronic Control System, controla permanentemente a patinagem das rodas motrizes do veículo actuando ao nível do sistema de injecção do motor. Este sistema funciona integrado no ABS e ambos utilizam a informação proveniente dos sensores de captação da rotação das rodas, necessários ao funcionamento do ABS.

Constituição e funcionamento do sistema A figura 2.17 ilustra, de forma simples, os componente que fazem parte de um sistema de controlo de tracção - ETC.

1. Sensores das rodas dianteiras; 2. Rodas dentadas para informação dos sensores; 3. Sensor de pressão; 4. Caixa electrónica do ETC; 5. Luz de aviso do funcionamento do ETC; 6. Sensores de rotação (no diferencial); 7. Interruptor on/off do ETC; 8. Relé; 9. Unidade electrónica de controlo do motor (Motronic); 10. Caixa electrónica de “etapa final” do Motronic

Fig. 2.17 – Esquema do sistema ASB/ETC num veículo

Como podemos constatar, poucas são as diferenças ao nível dos componentes do ETC relativamente aos que fazem parte de um vulgar sistema ABS.

Fig. 2.18 - Detalhe da colocação dos sensores no diferencial para controlo da velocidade de rotação

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2.11

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Como habitualmente, a parte mais complexa do sistema é constituída pelas unidades electrónicas e pela sua inter-relação. A figura 2.19 mostra todos os elementos constituintes do ETC e respectivas ligações. 1. Sensores das rodas dianteiras 2. Rodas dentadas para informação dos sensores 3. Sensor de pressão 4. Caixa electrónica do ETC 5. Luz de aviso do funcionamento do ETC 6. Sensores de rotação (no diferencial) 7. Interruptor on/off do ETC 8. Relé 9. Unidade electrónica de controlo do motor (Motronic) 10. Caixa electrónica de “etapa final” do Motronic 11. Injectores 12. Potenciómetro da borboleta

Fig. 2.19 – Composição de um sistema ETC

A informação proveniente dos sensores das rodas dianteiras (1) e do diferencial (6) é constantemente enviada para a UEC (4) do sistema ETC. Com base nesta informação, a unidade electrónica ETC controla a velocidade de rotação e a tracção de cada uma das rodas motrizes. A missão da UEC do ETC é registar a velocidade de rotação das rodas não motrizes e compará-la com a velocidade de rotação das rodas motrizes, efectuando assim um cálculo permanente da velocidade a que deveriam girar todas as rodas de acordo com os valores das velocidades captadas. No momento em que a unidade electrónica ETC detecta um desvio entre a velocidade de cada roda e a que deveria ter, isto é, quando ocorre patinagem, esta informa a unidade electrónica de controlo do motor (Motronic), fazendo-a actuar de acordo com o seguinte processo de diminuição do tempo de abertura dos injectores: 1. Em cada duas injecções consecutivas o injector do primeiro cilindro não se abre, o que diminui ligeiramente a alimentação de combustível ao motor e, consequentemente, baixa o binário motor disponível. Caso esta redução na alimentação não seja suficiente a UEC do motor passa a fazer novos cortes até que as rodas deixem de patinar.

2. O injector do primeiro cilindro é completamente fechado. 3. Além do anterior, o injector do quarto cilindro deixa de abrir em cada duas injecções consecutivas.

2.12

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4. Além dos anteriores, fecha agora, também completamente, o injector do quarto cilindro. 5. Além dos anteriores, o injector do terceiro cilindro deixa de abrir em cada duas injecções sucessivas. 6. Além dos anteriores, o injector do terceiro cilindro deixa de abrir. 7. Além dos anteriores, o injector do segundo cilindro deixa de abrir em cada duas injecções seguidas.

Esta é a máxima redução prevista pelo sistema. Estas sete hipótese, que representam um caso extremo de excesso de potência em arranque ou num piso escorregadio, conduzem rapidamente a um abaixamento do binário, retomando-se de seguida os valores de binário adequados (normalização dos tempos de injecção) para o tipo de piso em que se circula. Se o condutor pretender pode desligar o sistema ETC através de um interruptor (8). Quando o sistema está ligado uma luz indicadora (5) no painel avisará o condutor.

2.4.2 – SISTEMA DE CONTROLO DE TRACÇÃO – ASR O ASR (sistema anti-patinagem das rodas) é um sistema de controlo de tracção que, embora não intervenha directamente com o sistema de travagem do veículo, está integrado no sistema ABS e tem por função evitar a patinagem das rodas motrizes a qualquer velocidade. Deste modo, o ASR controla e corrige todos os efeitos dinâmicos ilustrados na figura 2.20, ou seja, as forças de tracção, de travagem, as forças centrífugas em curva, as forças de contacto com o solo, forças de rotação em torno do eixo vertical que podem alterar a direcção do veículo e por fim as forças de inércia das rodas.

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2.13

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1. Forças de tracção; 2. Forças de travagem; 3. Forças de guiamento lateral; 4. Momentos de inércia das rodas; 5. Binário de rotação em torno do eixo vertical; .... Sinal dos sensores das 4 rodas (comportamento rotativo das rodas) .... Impulsos de comando electrónico para regulação hidráulica ABS/ASR Regulação automática da pressão de travagem em caso de ABS/ASR* Troca de dados entre a UEC do ABS/ASR e a UEC do motor Regulação do binário motor através do acelerador electrónico * No caso do ABS todas as rodas são reguladas, no caso do ASR apenas as rodas motrizes (aqui as da frente)

Fig. 2.20 - Sistema ABS/ASR

O sistema anti-patinagem ASR, que impede a patinagem das rodas em arranques ou em acelerações, aumenta também a estabilidade em estrada e a motricidade sobre superfícies deslizantes, servindo-se de alguns elementos que fazem parte do sistema ABS (ex.: sensores, electroválvulas,…). O ASR actua a qualquer momento sem a intervenção do condutor. Uma luz indicadora no painel de instrumentos avisa-o do funcionamento do sistema. Habitualmente existe um botão na consola que permite ao condutor ligar e desligar o ASR. Desligar o sistema de controlo de tracção pode ser útil quando se tenta desatolar o veículo de neve alta ou de um trilho lamacento ou ainda quando se conduz com correntes de neve. O ASR aplicado nos veículos pode apresentar três formas, consoante os órgãos actuados: Actuação dos travões (fig. 2.21) – não é nem mais nem menos que o sistema EDS descrito anteriormente; Actuação do motor (na ignição/injecção e na posição da válvula da borboleta – motores a gasolina (fig. 2.22 e 2.23); no sistema de injecção – motores diesel (fig. 2.30 e 2.31);

2.14

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Combinação das duas actuações (fig. 2.24).

Fig. 2.21 – ASR com intervenção ao nível dos travões (EDS)

Fig. 2.22 –ASR com intervenção ao nível do sistema de injecção e ignição

1. Sensor de velocidade de rotação 2. Grupo hidráulico ABS 3. UEC ABS/ASR 4. Unidade de controlo do EMS (acelerador electrónico) 5. UEC do motor 6. Borboleta do acelerador

Fig. 2.23 – ASR com intervenção ao nível da ignição/injecção e da posição da válvula da borboleta

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2.15

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1. Sensor de velocidade de rotação 2. Grupo hidráulico ABS 3. Grupo hidráulico ASR 4. UEC ABS/ASR 5. Unidade de controlo do EMS (acelerador electrónico) 6. Borboleta do acelerador

Fig. 2.24 – ASR com intervenção sobre os travões e sobre a posição da válvula da borboleta (vulgo TCS)

Existem muitos modelos de veículos que estão equipados com ASR actuando ao nível do sistema de travagem e da posição da borboleta até velocidades próximas dos 40 km/h, acima dessa velocidade o sistema funciona apenas através da regulação da válvula da borboleta. Em alguns casos estes sistemas são também conhecidos por TCS – Traction Control Systems.

2.4.2.1 - Actuação ao nível dos travões do sistema combinado ABS/ASR O controlo da patinagem das rodas motrizes pode ser efectuado em cada uma das rodas através do sistema de travagem, contudo, é necessário ampliar o sistema hidráulico do ABS. A figura 2.25 ilustra um esquema hidráulico do sistema ABS/ASR com actuação ao nível dos travões. Analisemo-la por forma a perceber o seu funcionamento.

1. Sensores de rotação das rodas; 2. Acumulador; 3. Bomba de retroalimentação; 4. Amortecedor ou acumulador; 5,6,7 e 8. Electroválvulas; 9. Válvula de carga; 10. Válvula limitadora de pressão; 11. Válvula de comutação do ASR; 12. Interruptor; 13. Cilindro principal de travões e bomba; 14. Bomba de carga ASR; 15. Acumulador e válvula anti-retorno; AV. Parte da frente do veículo

Fig. 2.25 – Esquema hidráulico de um sistema ABS/ASR com intervenção ao nível do travões

2.16

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Em travagem normal O funcionamento é análogo ao de qualquer circuito hidráulico de travagem convencional. Contudo, a pressão do circuito de travagem traseiro, fornecida pelo cilindro principal tandem, é enviada através da electroválvula de inversão (11) e das electroválvulas (7 e 8), em posição de repouso (não alimentadas com tensão).

Com o ABS em funcionamento As quatro electroválvulas (5, 6, 7 e 8) agem normalmente seguindo as três funções para que foram projectadas: fornecem, mantêm e reduzem a pressão nas rodas. Tal como descrito no capítulo 1.

Com o ASR em funcionamento Durante o processo de regulação com ASR, uma electroválvula adicional de inversão (11) assegura a passagem do modo de funcionamento normal para o modo ASR. Assim, o acumulador (15) cheio de fluido de travões, pode exercer pressão sobre os cilindros dos travões das rodas motrizes, sem que o condutor pressione o pedal de travagem. Tal como no ABS, as válvulas electromagnéticas (5, 6, 7 e 8) encarregam-se da modulação da pressão, adoptando as diferentes posições de aumento, manutenção e diminuição da pressão. A pilotagem por impulsos destas electroválvulas é assegurada pela unidade de controlo do ABS/ASR logo que seja detectada qualquer tendência para a patinagem das rodas motrizes. Durante a regulação ASR, a bomba de retroalimentação (3) trabalha permanentemente, de modo a permitir a diminuição da pressão nos cilindros dos travões das rodas motrizes. O fluido dos travões volta ao acumulador (15). Não estando a funcionar o ABS/ASR, uma bomba de alimentação (14) encarrega-se de carregar o acumulador. A intervenção ao nível dos travões tem simultaneamente um efeito de blocagem do diferencial e, além de melhorar a estabilidade e a direccionalidade do veículo, permite ainda uma melhoria da tracção, essencialmente em pisos com aderência diferente nas rodas motrizes. Na figura 2.26 mostram-se as forças que actuam sobre as rodas motrizes, na direcção longitudinal.

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2.17

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FB - Força de travagem FB* - Força que resulta de FB Fh - Máxima força de tracção que a roda pode transmitir quando se encontra sobre o piso de coeficiente de atrito µh Fl - Máxima força de tracção que a roda pode transmitir quando se encontra sobre o piso de coeficiente de atrito µl µh - Coeficiente de atrito de um piso com elevada aderência µl - Coeficiente de atrito de um piso com baixa aderência

Fig. 2.26 – Efeito de diferencial bloqueado mediante intervenção ao nível dos travões

A roda que se desloca sobre a superfície da estrada com maior coeficiente de atrito, µh, pode transmitir a maior força, Fh, e a roda que se desloca do lado em que a estrada tem menor coeficiente de atrito, µl, pode apenas transmitir a pequena força Fl. Como tal, perante as condições deste piso, o diferencial apenas permite transmitir a força 2.Fl (= Fl x 2 rodas). De modo a evitar que a roda que se encontra sobre o piso em que o coeficiente de atrito é µl não patine, devido ao elevado momento de tracção, aplica-se a força de travagem FB. Deste modo, a máxima força de tracção que se pode transmitir é: Ft = Fh + Fl = Fl + FB* + Fl = 2.Fl + FB*

2.4.2.2 - Actuação ao nível do motor do sistema combinado ABS/ASR O aumento do binário do motor através de uma aceleração efectuada pelo condutor provoca um aumento do binário de transmissão. Se este binário poder ser transmitido, na totalidade, ao piso, então o veículo acelerará livremente, ou seja sem intervenção do sistema ASR. Contudo, se este binário de accionamento ultrapassar o binário máximo fisicamente transmissível, então, pelo menos uma roda motriz patina. Deste modo, a força motriz diminui e, devido à perda de forças de guiamento lateral (ver fig. 2.20), o veículo torna-se instável.

2.18

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1. UEC do ABS/ASR; 2. UEC do motor (Motronic); 3. Unidade de controlo; 4. Motor, embraiagem e caixa de velocidades; 5. Diferencial; 6. Grupo hidráulico do ASR; 7. Grupo hidráulico do ABS; 8. Servofreio; 9. Travões das rodas; 10 e 11. Rodas; 12. Sensor de rotações; 13 e 14. Piso da estrada; 15. Massa do veículo (mF); p1 e p2. Pressão de travagem; ν1 e ν2. Velocidade periférica das rodas; νF. Velocidade do veículo (= velocidade de deslizamento das rodas quando estas bloqueiam); λ1 e λ2. Deslizamento; ΘR1 e Θ R2. Momento de inércia das rodas; MA, MA1 e MA2. Momentos de propulsão; MB1, MB2. Momento de travagem; MR1 e MR2. Momentos de tracção nas rodas motrizes; MS1 e MS2. Momentos de atrito devidos ao piso

Fig. 2.27 – Regulação ASR

Em fracções de segundo o ASR controla o deslizamento das rodas motrizes. Como mostra a fig. 2.27, modificando os momentos MR sobre cada roda motriz, as velocidade medidas, ν1 e ν2, das rodas e portanto a patinagem na aceleração, λ, podem ser alteradas. O balanço dos momentos MR resulta do momento de propulsão MA, do momento de travagem MB, e do momento (de atrito) provocado pelo piso MS. Em veículos com motor a gasolina, o controlo do binário motor (MA), mesmo que o condutor mantenha pressionado o acelerador, pode conseguir-se dos seguintes modos:

Actuando na posição da válvula da borboleta; Actuando no ponto de ignição ou mesmo suprimindo os impulsos de ignição; Actuando na injecção de combustível, suprimindo-a.

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2.19

Sistemas de Controlo de Aceleração

MSR – Regulação do binário resistente do motor O sistema ASR pode ser complementado por uma regulação adicional do binário resistente do motor, o MSR – Moment System Regulation. Ao fazer uma redução de caixa ou ao desacelerar abruptamente sobre um piso com gelo, devido ao efeito de travagem do motor, as rodas motrizes podem deslizar excessivamente. A função do MSR consiste em elevar ligeiramente o binário de rotação do motor, através de uma aceleração moderada, de modo a diminuir a travagem das rodas e manter a estabilidade de condução.

Acelerador electrónico – EMS O sistema ASR pode ser complementado por um dispositivo adicional de controlo electrónico, denominado EMS – Electronic Manegement System (acelerador electrónico), que substitui o accionamento mecânico entre o pedal do acelerador e, a válvula da borboleta do motor a gasolina ou a alavanca de avanço da bomba injectora do motor diesel. A unidade electrónica EMS controla a posição do pedal do acelerador e, em função desta, actua sobre um servomotor eléctrico que acciona a válvula da borboleta (motores a gasolina) ou a alavanca de avanço da bomba injectora (motores diesel) ajustando em todos os momentos o binário motor adequado às condições de deslocamento do veículo (figs. 2.27, 2.30 e 2.31). A fig. 2.27 ilustra uma versão composta por um módulo ABS e ASR com controlo da borboleta pelo sistema de gestão electrónico do motor EMS e por uma intervenção complementar ao nível da ignição e da injecção, por forma a reduzir o tempo de injecção diminuindo o binário do motor. Neste sistema, que actua ao nível da potência debitada pelo motor (sem intervenção ao nível dos travões), está integrado o MSR. Deste modo, os componentes hidráulicos do ABS permanecem inalterados e a electrónica do ABS é ampliada com o sistema ASR (fig. 2.23). Se uma das rodas patinar, então, a unidade electrónica de comando do ABS/ASR comunica com a unidade electrónica de comando do motor, a qual começa imediatamente por atrasar o ponto de ignição, conduzindo a uma redução do binário de tracção. Se mesmo assim a(s) roda(s) continuar(em) a patinar a unidade electrónica de comando do motor passará a intervir no sistema de injecção. Nesse caso, o tempo de injecção será reduzido, podendo mesmo deixar de serem actuados os injectores até que a unidade electrónica de comando do sistema ABS/ASR deixe de reconhecer o efeito da patinagem. Ao restabelecerem-se os impulsos de ignição, de modo a melhorar o conforto da condução, o ângulo de ignição aproxima-se lentamente desde o ponto de atraso até ao ponto óptimo de funcionamento.

2.20

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Sistemas de Controlo de Aceleração

1. Grupo hidráulico com função ABS integrada; 2. Bloco de válvulas ASR; 3. Unidade electrónica de controlo ABS/ASR; 4. Sensores de rotações ABS (no eixo dianteiro ABS/ ASR); 5. Regulador electrónico da válvula da borboleta; 6. Excitador do pedal; 7. Alavanca de regulação da válvula da borboleta; 8. Indicador de avaria do ABS; 9. Indicador de avaria do ASR; 10. Indicador de funcionamento do ASR

Fig. 2.28 – Sistema ABS/ASR integrado

A figura 2.29 compara os tempos de resposta do ASR, em diferentes hipóteses de intervenção do sistema ASR.

1. ASR com intervenção sobre a válvula da borboleta e o sistema de travagem 2. ASR com intervenção sobre a válvula da borboleta e o sistema de injecção/ignição 3. ASR com intervenção sobre a válvula da borboleta

Fig. 2.29 – Comparação dos tempos de resposta do ASR

Pela análise deste gráfico podemos concluir que, em veículos de duas rodas motrizes, devido ao tempo de resposta relativamente longo, o mero controlo do momento de tracção através da válvula da borboleta origina resultados insatisfatórios, sendo a melhor solução aquela que combina a actuação ao nível da válvula borboleta e do sistema de travagem.

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2.21

Sistemas de Controlo de Aceleração

Em veículos com motor a diesel, podemos modificar o binário propulsor (MA) actuando sobre a alavanca de comando da bomba de injecção diesel (isto é, reduzindo o caudal de injecção).

1. UEC ABS/ASR 2. Unidade de controlo EMS 3. Pedal do acelerador 4. Servomotor 5. Borboleta 6. Bomba de injecção diesel

Fig. 2.30 – Gestão electrónica do motor EMS para o ASR (motor diesel)

1. UEC ABS/ASR 2. Servomotor 3. Bomba de injecção diesel 4. Pedal do acelerador a. Sem intervenção ASR b. Com intervenção ASR

Fig. 2.31 – Funcionamento do EMS num motor diesel equipado com uma bomba injectora em linha

2.5 - REGULAÇÃO ABS/EDS/ASR As figuras que se seguem mostram as zonas de actuação do EDS e do ASR. Em função da situação de condução o sistema decide se deve activar o EDS e/ou o ASR. Situação de condução: Tracção dianteira com diferença de rotação entre as rodas do eixo dianteiro e as rodas do eixo traseiro

2.22

Sistemas de Segurança Activa

Sistemas de Controlo de Aceleração

Fig. 2.32– Situação de actuação exclusiva do ASR

Nesta situação de condução, o equilíbrio das rotações em toda a gama de velocidades do veículo é exclusivamente conseguida através do ASR. Situação de condução: Tracção dianteira com diferenças de rotação entre as rodas dianteiras e as rodas do eixo dianteiro e as do eixo traseiro

Fig. 2.33 – Situação de actuação repartida entre o EDS (actuação ao nível dos travões) e o ASR (actuação ao nível do motor)

Nesta situação de condução, para velocidades de deslocação do veículo inferiores a 40 km/h, actuam os dois sistemas. Para velocidades superiores a 40 km/h apenas actua o ASR. O desequilíbrio das rotações entre as rodas dianteiras é anulado pelo EDS, a velocidades inferiores a 40 km/h. O ASR reduz o binário motor até atingir valores aceitáveis de patinagem das rodas motrizes. Situação de condução: Tracção dianteira com diferença de rotação entre as rodas dianteiras.

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2.23

Sistemas de Controlo de Aceleração

Fig. 2.34 - Situação de actuação repartida entre o EDS e o ASR

Para velocidades inferiores a 40 km/h actua apenas o EDS. Acima desse valor só o ASR é activado. Com o EDS a roda motriz com tendência para patinar é bloqueada pelo sistema de travagem. O ASR reduz o binário motor, atrasando o ponto de ignição e, se necessário desactivando temporariamente os injectores.

2.24

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Sistemas de Controlo de Estabilidade Dinâmica

3 – SISTEMAS DE CONTROLO DE ESTABILIDADE DINÂMICA 3.1 - SISTEMAS DE QUATRO RODAS DIRECCIONAIS (4 WS) O 4WS, do inglês Four Wheel Steering, é um sistema de direcção integral às quatro rodas cuja finalidade é optimizar a estabilidade e a manobrabilidade nos movimentos laterais. De acordo com o tipo de accionamento distinguem-se dois sistemas:

Sistema Passivo São aqueles sistemas que incorporam um dispositivo auto-direccional no eixo traseiro e que aproveitam o efeito de rotação das rodas e do deslocamento da carroçaria, em trajectórias curvas a alta velocidade, para melhorar a direccionalidade e a estabilidade do veículo.

Fig. 3.1 – Eixo traseiro de braços oscilantes integrais com efeito auto-direccional

O corpo do eixo traseiro é fixado à carroçaria através de dois apoios de guia ligados ao suporte. Os apoios de guia de grande volume garantem um apoio transversal rígido, o que permite obter uma maior estabilidade, mantendo simultaneamente um reduzido comportamento auto-direccional.

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3.1

Sistemas de Controlo de Estabilidade Dinâmica

Sistema Activo São aqueles sistemas que incorporam um dispositivo de auto-direccionalidade variável no eixo traseiro. Actuam em função do movimento lateral das rodas directrizes dianteiras, aumentando a segurança e a manobrabilidade em trajectórias curvas e de alta velocidade e facilitam as manobras de estacionamento a baixa velocidade. Segundo o tipo de controlo temos: (a) Sistemas de controlo mecânico – as rodas traseiras são orientadas através do volante, tal como as dianteiras, necessitando contudo de mecanismos de direcção auxiliares. (b) Sistemas de controlo electrónico. A figura 3.2 ilustra os elementos constituintes de um sistema de 4 rodas direccionais geridas electronicamente.

Fig. 3.2 – Elementos constituintes de um sistema de 4 rodas direccionais (4 WS) controladas electronicamente

A unidade de controlo electrónico das 4 rodas direccionais (4 WS), mediante a válvula de controlo direccional das rodas traseiras, regula electronicamente a pressão hidráulica gerada pela bomba de óleo (accionada pelo motor) e acciona um servocilindro instalado no eixo de direcção traseiro. Sempre que se liga a chave de ignição a unidade electrónica de controlo do sistema 4 WS efectua um diagnóstico inicial, acendendo-se uma luz de aviso no painel de instrumentos do veículo. Se tudo estiver bem, ao fim de cerca de 2 segundos, a luz apaga-se.

3.2

Sistemas de Segurança Activa

Sistemas de Controlo de Estabilidade Dinâmica De referir ainda que existem modelos de veículos que possuem um interruptor que permite seleccionar o modo de intervenção da direcção. O condutor pode, assim, seleccionar o esforço da direcção necessário de acordo com as suas próprias preferências, ou de acordo com as condições da estrada e/ou da condução.

3.2 – SISTEMA ELECTRÓNICO DE CONTROLO DA DIRECÇÃO 3.2.1 – DIRECÇÃO COM ASSISTÊNCIA VARIÁVEL Trata-se de um sistema utilizado na direcção assistida e que permite dosear a assistência em função da velocidade. O sistema de direcção hidráulica (assistida) é basicamente constituído pelos seguintes componentes:

Caixa de direcção com barras e, nalguns modelos, amortecedor de direcção; Bomba hidráulica de direcção, normalmente de palhetas; Condutas de alimentação e retorno; Radiador de óleo e depósito de compensação;

Fig. 3.3 - Composição de uma direcção assistida

Os componentes principais da caixa da direcção assistida são o conjunto cremalheira, o pinhão e as condutas de alimentação.

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3.3

Sistemas de Controlo de Estabilidade Dinâmica Ao conjunto cremalheira/viela do êmbolo está fixado um pistão. Em função do raio de curva da direcção, o fluido hidráulico é comprimido para a superfície esquerda ou direita do pistão, apoiando assim a força a exercer na direcção. O fluido hidráulico é comandado por uma válvula de distribuição incorporada na caixa da direcção. O sistema de assistência variável da direcção é basicamente constituído por uma unidade electrónica de comando e por uma válvula eléctrica que se encontra alojada na caixa da direcção.

Fig. 3.4 – Composição de um sistema de direcção com assistência variável

O funcionamento deste sistema é simples. A unidade electrónica de comando recebe a informação da velocidade do veículo e altera a assistência à direcção, actuando na válvula eléctrica, alimentando-a com uma corrente quadrada de frequência variável. Deste modo, quando o veículo está parado este sistema não actua e como tal a assistência à direcção é total, tornando fáceis as manobras. Quando o veículo está em andamento, e à medida que a velocidade vai aumentando este sistema começa a actuar, retirando progressivamente assistência à direcção. Como tal, a velocidades elevadas a direcção torna-se mais pesada, o que faz com que a segurança de condução aumente. Esta regulação garante uma excelente sensibilidade da estrada em qualquer situação de condução, contribuindo deste modo para um aumento da segurança activa.

3.4

Sistemas de Segurança Activa

Sistemas de Controlo de Estabilidade Dinâmica

3.3 – SISTEMAS DE SUSPENSÃO ELECTRÓNICOS O sistema de suspensão de um automóvel tem por missão tornar mais cómoda a deslocação deste e contribuir constantemente para uma maior estabilidade e, consequentemente, uma maior segurança activa do veículo. Um sistema de suspensão é basicamente composto pelas molas, amortecedores e pneumáticos. Estes últimos absorvem pequenas irregularidades do terreno e são o elemento mais importante para a segurança do automóvel. De nada servem uns travões muito potentes, capazes de transformar em fracções de segundo grande quantidade de energia, se a aderência do automóvel com o solo não é suficientemente boa. Não iremos aqui abordar o tema dos pneumáticos por ele já estar tratado noutros módulos, tal como a suspensão. Contudo, a título de exemplo, vamos falar em dois sistemas de suspensão controlada electronicamente.

3.3.1 - SISTEMA DE SUSPENSÃO ADAPTÁVEL Uma suspensão adaptável constitui um tipo de sistema de suspensão controlada que melhora a eficácia do veículo em termos de conforto e condução. O sistema é constituído por quatro amortecedores específicos, dotados de electroválvulas geridas por uma unidade electrónica em função das informações que recebe:

Velocidade do veículo; Activação dos travões; Aceleração longitudinal, transversal e vertical.

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3.5

Sistemas de Controlo de Estabilidade Dinâmica

Fig. 3.5 – Composição de um sistema de suspensão adaptável

Descrição do funcionamento do sistema A suspensão adaptável é um sistema em que a unidade electrónica de comando selecciona as posições dos amortecedores específicos automaticamente em função de dados introduzidos pelo condutor, através do interruptor ADS – Adaptable Suspension, ou pelo veículo, através da UEC da suspensão com base na informação recolhida pelos sensores. Quando o veículo se encontra em movimento, os amortecedores mantêm-se macios até a unidade electrónica os tornar firmes. O estado dos 4 amortecedores é simultaneamente comutado de macio para firme e de novo para macio de acordo com as condições de condução. Na eventualidade de uma avaria no sistema, a suspensão volta automaticamente à opção de firme. Esta alteração entre as posições de suspensão macia e firme destina-se a melhorar as condições de conforto e condução. Este sistema de suspensão dispõe de um sensor na direcção que monitoriza o ângulo e a velocidade de viragem do volante, de modo que se o veículo está a circular a alta velocidade, os amortecedores ajustam-se automaticamente à posição firme. Quando se completa a manobra voltam à posição macia. Também existe um sensor no sistema de travagem que faz a suspensão passar à posição firme sempre que se activam os travões. Este sensor, combinado com um acelerómetro que detecta a desaceleração do veículo, permite em travagens suaves passar novamente à posição de suspensão macia.

3.6

Sistemas de Segurança Activa

Sistemas de Controlo de Estabilidade Dinâmica Deste modo, em acelerações fortes, o sinal enviado pelo acelerómetro coloca a suspensão na posição firme. Um sensor da velocidade do veículo complementa o de aceleração, de forma que a partir de uma determinada velocidade se passa automaticamente para suspensão firme. Completam o sistema um sensor de aceleração vertical e uma unidade electrónica de controlo de tracção. O primeiro destes altera a suspensão para dura quando detecta um violento movimento vertical do veículo (por exemplo a passagem por um buraco), enquanto que o segundo endurece a suspensão quando existe perda de tracção de alguma roda, devido a uma aceleração brusca ou ao piso (deslizante).

Interruptor de Selecção do Condutor O condutor pode seleccionar o modo de funcionamento através de um interruptor colocado no painel de instrumentos. Ao seleccionar “Auto” o computador ADS altera entre as posições de condução macia e firme. A opção “Sport” mantém os amortecedores constantemente firmes. Uma lâmpada de aviso colocada no painel de instrumentos acende-se quando se selecciona o modo desportivo.

Fig. 3.6 - Luz avisadora de suspensão adaptável

Esta luz deve acender-se durante 4 segundos após a activação do sistema de suspensão adaptável. Do mesmo modo, esta deve apagar-se ao fim de cerca de 5 segundos, a menos que seja detectada uma anomalia no sistema. Esta luz manter-se-á acesa se uma anomalia for detectada ou no caso do interruptor ADS estar no modo de condução desportiva.

Os amortecedores Os amortecedores têm duas regulações, macio ou firme. Estas regulações são significativamente mais macias ou mais firmes do que as regulações normais dos amortecedores.

Sistemas de Segurança Activa

3.7

Sistemas de Controlo de Estabilidade Dinâmica Uma característica digna de destaque destes amortecedores é o tempo de comutação excepcionalmente rápido entre macio e firme.

Verificação Visual e Inspecção das ligações eléctricas do sistema de suspensão adaptável N.º

Verificar

Acção na eventualidade de avaria

Cablagem eléctrica do motor ¾Verificar toda a cablagem eléctrica do motor e as respectivas fichas múltiplas procurando ligações soltas ou corroídas, bem como os vedantes herméticos (caso aplicável)

1

Apertar todas as ligações soltas ou rectificar

¾Procurar a ligação de acessórios eléctricos e respectiva cablagem que possam exercer um efeito adverso sobre o sistema eléctrico do veículo Bateria ¾Verificar a aparência exterior da bateria e se os

Apertar os terminais da bateria

terminais da bateria estão seguros

2

Recarregar ou substituir a bateria como ¾No caso de haver problemas de arranque do

for necessário

motor, verificar a bateria com um verificador de alta tensão

Cablagem/ligações da ficha múltipla do sistema de suspensão adaptável

3

¾Abanar cada ficha múltipla por seu turno

Reparar fichas múltiplas corroídas Substituir os terminais se forem encontradas anomalias ou substituir a ficha de ligação avariada caso seja necessário

Tab. 3.1 - Verificação Visual e Inspecção das ligações eléctricas do sistema de suspensão adaptável

Existem leitores de códigos de avaria, específicos de cada marca, que permitem fazer diagnósticos completos ao sistema de suspensão electrónica.

3.8

Sistemas de Segurança Activa

Sistemas de Controlo de Estabilidade Dinâmica

3.3.2 – SUSPENSÃO PNEUMÁTICA AUTO-NIVELANTE Trata-se de um tipo de suspensão apenas utilizado no eixo traseiro, cujo principal objectivo é manter constante a altura do veículo ao solo, compensando-a em função da carga. Uma vez que o eixo dianteiro não está sujeito a grandes variações da sua altura, não se justifica aplicar-lhe este tipo de suspensão. As molas da suspensão traseira dão lugar a dois acumuladores de ar e os amortecedores são substituídos por outros específicos para este tipo de suspensão. Um sensor Hall mede a distância da carroçaria ao eixo e transmite-a à unidade electrónica de comando da suspensão. Em função disso, a UEC da suspensão irá fazer actuar o compressor de ar responsável pelo enchimento dos sacos da suspensão.

Fig. 3.7 – Suspensão pneumática auto-nivelante traseira

Em função das necessidades, o compressor varia a pressão do ar nos sacos por forma a manter constante a altura ao solo. Ao manter-se a altura ao solo constante temos um curso de suspensão também constante, advindo daí um incremento ao nível do conforto e da segurança.

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3.9

Sistemas de Controlo de Estabilidade Dinâmica

3.4 - SISTEMAS DE CONTROLO DE ESTABILIDADE POR MEIO DE ABS 3.4.1 - PROGRAMA ELECTRÓNICO DE ESTABILIDADE - ESP O sistema ESP – Electronic Stability Program - é mais um contributo para o aumento da segurança activa dos veículos. Os sistemas de segurança activa que já vimos até aqui, ABS, ASR, EBV e EDS são principalmente vocacionados para melhorar o comportamento dinâmico longitudinal dos veículos. Por outro lado, o sistema ESP actua no comportamento dinâmico transversal dos veículos por forma a evitar situações de falta de estabilidade em curva, como por exemplo, derrapagens. O sistema ESP é controlado pela unidade electrónica de comando do ABS necessitando contudo de alguns sensores adicionais. Nos veículos equipados com ESP, além dos sensores habitualmente utilizados para o funcionamento do ABS, ASR, EDS e EBV, são ainda instalados mais quatro sensores:

Sensor de pressão hidráulica; Sensor de ângulo de rotação do volante; Sensor de ângulo de viragem do veículo; Sensor de aceleração transversal; A entrada em funcionamento deste sistema está condicionada pelo comportamento do veículo, nomeadamente pelo teórico ou seja, o que se deve verificar em condições de estabilidade, e o efectivo, isto é, o que se verifica em cada instante. Com base na velocidade e ângulo de rotação do volante, a unidade electrónica de comando do ABS calcula a velocidade transversal teórica do veículo. A velocidade transversal teórica do veículo corresponde ao comportamento do veículo em condições de estabilidade. Com base na informação do sensor da aceleração transversal, ângulo de viragem do veículo e velocidade do veículo, a unidade electrónica de comando do ABS calcula o comportamento efectivo do veículo. De seguida, a unidade electrónica de comando do ABS calcula o desvio entre o comportamento efectivo do veículo e o pretendido (teórico). Com base neste desvio, o ESP entra em funcionamento, travando selectivamente determinadas rodas. Trava a roda dianteira de fora em caso de saída de traseira e a roda traseira interior em caso de saída de frente.

3.10

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Sistemas de Controlo de Estabilidade Dinâmica Se o veículo numa determinada situação tiver tendência em derrapar, o ESP intervém, travando a roda que, devido às forças geradas durante essa operação, inverta a tendência de derrapagem. Os veículos equipados com ESP possuem, normalmente, um interruptor no painel de instrumentos que permite ligar ou desligar o sistema. De referir ainda que habitualmente, durante a intervenção do sistema o piloto do ESP pisca, mais ou menos 3 vezes por segundo. O ESP funciona em todo o campo de velocidades. Estabiliza o veículo durante a sobreviragem (quando ao descrever uma curva o veículo tem tendência para sair de traseira) assim como na subviragem (quando ao descrever uma curva o veículo tem tendência para sair de frente).

Fig. 3.8 – Actuação do sistema ESP (Subviragem)

Fig. 3.9 – Actuação do sistema ESP (Sobreviragem)

O ESP aumenta o manuseamento da viatura em situações limite da dinâmica de marcha. Reduz, em comparação com os sistemas de segurança activa conhecidos, o perigo de derrapagem e melhora a direccionalidade. Recentemente a Renault apresentou uma evolução do ESP. Os sistemas conhecidos até agora limitavam-se a travar uma roda: a traseira interior em caso de saída de frente e a roda dianteira de fora em caso de saída de traseira. O ESP patenteado pela Renault acrescenta uma outra função que em simultâneo trava as quatro rodas de modo a reduzir a velocidade e aumentar a eficácia do ESP.

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3.11

Sistemas de Controlo de Estabilidade Dinâmica

Fig. 3.10 – ESP desenvolvido pela Renault – actua nas 4 rodas

3.12

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Outros Sistemas de Segurança Activa

4 – OUTROS SISTEMAS DE SEGURANÇA ACTIVA 4.1 – FARÓIS COM LÂMPADAS DE XÉNON Um elemento decisivo para a segurança quando se conduz de noite ou com nevoeiro são os faróis. Do farol de acetileno até à lâmpada de descarga, que representa actualmente o que de mais evoluído se faz no domínio da iluminação automóvel, já passaram mais de cem anos de contínua pesquisa e desenvolvimento. A falta de eficiência das lâmpadas chegou mesmo a condicionar a evolução das performances dos veículos devido a problemas de segurança activa. Com os faróis de xénon (ou lâmpadas de descarga) obtém-se um alcance luminoso superior e uma maior área iluminada na zona próxima da viatura. Além disso, a fronteira claro-escuro é progressiva, contrariamente ao que acontece em faróis do tipo convencional.

Fig. 4.1 - Lâmpada de xénon

Comparativamente à tecnologia anteriormente utilizada, lâmpadas de halogéneo, as lâmpadas de xénon são duas vezes e meia mais intensas, utilizam um terço da energia (rendimento luminoso cerca de três vezes superior a qualquer outro com lâmpadas de igual potência) e duram a vida do carro. O seu espectro de cor encontra-se mais perto do espectro da luz solar, e graças a uma maior proporção verde e azul, a luz aparenta ser branca em vez de amarela, proporcionando por isso uma sensação natural que não sobrecarrega os olhos e reduz o esforço durante a condução nocturna.

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4.1

Outros Sistemas de Segurança Activa

Este sistema utiliza habitualmente lâmpadas de 35 W sem filamento, o que aumenta a durabilidade das mesmas. O xénon contido nas lâmpadas, envolve dois eléctrodos que são alimentados electricamente por um transformador controlado através de um aparelho de comando. O transformador e o aparelho de comando são habitualmente integrados no corpo do farol. Quando os médios são ligados, as lâmpadas são alimentadas com uma tensão de aproximadamente 30 kv, estabilizando passado algum tempo nos 35 V.

Fig. 4.2 – Farol equipado com lâmpada de xénon, visto por detrás

A luz é emitida devido à excitação do xénon, provocada por um arco voltaico que existe entre os eléctrodos das lâmpadas, quando estas estão ligadas. A partir do momento em que se começaram a equipar veículos com estas lâmpadas, alguns deles deixaram de ter afinação manual da altura dos faróis. A afinação passou então, a ser efectuada automaticamente por um aparelho de comando que recebe informação da altura da viatura, por meio de dois sensores montados nas suspensões, dianteira e traseira, como indica a figura 4.3.

4.2

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Outros Sistemas de Segurança Activa

Fig. 4.3 - Regulação automática da altura dos faróis

Os faróis de xénon contribuem pois, para a melhoria da segurança activa, uma vez que a qualidade e quantidade da luz emitida em médios, ajuda na diminuição da fadiga do condutor.

4.2 – SENSOR DE CHUVA Trata-se de mais um sistema que contribui para o aumento da segurança activa uma vez que melhora consideravelmente a visibilidade, nomeadamente naquelas situações em que repentinamente o pára-brisas do automóvel é molhado com água. O sistema é basicamente constituído por um sensor e por uma unidade electrónica de comando que acciona o motor das escovas do limpa-vidros.

Fig. 4.4 – Composição de um sistema detector de chuva

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4.3

Outros Sistemas de Segurança Activa

Habitualmente este sensor está instalado por detrás do pára-brisas, no pé do espelho retrovisor interior. A sua função é detectar a presença de água no pára-brisas. De modo a que as escovas limpavidros funcionem automaticamente, sempre que seja detectada água no pára-brisas, é fundamental que o comutador da velocidade destas se encontre na posição correcta. O princípio de funcionamento do sistema é o seguinte: O sensor emite raios luminosos através de díodos e mede a sua reflexão. Caso o pára-brisas esteja seco, os raios emitidos são praticamente todos reflectidos, caso contrário, os raios luminosos emitidos são reflectidos de forma diferente devido à refracção provocada pela água. É assim que o sensor reconhece a existência e quantidade de água no pára-brisas. Esta informação é depois enviada à unidade electrónica de controlo do motor das escovas de limpa-vidros, que actua em função da informação fornecida pelos sensores.

4.3 - ESPELHO RETROVISOR INTERIOR COM SISTEMA ANTIENCADEAMENTO AUTOMÁTICO Para evitar situações de encadeamento originadas pelos veículos que circulam à retaguarda, alguns construtores de automóveis desenvolveram espelhos retrovisores capazes de corrigir a reflexão da luz de forma automática. A correcção é efectuada através de um maior ou menor escurecimento do vidro do espelho tornando-o mais ou menos permeável à luz, isto é, reflectindo menos ou mais luz.

Fig. 4.5 – Espelho retrovisor com sistema anti-encadeamento automático

4.4

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Outros Sistemas de Segurança Activa

O princípio de funcionamento deste sistema é o seguinte: Através de dois foto-sensores que existem no espelho retrovisor, um orientado para a frente do veículo outro para trás, é medida a intensidade luminosa. Depois, cada um destes foto-sensores envia um sinal eléctrico a um aparelho de comando alojado no interior do corpo do espelho. O aparelho de comando comparará os dois sinais emitidos por cada um dos foto-sensores e, se a intensidade luminosa medida pelo sensor que está virado para a traseira for maior que a dianteira, o aparelho de comando excita electricamente um gel electroquímico que está colocado por detrás do vidro do espelho tornando-o mais ou menos escuro. Em alguns automóveis o sistema é desactivado quando se engrena a marcha atrás.

4.4 – DETECTORES DE SONOLÊNCIA Os detectores de sonolência são aparelhos que ajudam na condução, melhorando a segurança, essencialmente quando se fazem viagens longas, ou quando se conduz à noite depois de um dia de trabalho intenso. O seu principal objectivo é evitar acidentes que podem ocorrer devido ao adormecimento do condutor.

4.4.1 - CONSTITUIÇÃO E FUNCIONAMENTO DE UM DETECTOR DE SONOLÊNCIA Para reconhecer que o condutor entra em estado de sonolência é necessário um dispositivo capaz de identificar o momento preciso em que isso ocorre. Segundo os médicos, o sono aparece de forma subtil após distensão dos músculos. Deste modo, estudou-se um dispositivo sensor capaz de detectar estes sintomas físicos. Alguns destes equipamentos disponíveis no mercado, quando detectam o adormecimento do condutor, acendem uma luz e emitem um som, outros, para além disso cortam a ignição. A solução aqui tratada, por ser a mais completa, é a última. Os elementos principais de um detector de sonolência (fig. 4.6) são os seguintes:

1 – Sensor de distensão muscular

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4.5

Outros Sistemas de Segurança Activa

2 – Relé de comando 3 – Unidade electrónica de controlo

Fig. 4.6 - Elementos constituintes de um detector de sonolência electrónico

Analisemos detalhadamente cada um destes componentes:

Sensor de distensão muscular: O sensor de distensão muscular consiste em dois eléctrodos que se colocam em torno do volante. Por forma a que o detector de sonolência não actue (acenda a luz de aviso, buzine ou corte a ignição) é necessário que haja passagem de corrente eléctrica (de muitíssimo baixa intensidade) entre estes dois eléctrodos. A distensão muscular é detectada devido à falta de contacto eléctrico que se produz entre os eléctrodos que se colocam à volta do volante. A figura 4.7 mostra como estão dispostos estes dois eléctrodos (1 e 2). Fig. 4.7 – Disposição do sensor de sonolência no volante

4.6

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Outros Sistemas de Segurança Activa

Como podemos ver pela figura, estes eléctrodos ocupam toda a periferia do volante de modo que em qualquer posição deste e das mãos do condutor se consegue estabelecer contacto eléctrico entre eles. A unidade electrónica fornece corrente eléctrica através do cabo (3) a um cursor (4) que por sua vez a transmite a um anel colector (5) que roda solidário com a coluna de direcção. É este anel que constantemente alimenta o eléctrodo positivo (2) da periferia do volante. Através de um dos raios do volante estabelece-se a ligação (6) com a coluna de direcção para o retorno da corrente à massa. Quando a mão agarra o volante há passagem de corrente. Deste modo, é fundamental que as mãos agarrem o volante, não se devendo utilizar luvas, como é evidente. Note-se que a corrente que circula entre os eléctrodos é tão baixa que o condutor nem sequer a chega a notar. Em caso de sonolência, como a primeira coisa que acontece é a distensão dos músculos, é muito provável que os dedos que estão sobre o volante se comecem a escapar, deixando de se estabelecer contacto eléctrico, imediatamente antes de o condutor perder o controlo do veículo. Nesse momento o sensor informa a unidade electrónica.

Relé de comando Trata-se de um dispositivo simples que funciona de acordo com as instruções da unidade electrónica de comando.

1. Interruptor de contacto (chave); 2. Borne de chegada de corrente; 3. Bobine de ignição; 4. Contacto de alimentação da bobine; 5. Cabo de passagem da corrente para a unidade electrónica; 6. Cabo de activação do solenóide; 7. Solenóide; 8. Contacto da buzina; 9, 10 e 11. Contactos à massa; I. Interruptor on/off da unidade electrónica

Fig. 4.8 – Funcionamento do sistema

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4.7

Outros Sistemas de Segurança Activa

Vejamos então o seu funcionamento. Tudo começa quando se liga a chave de ignição (1). A corrente chega então ao borne (2) e passa para a bobine de ignição (3) através dos contactos (4), que em condições normais de funcionamento estão sempre ligados. Ao mesmo tempo a corrente alimenta a unidade electrónica através do condutor (5). Ao chegar à caixa que contém a unidade electrónica encontra o interruptor (I), que se estiver aberto impedirá a passagem da corrente (detector de sonolência fora de serviço). Caso o interruptor esteja fechado há passagem de corrente que atravessará os circuitos da unidade electrónica, alimentando os eléctrodos periféricos do volante. Se as mãos do condutor estabelecem o contacto devido, nada acontece, contudo se se retiram as mãos do volante e se interrompe a passagem da corrente, a unidade electrónica acende a luz de aviso, activa o alarme (“buzzer”) e envia uma corrente para o relé através do cabo (6), activando o solenóide (7). O campo magnético criado por este solenóide atrai o contacto móvel (4) interrompendo assim a passagem da corrente ao primário da bobine, ficando o motor sem sistema de ignição. Em alguns casos, como no que aqui se trata, o contacto móvel (4) activa uma buzina (9), que desperta o condutor. Logo que o condutor desperta, agarra o volante e estabelece novamente passagem de corrente neste. Deste modo, a unidade electrónica deixa de enviar corrente pelo cabo (6) ao solenóide (7), desactiva de imediato o contacto móvel (4) que, por meio de uma mola volta à sua posição normal, interrompendo o toque da buzina e restabelecendo-se a ignição. Os bornes 10 e 11 da figura são da massa que provém da UEC.

Unidade electrónica Este é o elemento mais importante do dispositivo detector de sonolência uma vez que é ele que dirige todo o processo. O seu circuito electrónico é muito simples. A sua função básica é activar a luz de aviso, a buzina e cortar (em alguns sistemas) a ignição, quando as mãos são retiradas do volante. Note-se que existem alguns sistemas mais evoluídos que, para além de accionarem uma luz de aviso, uma buzina e de cortarem a ignição, desactivam-se automaticamente para velocidades inferiores a cerca de 15 km/h. Deste modo, o “perigo” de, ao estacionarmos ou ao colocarmos o automóvel a trabalhar, fazermos com que o sistema entre em funcionamento é completamente eliminado.

4.8

Sistemas de Segurança Activa

Bibliografia

BIBLIOGRAFIA CROUSE, W. H. – Sistemas de Alimentacion de Combustible, Lubricacion y Refrigeracion del Automovil, Marcombo Boixareu Editores Revista Técnica Automóvel – 3ª Série n.º 51 CEPRA – Elemento de Instrução – Constituição e Principio de Funcionamento dos Carburadores CEPRA – Elemento de Instrução – Funcionamento dos Carburadores de Difusor Constante CEPRA – Elemento de Instrução – Funcionamento do Sistema de Ralenti nos Carburadores de Difusor Constante Carburadores CEPRA – Elemento de Instrução – Constituição e Funcionamento dos Carburadores S.U. de Difusor Variável CEPRA – Elemento de Instrução – Constituição e Funcionamento dos Carburadores Stromberg de Difusor Variável CEPRA – Elemento de Instrução – Regulação do Ralenti nos Carburadores de Difusor Constante Carburadores Ford 1V e VV – Treino Técnico de Serviço Ford Carburadores Weber 1V e 2V – Treino Técnico de Serviço Ford INTER PROJECTOS – Gestão de Motores Manual de Taller – Fiat Uno – Ediciones Informatizadas S.A.

Sistemas de Alimentação por Carburador

C.1

Pós-Teste

PÓS-TESTE Assinale com X a resposta correcta. Apenas existe uma resposta correcta para cada questão. 1. Os sistemas de antiblocagem das rodas, de diferencial autoblocante, de controlo de tracção e de controlo de estabilidade dinâmica do veículo, contribuem para a segurança activa porque: a) Em caso de acidente contribuem para minimizar ou mesmo eliminar todos os danos causados aos ocupantes

ˆ

………………..…………………………………………………………

b) Protegem os ocupantes quando o veículo está parado........................................................

ˆ

c) Tornam o veículo mais fiável.................................................................................................

ˆ

d) Actuam na prevenção da ocorrência de acidentes, auxiliando o condutor em condições

ˆ

adversas de condução …………………………………...…………………………………... 2. Os sistemas de diferencial autoblocantes são dispositivos que:

a) Permitem que as rodas tenham diferenças de rotação entre si ............................................

ˆ

b) Limitam ou impedem a diferença de rotação entre as rodas ................................................

ˆ

c) Permitem travar com mais segurança em curva ...................................................................

ˆ

d) Melhoram a direccionalidade dos veículos............................................................................

ˆ

3. No caso de um veículo circular sobre pisos com condições de aderência diferentes em ambas as rodas, o sistema de diferencial autoblocante permite: a) Transmitir maior força à roda que tem mais aderência ao piso ............................................

ˆ

b) Transmitir a mesma força a ambas as rodas ........................................................................

ˆ

c) Fazer com que o veículo patine mais ....................................................................................

ˆ

d) Tenha tracção em apenas uma roda .....................................................................................

ˆ

4. Para que são necessários os sensores de rotações?

Sistemas de Segurança Activa

S.1

Pós-Teste

a) Para activar as válvulas electromagnéticas...........................................................................

ˆ

b) Para, a partir dos seus impulsos, enviarem informação à UEC do ABS para que esta calcule a velocidade das rodas, a velocidade do veículo e a patinagem ……………………………

ˆ

c) Para accionar o velocímetro no painel de instrumentos ……………………………….………

ˆ

d) Para accionar o conta-rotações no painel de instrumentos ..................................................

ˆ

5. A ficha de ligação da UEC do ABS deve ser desligada sempre que:

a) Nos apeteça ...........................................................................................................................

ˆ

b) Ligamos o equipamento de diagnóstico do ABS ...................................................................

ˆ

c) Nunca .....................................................................................................................................

ˆ

d) Quando efectuamos trabalhos de soldadura por arco eléctrico ............................................

ˆ

6. O sistema ABS está equipado no eixo traseiro com um regulador da pressão de travagem em função da carga? a) A função da regulação da pressão de travagem em função da carga processa-se electronicamente através do EBV pelo que se torna desnecessário um regulador da pressão de travagem …………………………………………………………………………………………………

ˆ

b) Sim .........................................................................................................................................

ˆ

c) Um veículo com ABS não precisa de regulação da pressão de travagem no eixo traseiro.. d) Não, trata-se

de um

regulador da

pressão da

travagem

ˆ

em função da velocidade do

ˆ

veículo ……………………………………………………………………………………………… 7. O travão de escape serve para:

a) Melhorar a potência de travagem ..........................................................................................

S.2

Sistemas de Segurança Activa

ˆ

Pós-Teste

b) Tirar mais rendimento do motor.............................................................................................

ˆ

c) Substituir os sistemas convencionais de travagem ...............................................................

ˆ

d) Melhorar as emissões de gases de escape ..........................................................................

ˆ

8. A função da válvula de etrangulamento constante, normalmente presente nos sistemas de travão de escape, é:

a)Melhorar o rendimento do motor.............................................................................................

ˆ

b) Impedir a saída dos gases de escape ...................................................................................

ˆ

c) Melhorar as emissões dos gases de escape.........................................................................

ˆ

d) Facilitar a descompressão dosificada durante o 3.º e 4.º tempo do motor por forma a aumentar a potência de travagem ........................................................................................................

ˆ

9. A distribuição electrónica da força de travagem (EBV) distribui e regula a pressão de travagem no eixo traseiro. Quando é que o dispositivo de regulação entra em acção?

a) Ao travar, especialmente em curva .......................................................................................

ˆ

b) Quando se verificam diferenças entre a velocidade de rotação das rodas dianteiras e traseiras ....................................................................................................................................................

ˆ

c) Durante uma ligeira travagem, especialemente nas curvas e nocaso de existir uma diferença entre a velocidade de rotação das rodas do eixo dianteiro e as do eixo traseiro......................

ˆ

d) Quando o veículo está parado...............................................................................................

ˆ

Sistemas de Segurança Activa

S.3

Pós-Teste 10. A actuação do sistemas de bloqueio electrónico do diferencial – EDS, dá-se quando: a)Queremos ...............................................................................................................................

ˆ

b)Accionamos os travões...........................................................................................................

ˆ

c) Surge entre as rodas motrizes uma diferença de rotação superior a um determinado valor

ˆ

d) Surge entre as rodas motrizes uma diferença de rotação inferior a um determinado valor..

ˆ

11. O sistema de bloqueio electrónico do diferencial – EDS, funciona para: a)Qualquer velocidade ...............................................................................................................

ˆ

b)Velocidades superiores a 40 Km/h .........................................................................................

ˆ

c) Velocidades de rotações superiores a 1000 r.p.m.................................................................

ˆ

d) Velocidades inferiores a 40 Km/h ..........................................................................................

ˆ

12. O sistema de controlo electrónico da tracção – ETC, actua: a)Ao nível do sistema de ignição, atrasando o ponto de ignição, quando a diferença de rotação entre as rodas ultrapassa um determinado valor.......................................................................

ˆ

b)Ao nível do sistema de injecção, diminuindo o tempo de abertura dos injectores, quando a diferença de rotação entre as rodas ultrapassa um determinado valor.....................................

ˆ

c) Ao nível do sistema de injecção, quando se coloca o veículo em funcionamento................

ˆ

d) Ao nível do sistema de injecção, aumentando o tempo de abertura dos injectore, quando a diferença de rotação entre as rodas ultrapassa um determinado valor.....................................

S.4

Sistemas de Segurança Activa

ˆ

Pós-Teste 13. O ASR intervém quando: a)Queremos ...............................................................................................................................

ˆ

b)A rotação entre qualquer roda é superior a um determinado valor ........................................

ˆ

c) Circulamos sobre um piso com neve .....................................................................................

ˆ

d) Circulamos em curva e o carro tende a sair da frente...........................................................

ˆ

14. Que afirmação está correcta acerca do sistema de segurança ASR? a)Perante um sistema de travagem regulado electronicamente, a força das rodas motrizes deslizantes em aceleraçaõ é reenviada para as rodas com aderência. Os ciclos de regulação realizam-se até aos 40 Km/h ............................................................................................................

ˆ

b)Ao acelerar, evita o deslizamento das rodas motrizes em toda a gama de velocidades, através da redução da potência transmitida pelo motor.........................................................................

ˆ

c) Evita o bloqueio das rodas ao travar......................................................................................

ˆ

d) Nenhuma................................................................................................................................

ˆ

15. A função do MSR – Regulação do binário resistente do motor – consiste em: a)Fazer com que o sistemas ABS actue quando a diferença de rotação entre as rodas motoras é superior a um determinado valor ...............................................................................................

ˆ

b)Controlar a posição do acelerador, actuando num servomotor eléctrico por forma a ajustar em todos os instantes o binário motor adequado às condições de deslocamento do veículo........

ˆ

c) Fazer com que o sistema ABS deixe de actuar quando a diferença de rotação entre as rodas é inferior a um determinado valor ..............................................................................................

ˆ

d) Elevar ligeiramente o binário de rotação do motor, através de uma aceleração moderada, de modo a diminuir a travagem das rodas, aquando de uma desaceleração brusca, e manter a estabilidade de condução .................................................................................................................

Sistemas de Segurança Activa

ˆ

S.5

Pós-Teste 16. A função do EMS – Acelerador Electrónico – consiste em: a)Fazer com que o sistemas ABS actue quando a diferença de rotação entre as rodas motoras é

ˆ

superior a um determinado valor …………………………………………………………….………

b)Controlar a posição do acelerador, actuando num servomotor eléctrico por forma a ajustar em todos os instantes o binário motor adequado às condições de deslocamento do veículo........

ˆ

c) Fazer com que o sistema ABS deixe de actuar quando a diferença de rotação entre as rodas é inferior a um determinado valor ..............................................................................................

ˆ

d) Elevar ligeiramente o binário de rotação do motor, através de uma aceleração moderada, de modo a diminuir a travagem das rodas, aquando de uma desaceleração brusca, e manter a estabilidade de condução .................................................................................................................

ˆ

17. Os sistema passivos de quatro rodas direccionais incorporam: a)Um dispositivo auto-direccional no eixo traseiro que actua em função do vento, das condições do piso e sempre que o condutor pretenda ...........................…………………………………….

ˆ

b)Um dispositivo auto-direccional no eixo traseiro que actua em função do efeito de rotação das rodas e do deslocamento da carroçaria ……………………………………………………………..

ˆ

c) Um dispositivo auto-direccional no eixo traseiro que actua em função do movimento lateral das rodas directrizes dianteiras .................................................................................................

ˆ

d) Um dispositivo auto-direccional no eixo dianteiro que actua em função do efeito de rotação das rodas traseiras e do deslocamento da carroçaria ...............................................................

S.6

Sistemas de Segurança Activa

ˆ

Pós-Teste 18. Os sistemas activos de quatro rodas direccionais incorporam: a)Um dispositivo auto-direccional no eixo traseiro que actua em função do vento, das condições do piso e sempre que o condutor pretenda ...............................................................................

ˆ

b)Um dispositivo auto-direccional no eixo traseiro que actua em função do efeito de rotação das rodas e do deslocamento da carroçaria.....................................................................................

ˆ

c) Um dispositivo auto-direccional no eixo traseiro que actua em função do efeito de rotação das rodas traseiras e do deslocamento da carroçaria......................................................................

ˆ

d) Um dispositivo auto-direccional no eixo dianteiro que actua em função do efeito de rotação

ˆ

das rodas traseiras e do deslocamento da carroçaria ............................................................

19. Os componentes principais de um sistema de direcção com assistência variável são: a)Unidade electrónica de comando, válvula eléctrica e caixa de direcção ...............................

ˆ

b)Painel de instrumentos, unidade electrónica de comando e cremalheira ..............................

ˆ

c) Unidade electrónica de comando, barra de direcção e válvula eléctrica...............................

ˆ

d) Caixa de direcção, bomba hidráulica e unidade electrónica de comando ............................

ˆ

20. O ESP actua ao nível do: a)Comportamento dinâmico longitudinal do veículo ..................................................................

ˆ

b)Comportamento dinâmico transversal do veículo...................................................................

ˆ

c) Comportamento do condutor quando estaciona....................................................................

ˆ

d) Comportamento do veículo após acidente ............................................................................

ˆ

Sistemas de Segurança Activa

S.7

Pós-Teste 21. O ESP funciona para: a)Velocidades inferiores a 40 Km/h, estabilizando o veículo durante sobreviragens ...............

ˆ

b)Velocidades superiores a 40 Km/h, estabilizando o veículo durnte subviragens...................

ˆ

c) Velocidades inferiores a 40 Km/h, estabilizando o veículo durante subviragens..................

ˆ

d) Todas as velocidades, estabilizando o veículo durante sobreviragens e subviragens .........

ˆ

22. As lâmpadas de xénon são: a)Mais duráveis, consomem menos energia e mais intensas do que as lâmpadas de halogéneo ....................................................................................................................................................

ˆ

b)Mais duráveis, consomem mais energia e são mais intensas do que as lâmpadas de halogéneo..............................................................................................................................................

ˆ

c) Muito caras e pouco fiáveis....................................................................................................

ˆ

d) Baratas, fiáveis mas consomem muita energia .....................................................................

ˆ

23. Os componentes principais de um sistema de regulação automática da altura dos faróis são: a)Sensor de altura dianteiro, unidade electrónica de comando, sensor de velocidade do veículo e motor de ajuste........................................................................................................................

ˆ

b)Sensor de altura dianteiro, sensor de altura traseiro, unidade electrónica de comando e motor de ajuste.....................................................................................................................................

ˆ

c) Sensor de altura dianteiro, foto-sensor, sensor de altura velocidade do veículo e motor de ajuste..........................................................................................................................................

ˆ

d) Sensor de altura dianteiro, unidade electrónica de comando, foto-sensor e motor de ajuste

S.8

Sistemas de Segurança Activa

ˆ

Pós-Teste 24. Os componentes principais de um sistema detector de chuva são: a)Escovas e motor limpa-vidros.................................................................................................

ˆ

b)Escovas e pára-brisas especiais ............................................................................................

ˆ

c) Sensor e unidade electrónica de comando............................................................................

ˆ

d) Sensor e escovas limpa-vidros ..............................................................................................

ˆ

25. Os componentes principais do espelho retrovisor com anti-encadeamento automático são: a)Unidade de comando, Gel electroquímico e motor de ajuste.................................................

ˆ

b)Motor de ajuste, Gel electroquímico e foto-sensores .............................................................

ˆ

c) Unidade de comando, 2 foto-sensores e Gel electroquímico................................................

ˆ

d) Unidade de comando, 1 foto-sensor e Gel electroquímico ...................................................

ˆ

26. Os componentes principais de um detector de sonolência são: a)Sensor de distenção muscular, sensor de velocidade e unidade electrónica de comando ...

ˆ

b)Unidade electrónica de comando, sensor de distênção muscular e bobine ..........................

ˆ

c) Unidade electrónica de comando, buzina e sensor de distenção muscular..........................

ˆ

d) Unidade electrónica de comando, sensor de distenção muscular e relé de comando .........

ˆ

Sistemas de Segurança Activa

S.9

Corrigenda e Tabela de Cotação do Pós-Teste

CORRIGENDA E TABELA DE COTAÇÃO DO PÓS-TESTE

S.10

N.º DA QUESTÃO

RESPOSTA CORRECTA

COTAÇÃO

1

d

0,5

2

b

0,5

3

a

1

4

b

1

5

d

1

6

a

1

7

a

0,5

8

d

0,5

9

c

1

10

c

1

11

d

1

12

b

1

13

b

1

14

b

1

15

d

1

16

b

0,5

17

b

0,5

18

c

0,5

19

a

1

20

b

1

21

d

0,5

22

a

0,5

23

b

0,5

24

c

0,5

25

c

0,5

26

d

0,5

TOTAL

20

Sistemas de Segurança Activa

Exercícios Práticos

EXERCÍCIOS PRÁTICOS Exemplos de exercícios práticos a desenvolver no seu posto de trabalho e de acordo com a matéria constante no presente módulo.

EXERCÍCIO N.º 1 - DIAGNÓSTICO BÁSICO A UM SISTEMA ABS UTILIZANDO UM OSCILOSCÓPIO

- CONTROLAR O ESTADO DOS SENSORES DE ROTAÇÃO RECORRENDO A UM OSCILOSCÓPIO, REALIZANDO AS TAREFAS INDICADAS EM SEGUIDA, TENDO EM CONTA OS CUIDADOS DE HIGIENE E SEGURANÇA.

EQUIPAMENTO NECESSÁRIO - 1 VEÍCULO EQUIPADO COM SISTEMA ABS - 1 ELEVADOR - 1 OSCILOSCÓPIO - MANUAL DO FABRICANTE DO VEÍCULO

TAREFAS A EXECUTAR 1 – DESCONECTE A FICHA DE LIGAÇÃO DO SENSOR EM TESTE. 2 – LIGUE AS PONTAS DE PROVA DO OSCILOSCÓPIO AOS TERMINAIS DO SENSOR E FAÇA GIRAR A RODA. 3 – ANALISE A FORMA DE ONDA DA TENSÃO DE SAÍDA DE CADA UM DOS SENSORES. 4 – INTERPRETE A FORMA DE ONDA DA TENSÃO DE SAÍDA DE CADA UM DOS SENSORES E ACTUE DE ACORDO COM A TABELA SEGUINTE.

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A.1

Exercícios Práticos

OCORRÊNCIA

A amplitude da onda é demasiado pequena ou não aparece

A amplitude da onda é demasiado variável (Contudo, se a amplitude mais pequena é superior a 100 mV não há problema)

Ruído ou interferência no padrão da onda (forma de onda instável)

A.2

CAUSA

SOLUÇÃO

O sensor de velocidade da roda está em mau estado

Substituir o sensor

A distância entre a roda dentada e o sensor não é correcta

Ajustar a distância (habitualmente: 0,2–1,1 mm)

Movimento excêntrico do cubo da roda

Substituir o cubo

Folga nos rolamentos da roda demasiado grande

Substituir o rolamento da roda

Cablagem do sensor partida

Substituir o sensor

Fio condutor partido

Reparar a cablagem

Sensor de velocidade da roda mal instalado

Instalar correctamente o sensor

Dentes da roda dentada partidos ou danificados

Substituir a roda dentada

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Exercícios Práticos

EXERCÍCIO N.º 2 - DIAGNÓSTICO BÁSICO A UM SISTEMA ABS UTILIZANDO UM MULTÍMETRO

- CONTROLAR O ESTADO DOS SENSORES DE ROTAÇÃO RECORRENDO A UM MULTÍMETRO, REALIZANDO AS TAREFAS INDICADAS EM SEGUIDA, TENDO EM CONTA OS CUIDADOS DE HIGIENE E SEGURANÇA.

EQUIPAMENTO NECESSÁRIO -

1 VEÍCULO EQUIPADO COM SISTEMA ABS

-

1 ELEVADOR

-

1 MULTÍMETRO

-

MANUAL DO FABRICANTE DO VEÍCULO

TAREFAS A EXECUTAR 1 - DESCONECTE A FICHA DE LIGAÇÃO DO SENSOR EM TESTE. 2 - COM UM VOLTÍMETRO, LIGUE AS PONTAS DE PROVA AOS TERMINAIS DO SENSOR E FAÇA GIRAR A RODA. 3 - LEIA OS VALORES E COMPARE-OS COM OS VALORES DOS FABRICANTES. SE NÃO TIVER ESSES VALORES, COMO DEVE TESTAR TODOS OS SENSORES, E UMA VEZ QUE TODOS ELES NÃO ESTARÃO AVARIADOS, FACILMENTE DESCOBRIRÁ O POSSÍVEL SENSOR AVARIADO. 4 - COM UM OHMÍMETRO, MEDIR A RESISTÊNCIA DOS SENSORES (HABITUALMENTE NA GAMA DE 0,8 A 1,2 kΩ), UTILIZANDO O MESMO PROCEDIMENTO DESCRITO EM (1 E 2). 5 - VERIFIQUE SE OS SENSORES TÊM LIGAÇÃO À MASSA – POR EXEMPLO COM UMA PONTA DE PROVA NO SENSOR E A OUTRA NO NEGATIVO DA BATERIA. 6 - SUBSTITUA OS SENSORES QUE ESTIVEREM DANIFICADOS.

Sistemas de Segurança Activa

A.3

Guia de Avaliação dos Exercícios Práticos

GUIA DE AVALIAÇÃO DOS EXERCÍCIOS PRÁTICOS

EXERCÍCIO PRÁTICO N.º 1: DIAGNÓSTICO BÁSICO A UM SISTEMA ABS UTILIZANDO UM OSCILOSCÓPIO

NÍVEL DE EXECUÇÃO

TAREFAS A EXECUTAR

GUIA DE AVALIAÇÃO

1. Desconecte a ficha de ligação do sensor em teste.

3

1. Ligue as pontas de prova do osciloscópio aos terminais do sensor e faça girar a roda.

3

3. Analise a forma de onda da tensão de saída de cada um dos sensores.

4

4. Interprete a forma de onda da tensão de saída de cada um dos sensores e actue de acordo com o quadro.

10

CLASSIFICAÇÃO

20

A.4

Sistemas de Segurança Activa

Guia de Avaliação dos Exercícios Práticos

EXERCÍCIO PRÁTICO N.º 2: DIAGNÓSTICO BÁSICO A UM SISTEMA ABS UTILIZANDO UM MULTÍMETRO

NÍVEL DE EXECUÇÃO

TAREFAS A EXECUTAR

GUIA DE AVALIAÇÃO

1. Desconecte a ficha de ligação do sensor em teste.

3

1. Com um voltímetro, ligue as pontas de prova aos terminais do sensor e faça girar a roda.

3

1. Leia os valores e compare-os com os valores dos fabricantes. Se não tiver esses valores, como deve testar todos os sensores, e uma vez que todos eles não estarão avariados, facilmente descobrirá o possível sensor avariado.

4

1. Com um ohmímetro, meça a resistência dos sensores (habitualmente na gama 0,8 - 1,2 kW), utilizando o mesmo procedimento descrito em (1 e 2).

4

1. Verifique se os sensores têm ligação à massa – por exemplo com uma ponta de prova no sensor e a outra no negativo da bateria.

4

6. Substitua os sensores que estiverem danificados.

2

CLASSIFICAÇÃO

Sistemas de Segurança Activa

20

A.5