Sensor de Detonação: detone suas dúvidas

Tudo sobre o Sensor de Detonação

Fixado no bloco do motor, o sensor de detonação – KS (Knock Sensor) é o componente responsável por identificar combustões anormais e irregulares nas diversas condições de funcionamento do motor.
Acompanhe o texto e fique por dentro dos testes e particularidades do sensor de detonação – KS!

Neste post você vai ver:

• O que é detonação?
• O que é pré-ignição?
• Qual a função do sensor de detonação – KS?
  • Dicas rápidas
• Como testar o sensor de detonação- KS?
  • Teste com osciloscópio
• VÍDEO
• Códigos de falha que podem estar relacionados ao sensor de detonação – KS

Primeiramente, iremos falar um pouco sobre o que é detonação e pré-ignição no motor.

O que é detonação?

O fenômeno denominado detonação (ou autoignição), consiste na queima de forma espontânea de uma parcela da mistura ar-combustível, ou seja, sem a ação da centelha da vela de ignição.

Assim, estas explosões indesejadas são causadas pela elevação brusca da pressão e temperatura na câmara de combustão e podem gerar uma frente de chama que se choca com a frente de chama da combustão principal do motor.

Além disso, o resultado deste incidente é a detonação que fica caracterizada pelo som metálico, também conhecido como “batida de pino” ou “motor grilando“.

Estas explosões descontroladas geram forças que, ao invés de serem úteis para o funcionamento do motor, podem danificar componentes importantes como, por exemplo, a cabeça do pistão.

Sendo assim, existem algumas causas principais que podem provocar o fenômeno da detonação. São elas:

• Combustível de má qualidade (baixa octanagem);
• Taxa de compressão elevada;
• Carbonização na câmara de combustão;
• Superaquecimento do motor;
• Vela de grau térmico inadequado (quente);
• Ponto de ignição adiantado;
• Mistura ar-combustível pobre;
• Falha no reconhecimento do combustível – A/F incorreto (veículos Flex).

A animação acima ilustra o momento em que ocorre a queima espontânea (ou autoignição) de uma parcela da mistura ar-combustível. Nesse instante são geradas forças contrárias à combustão principal.

Além disso, quando ocorre o fenômeno de detonação, restos de carvão podem ficar flutuando na atmosfera do cilindro que podem inflamar e ocasionar a pré-ignição da mistura.

O que é pré-ignição?

Não confunda detonação com pré-ignição.

Definida como a inflamação da mistura ar-combustível antes da centelha da vela, a pré-ignição está diretamente relacionada com a temperatura da câmara de combustão.

É uma ignição antecipada proveniente de outra fonte de calor, diferente da centelha da vela, que se opõe ao movimento de subida do pistão na fase de compressão. Dessa forma, por ser uma “pancada” na cabeça do pistão, pode causar sérios danos aos componentes.

Assim, a pré-ignição pode ser causada, por exemplo, pelo excesso de resíduos (carvão) nos cilindros que podem ficar incandescentes e inflamar antecipadamente a mistura. Partes da câmara de combustão superaquecidas também podem causar a pré-ignição da mistura.

Porém, um fato interessante sobre a pré-ignição é que este fenômeno nem sempre é audível e você pode não escutar quando no motor está tendo a pré-ignição da mistura. Por esse fato, a pré-ignição é um fenômeno traiçoeiro e pode ser que você se dê conta da existência depois que danos irreparáveis já tenham ocorrido no motor.

Qual a função do sensor de detonação – KS?

Conforme as explicações acima, as combustões anormais que elevam a temperatura e a pressão na câmara de combustão podem provocar perdas indesejáveis de energia que seriam úteis à eficiência do motor. Esforços são empregados pelas montadoras para que estes fenômenos sejam diminuídos ao máximo nos motores a combustão interna.

Sendo assim, é no combate a esses fenômenos que o sensor de detonação – KS atua. Ele é o componente responsável por identificar detonação e pré-ignição nas diversas condições de funcionamento do motor.

Os sensores de detonação mais comumente utilizados nos motores a combustão interna são fabricados com um material que tem a característica de gerar tensão de corrente alternada (VAC) a partir da captação dos ruídos do motor. Sendo assim, a tensão gerada pelo sensor tem intensidade e frequência proporcionais a esses ruídos. Esse material é chamado de cristal piezoelétrico.

Logo, quando as combustões anormais são captadas pelo sensor, de acordo com a característica dos cristais piezoelétricos, uma tensão de corrente alternada anormal pode ser gerada nos terminais do sensor e lida pela UCE do motor.

A partir da leitura e da interpretação do sinal enviado pelo sensor, a UCE calcula o atraso do ponto de ignição necessário para que esse fenômeno seja diminuído ao máximo. Em outras palavras, a UCE atrasa a centelha da vela de ignição com o objetivo de diminuir a temperatura da câmara de combustão.

Vale ressaltar que a programação da central (UCE) tem como objetivo otimizar o ponto de ignição para que o motor opere com o máximo de potência e economia atrelado a mínima emissão de poluentes.

Sensor de detonação nos veículos FLEX

Nos veículos flexíveis (FLEX), por operarem com curvas de avanço de ignição distintas, o papel do sensor de detonação é de suma importância para o ajuste do mapa de ignição nas mais diversas condições de funcionamento do motor.

O ponto de ignição ideal de um veículo abastecido apenas com gasolina geralmente não é o mesmo de um veículo abastecido apenas por etanol, e vice e versa. O mesmo raciocínio é válido quando o veículo está abastecido com os dois tipos de combustível. Destaca-se a importância do sensor de detonação na identificação de combustões mal sucedidas.

Se o mapa de ignição calculado pela UCE estiver inadequado, e ocorrer detonação e/ou pré-ignição, o sensor de detonação informará a existência destes fenômenos à UCE. Nesse caso, a UCE fará o ajuste do ponto de ignição até que esses fenômenos possam ser reduzidos ao máximo ou até extintos.

Existem veículos com um ou mais sensores de detonação fixados ao bloco do motor.

Dicas rápidas

Além disso, trouxemos algumas dicas que podem ajudar em seus diagnósticos quando houver suspeita de que algum sintoma de defeito no motor possa estar atrelado ao mau funcionamento do sensor de detonação – KS, são elas:

• Ressecamento do chicote do sensor: por estar fixado no bloco do motor, onde as temperaturas são naturalmente mais elevadas, o ressecamento do chicote do sensor pode ocorrer. Portanto, fique atento, pode ser uma das causas de defeito no sensor;
• Torque irregular na fixação do sensor: importantíssimo para o correto funcionamento do sensor, o torque aplicado no aperto do parafuso de fixação do sensor precisa estar dentro de uma determinada especificação para que defeitos gerados por falta de aperto (ex: trepidações) ou por aperto excessivo não ocorram. Portanto, apertos irregulares podem alterar o sinal enviado à UCE. Fique atento às especificações;
• Oxidação entre a face do sensor e o bloco do motor: é comum ocorrer a oxidação entre a face do sensor de detonação e o bloco do motor. Então, isso pode gerar alterações no sinal enviado à UCE.

• Vibrações por suportes soltos: por ser um componente extremamente sensível, vibrações provenientes de um algum suporte solto no motor podem ser captadas pelo sensor e interpretadas pela UCE como “batidas de pino”;
• Folga excessiva nas válvulas: em motores com tucho mecânico, o ruído proveniente do excesso de folga nas válvulas pode também ser interpretado pelo sensor como ruídos do motor.

Como testar o sensor de detonação – KS?

Como exemplo, trouxemos o esquema elétrico do sensor de detonação do Jeep Compass 2.0 16V Tigershark Flex 159/166cv, um material exclusivo da Plataforma Doutor-IE.

Se você ainda não é assinante da Plataforma Doutor-IE, não perca tempo! Faça agora o Test Drive e conheça esta ferramenta indispensável na sua oficina.

Assim, seguindo o manual de diagramas elétricos e pontos de aterramento Doutor-IE, os terminais 14 e 38 do conector B da UCE do motor fazem conexão com o sensor de detonação.

Teste com osciloscópio

A melhor forma de realizar o teste de funcionamento do sensor de detonação é com o auxílio de um osciloscópio.

Sendo assim, uma das formas de realizar o teste é conectar um osciloscópio aos terminais do sensor de detonação e bater moderadamente no sensor com um objeto metálico. Logo, se o sensor estiver em boas condições, você verificará o surgimento de uma tensão de corrente alternada com frequência e amplitude proporcionais às batidas.

Porém, a situação ideal é realizar a coleta do sinal do sensor com o motor em funcionamento. Dessa forma será possível identificar a resposta do sensor às combustões que estão ocorrendo no momento do teste.

O oscilograma a seguir é do Hyundai HB20 1.0 12V TGDI Flex 120/120cv e foi coletado em uma de nossas pesquisas de campo, com o motor em temperatura operacional e em marcha-lenta.

Acesse nosso post sobre a importância de ter um Osciloscópio Automotivo na sua oficina!

VÍDEO

Como complemento, trazemos para você um vídeo da série Doutor-IE em Campo, do nosso canal do Youtube. Vale muito a pena você conferir a série!

Assim, no vídeo sobre o Sensor de Detonação – KS o CEO da Doutor-IE, Válter Ravagnani, fala sobre testes e particularidades do sensor, com o exemplo de um Nissan March 1.0 12V CVVTCS Flex 77/77cv (HR10DE) – 2016.

Códigos de falha que podem estar relacionados ao sensor de detonação – KS

Dessa forma, quando a UCE identifica um comportamento irregular através do sinal enviado pelo sensor, códigos de falha são gravados em sua memória. A seguir, separamos os códigos de falha OBD genéricos que podem estar relacionados com o sensor de detonação – KS:

Códigos P0XXX

• P0324: Falha no Sistema de Controle da Detonação;
• P0325: Falha no Circuito Elétrico do Sensor “A” de Detonação (KS);
• P0326: Falha no Circuito Elétrico do Sensor “A” de Detonação (KS) – Problema de faixa / funcionamento;
• P0327: Falha no Circuito Elétrico do Sensor “A” de Detonação (KS) – Sinal de entrada baixo;
• P0328: Falha no Circuito Elétrico do Sensor “A” de Detonação (KS) – Sinal de entrada alto;
• P0329: Falha no Circuito Elétrico do Sensor “A” de Detonação (KS) – Circuito intermitente;
• P0330: Falha no Circuito Elétrico do Sensor “B” de Detonação (KS);
• P0331: Falha no Circuito Elétrico do Sensor “B” de Detonação (KS) – Problema de faixa / funcionamento;
• P0332: Falha no Circuito Elétrico do Sensor “B” de Detonação (KS – Sinal de entrada baixo;
• P0333: Falha no Circuito Elétrico do Sensor “B” de Detonação (KS) – Sinal de entrada alto;
• P0334: Falha no Circuito Elétrico do Sensor “B” de Detonação (KS) – Circuito intermitente;
• P032A: Falha no Circuito Elétrico do Sensor “C” de Detonação (KS);
• P032B: Falha no Circuito Elétrico do Sensor “C” de Detonação (KS) – Problema de faixa / funcionamento;
• P032C: Falha no Circuito Elétrico do Sensor “C” de Detonação (KS) – Sinal de entrada baixo;
• P032D: Falha no Circuito Elétrico do Sensor “C” de Detonação (KS) – Sinal de entrada alto;
• P032E: Falha no Circuito Elétrico do Sensor “C” de Detonação (KS) – Circuito intermitente;
• P033A: Falha no Circuito Elétrico do Sensor “D” de Detonação (KS);
• P033B: Falha no Circuito Elétrico do Sensor “D” de Detonação (KS) – Problema de faixa / funcionamento;
• P033C: Falha no Circuito Elétrico do Sensor “D” de Detonação (KS) – Sinal de entrada baixo;
• P033D: Falha no Circuito Elétrico do Sensor “D” de Detonação (KS) – Sinal de entrada alto;
• P033E: Falha no Circuito Elétrico do Sensor “D” de Detonação (KS) – Problema de faixa / funcionamento;

Códigos P2XXX

• P2336: Limite de Vibrações Excedido no Cilindro 1;
• P2337: Limite de Vibrações Excedido no Cilindro 2;
• P2338: Limite de Vibrações Excedido no Cilindro 3;
• P2339: Limite de Vibrações Excedido no Cilindro 4;
• P2340: Limite de Vibrações Excedido no Cilindro 5;
• P2341: Limite de Vibrações Excedido no Cilindro 6;
• P2342: Limite de Vibrações Excedido no Cilindro 7;
• P2343: Limite de Vibrações Excedido no Cilindro 8;
• P2344: Limite de Vibrações Excedido no Cilindro 9;
• P2345: Limite de Vibrações Excedido no Cilindro 10;
• P2346: Limite de Vibrações Excedido no Cilindro 11;
• P2347: Limite de Vibrações Excedido no Cilindro 12.

Veja em outro post como interpretar os códigos de falhas.