INJEÇÃOELETRÔNICA

SUMÁRIO

6 - Sistema de Ignição ...................................................................................................... 100 8.2 - Recirculação dos gases do cárter ....................................................................... 128 8.3 - Conversor Catalítico (Catalisador) ................................................................... 129 8.4 - Controle de emissões evaporativas .................................................................... 131

1- CarburaçãoO carburador (Fig. 1.1) é um dispositivo mecânico responsável pela formação da mistura de ar e combustível que será fornecida e queimada pelo motor em seus diversos regimes de funcionamento. O funcionamento do carburador é baseado na mecânica dos fluidos: o ar (J) aspirado pelos pistões passa pelo difusor (D) (uma região onde ocorre um estreitamento da passagem), arrastando consigo o combustível, por meio do pulverizador (B), que estava previamente armazenado na cuba (C). Com isso, a bóia acompanha essa redução de nível, e por meio de uma ligação mecânica, faz abrir proporcionalmente a válvula estilete (H) que controla a entrada de gasolina na cuba.

Fig. 1.1 – Carburador.

O motor em regime de marcha lenta tem parte do ar se deslocando via parafuso de agulha de marcha lenta (K ). Esse parafuso pode ser regulado manualmente, dando maior ou menor passagem de ar, determinando um equilíbrio de funcionamento do motor.Ao acionar o acelerador, o condutor movimenta uma válvula, denominada válvula borboleta ( A ), que dá maior passagem ao ar atmosférico aspirado pelo motor. Esse artifício define a potência ou o torque que se deseja do motor naquele momento.Muito embora bastante semelhantes no funcionamento e sistemas existentes, os carburadores podem ser convencionais ou com monitoramento eletrônico.

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1.1. - Carburador convencionalPara fornecer a mistura ar combustível adequada, um motor carburado pode possuir um ou mais carburadores, sendo a primeira condição mais comum. Os motores equipados com mais de um carburador possuem o ajuste e acionamento comum, de forma que não existam diferenças na mistura fornecida a cada um de seus cilindros.Os carburadores situam-se entre o sistema de admissão de ar e o coletor de admissão do motor. Conectados a ele estão à mangueira de ar, oriundo do filtro de ar, os cabos do acelerador e afogador e as tubulações de fornecimento e retorno de combustível, além de algumas conexões elétricas e tubulações de vácuo da depressão do coletor, em determinados modelos.O carburador possui diversos sistemas, cada um responsável por uma determinada situação de operação do motor. Descreveremos aqui um carburador como exemplo, cabendo ressaltar que alguns desses sistemas poderão não estar presentes em todos os carburadores.

Fig. 1.1– Carburador.

1.1a - Sistema de nível constanteO carburador possui em sua parte inferior um reservatório denominado cuba. A cuba funciona como um reservatório de combustível liquido ( Gasolina, álcool, e.t.c. ) e possui uma bóia para manter sempre o mesmo nível.A bóia é conectada a uma válvula estilete, denominada válvula de agulha, que veda a passagem da gasolina oriunda da bomba de combustível. Dessa forma o conjunto mantém o nível de combustível constante na cuba. Caso o nível fique abaixo do ideal, faltará combustível durante acelerações fortes, fazendo com que o motor falhe nessas situações. Excesso de combustível na cuba ocasionará afogamento do motor e por vezes vazamento através da mangueira de suspiro.

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Fig. 1.1a – Sistema de nível constante

Para garantir o correto funcionamento do sistema a bóia tem que flutuar perfeitamente com a altura corretamente regulada e a válvula de agulha deve estar funcionando perfeitamente, com uma vedação perfeita em sua sede.Os motores a gasolina geralmente possuem retorno de combustível para o tanque com o intuito de resfriar o combustível, aliviar a pressão na válvula de agulha e eliminar bolhas. Os motores a álcool não possuem retorno de combustível.

1.1b - Sistema de marcha lentaA rotação de marcha lenta de um motor corresponde à mínima rotação estabelecida para o seu funcionamento. Durante a marcha lenta o motor geralmente fica submetido a pouco ou nenhuma carga, gastando energia exclusivamente para manter o seu próprio funcionamento. O fabricante estabelece o valor dessa rotação buscando atender a alguns requisitos básicos:

• Menor consumo de combustível possível;• Baixa emissão de poluentes;• Suavidade no funcionamento do motor;• Pressão de óleo suficiente para lubrificação adequada;• Vazão de água adequada à refrigeração do motor;• Correto funcionamento de sistemas acoplados, como ar condicionado e

transmissão automática;

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• Correta operação do sistema elétrico, com o alternador fornecendo uma corrente elétrica capaz de manter os consumidores eletro eletrônicos operando com uma garantia extra para a carga da bateria.

No trânsito urbano, um veículo permanece uma parcela do tempo considerável em marcha lenta, e todos esses fatores têm que ser de alguma forma atendido. Procura-se, então, estabelecer uma rotação mínima possível de atender a esses requisitos de funcionamento.Um motor naval de grande porte pode ter sua marcha lenta fixada em 200 rpm, enquanto que o motor dois tempos de uma motocicleta pode girar a 1.800 rpm em marcha lenta, tudo dependendo da aplicação, porte e projeto do motor.

Fig. 1.1b – Sistema de marcha lenta 1

O sistema de marcha lenta de um carburador é composto basicamente por um pulverizador de ar e um pulverizador de combustível. O combustível é dosado pelo calibre pulverizador da marcha lenta. Nesse ponto a mistura é formada com a adição de ar proveniente do calibre fixo de marcha lenta.Para que a mistura não fique rica em demasia, trazendo problemas de emissões, uma quantidade de ar adicional é fornecida no fluxo principal do primeiro estágio, sendo que a regulagem da mistura da marcha lenta pode ser efetuada através de um parafuso, com influência direta nas emissões de monóxido de carbono (CO).

1.1c - Sistema principal – 1º estágio

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O fornecimento de combustível nesse estágio depende da quantidade de ar que passa no difusor, que por sua vez depende da abertura da borboleta do acelerador. O fluxo de ar arrasta o combustível proveniente do calibre do pulverizador principal do 1º estágio.

Fig. 1.1c – Sistema do primeiro estágio 2

1.1d - Sistema principal – 2º estágioAlguns carburadores possuem dois circuitos de marcha colocados lado a lado, cada um com o próprio difusor, pulverizador principal e borboleta. O segundo estágio tem o papel de superalimentador, de forma a fornecer uma mistura adequada a altos regimes de funcionamento do motor.

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Fig. 1.1d – Sistema do segundo estágio 3

O segundo estágio pode ser de acionamento a vácuo ou mecanicamente, sendo o primeiro tipo mais comum.Nesse, à medida que a depressão fica mais forte, a borboleta do segundo estágio começa progressivamente a abrir. Desse modo, a abertura do estágio não está condicionada apenas à rotação, tornando-se dependente também da carga do motor.Quando o segundo estágio é acionado mecanicamente, um conjunto de alavancas provoca a abertura de sua borboleta a partir de determinado ângulo de abertura da borboleta do primeiro estágio.1.1e - Bomba de aceleraçãoFornece uma quantidade adicional de combustível ao motor quando se acelera rapidamente. O sistema possui um pequeno reservatório sob um diafragma que descarrega o combustível em aberturas rápidas da borboleta do acelerador.O combustível é recalcado através do tubo injetor. Quando se desacelera, combustível oriundo da cuba recarrega a bomba de aceleração.Alguns motores à álcool possuem uma válvula eletromagnética acionada por um interruptor térmico. Essa válvula limita o volume injetado pela bomba de aceleração quando o motor está aquecido, ajudando a controlar as emissões. Quando o motor está frio a injeção adicional de combustível é maior, garantindo um arranque sem falhas.

3 Ilustração de Carburador TLDE – Treinamento de Assistência Técnica Volkswagen

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Fig. 1.1e – Bomba de aceleração rápida 4

1.1g - Sistema de afogadorTambém denominado abafador, proporciona um enriquecimento da mistura, especialmente útil para a partida a frio. É composto por:

• Dispositivo de acionamento - pode ser mecânico (através de cabos e articulações e por intermédio do motorista) ou automático;

• Borboleta do afogador – reduz a entrada de ar no carburador, forçando o motor a aspirar uma quantidade maior de combustível, e por conseqüência tornando a mistura mais rica. A borboleta do afogador fica situada pouco antes da borboleta do acelerador.

Fig. 1.1f – Sistema afogador / desafogador 1

4 Ilustração de Carburador TLDE – Treinamento de Assistência Técnica Volkswagen1 Ilustração de Carburador TLDE – Treinamento de Assistência Técnica Volkswagen

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Quando o afogador é acionado, fecha-se a borboleta do afogador ao mesmo tempo em que se abre ligeiramente a do acelerador. Durante as primeiras voltas do motor uma mistura bastante enriquecida é admitida pelo motor.Para evitar que o motor se afogue, um dispositivo pneumático abre ligeiramente a borboleta do afogador tão logo o motor funcione e a depressão no coletor consiga acionar o dispositivo.

1.1h – Fechamento gradual da borboleta - Dash potAo fechar rapidamente a borboleta de aceleração com o motor em funcionamento, hidrocarbonetos (HC) não queimados são emitidos na atmosfera.Para evitar que isso ocorra, o fechamento da borboleta é gradual. Para essa tarefa um atuador pneumático é conectado à borboleta de forma a suavizar o retorno, garantindo um fornecimento de ar para queimar o combustível que foi admitido pelo carburador.Essa estratégia, também denominada de dash pot, garante também a correta operação do catalisador, evitando que este funcione com misturas ricas que poderiam vir a comprometer a sua vida útil.

Fig. 1.1h – Fechamento gradual da borboleta - Dash pot 1

1.2 - Carburador eletrônicoO carburador eletrônico foi utilizado pouco antes da transição completa para a injeção eletrônica. Trata-se de um carburador convencional equipado com atuadores para controle do afogador e da rotação de marcha lenta.O carburador eletrônico consegue um regime mais constante de funcionamento, melhorando a dirigibilidade e protegendo o catalisador, evitando o acionamento desnecessário do afogador.Uma central eletrônica de controle controla a marcha lenta, ao passo que um elemento bi metálico que, expandindo com a elevação da temperatura do

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líquido de arrefecimento do motor, modifica a posição da borboleta do afogador. O afogador, portanto, é automático.

Fig. 1.2 – Carburador eletrônico 1

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2 - Controle eletrônico em motor de ignição por centelhaO Motor de combustão interna é uma máquina térmica que para funcionar necessita de Oxigênio, combustível e calor. O Ar é o fornecedor natural de oxigênio, o combustível vem do tanque e o calor é gerado através de centelhas elétricas nas velas de ignição.Portanto para que o motor funcione, é necessário o fornecimento destes três elementos na quantidade e no momento correto. Essa tarefa até pouco tempo era desempenhada mecanicamente, através do carburador, que dosava a mistura ar e combustível em função dos diversos regimes de funcionamento do motor. O sistema de ignição composto por velas, cabos, distribuidor e bobina de ignição era o responsável pela ocorrência de centelhas elétricas para queima da mistura formada pelo carburador.O controle eletrônico de motores surgiu para substituir esse conjunto, dosando, com maior precisão, a mistura ar combustível e determinando o centelhamento nas velas de forma mais eficiente.

2 . 1 - Objetivos do controle eletrônico do motorO gerenciamento eletrônico dos motores surgiu da necessidade de se produzir motores que poluíssem cada vez menos, imposição de severas leis de proteção ambiental em todo o mundo.Aliado à questão ambiental, a maior precisão na formação da mistura ar combustível e no controle da ignição trouxe outras vantagens :• Melhor rendimento;• Menor consumo de combustível;• Maior confiabilidade;• Menor necessidade de manutenção;• Partidas mais fáceis a qualquer temperatura.• Menor emissões • Melhor dirigibilidade

2.2- Constituição do sistemaO sistema é constituído principalmente por uma central de controle eletrônico, tem a função de acionar e alimentar eletricamente todos os componentes do sistema de injeção / ignição, por vários sensores, que geram os sinais de entrada que monitoram constantemente as condições do motor e a rotação e carga a que ele está submetido, e atuadores ( que executam as “ordens” do módulo de controle).Essas informações chegam a central de controle eletrônico do motor, que calculará a quantidade de combustível que deve ser injetado junto com o ar para que se forme uma mistura ideal para cada regime de funcionamento do motor. A central determinará também o momento ideal de centelhamento nas velas. Todas os cálculos e decisões da central são executados por intermédio dos atuadores, que são comandados eletricamente. Todo esse controle visa o melhor rendimento possível, dentro das emissões de gases poluentes permitidos por lei e mantendo o consumo contido. Atualmente todos os automóveis a álcool ou gasolina comercializados no Brasil são equipados com injeção eletrônica de combustível. As motocicletas de grande porte também vêem sendo equipadas com o sistema

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Fig. 2.1 –Constituição do sistema.

2.2.1 - Central de Controle Eletrônico do sistemaA central de controle eletrônico do motor é o “cérebro” do sistema – Fig. 11.38. Esta central, também denominada centralina da injeção, monitora constantemente os dados recebidos dos vários sensores e controles. As informações são utilizadas para controlar o funcionamento do motor, controle de combustível, ponto da ignição, rotação da marcha lenta, operação do condicionador de ar, dentre outras.

Fig. 2.2.1 - A central eletrônica é o cérebro de todo o sistema

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• Composição interna da central.

Fig.– Exemplo esquemático de uma central

• Memória Existem quatro tipos de memória armazenadas no interior da central: ROM, RAM, KAM, PROM e EEPROM.• ROM - A memória de Leitura única (ROM - read-only memory) é uma memória permanente que é soldada fisicamente às placas de circuito impresso do circuito, dentro da central eletrônica. A ROM contém os algoritmos de controle geral. Uma vez programada, não pode ser mudada. A memória ROM é permanente, e não necessita de alimentação para ser retida;• RAM - A Memória de Acesso Aleatório (RAM - random access memory) é o “bloco de rascunho” do microprocessador. O processador pode armazenar ou recuperar dados dessa memória como quiser. Esta memória é volátil e necessita de uma fonte constante de alimentação para ser retida. Se a voltagem for interrompida, todos os códigos armazenados e valores gravados serão apagados;• KAM - Keep Alive Memory (Memória Mantida Viva), uma versão da RAM conectada diretamente à bateria (ao invés de ser alimentada pelo chave de ignição) de modo que algumas condições ou códigos de Diagnóstico de Falha (DTCs) possam ser "relembradas" mesmo após desligada a chave de ignição.• PROM - A memória de leitura única programável (PROM - programmable read only memory) é a parte da central eletrônica de controle do motor que contém as informações sobre calibração do motor que é específica ao ano, ao modelo e às emissões. A PROM é uma memória permanente que é lida somente pelo processador. Ela está localizada dentro do conjunto de calibração da memória (MEM-CAL) e, em alguns casos, pode ser removível para substituição ou reprogramável – (EPROM - erasable programmable read only memory);• EPROM – é uma memória que é uma memoria EPROM que pode ser apagada e regravada eletricamente.

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2.2.2 - MEN-CALPara permitir que um modelo de central possa ser utilizado em diversos veículos, um dispositivo denominado MEM-CAL (Unidade de calibração da memória) é utilizado. O MEM-CAL está localizado no interior da central e possui informações sobre peso do veículo, motor, combustível, transmissão, razão do diferencial além de outras características.Caso seja necessária a troca, quando em serviço, deverá ser mantido o mesmo número do MEN-CAL, para não alterar as características operacionais do sistema.

2.2.3 - ProcessadorTal como em um computador, o processador é o componente da central responsável pela execução das instruções contidas nos programas. A ele cabe processar os sinais, executar os cálculos, comandar os estágios de saída e manejar as memórias e dispositivos a ele conectados.Por exemplo, quando dirigi-se um veiculo, o motorista está processando continuamente as entradas. Essas entradas incluem o que se:- Vê: outros veículos, sinais de trânsito, pedestres;- Ouve: buzinas e sirenes;- Sente: solavancos/condições das estradas.As reações às entradas são de muitas maneiras. As reações do motorista podem ser comparadas às saídas comandadas por um módulo no sistema eletrônico. Por exemplo, quando você vê um sinal luminoso de trânsito vermelho (entrada) o seu cérebro processa essa informação. Você reage (saída) aplicando o freio.. As funções de processamento nos sistemas eletrônicos são similares às maneiras que o seu cérebro processa as informações. O processador contido no modulo do sistema recebe as informações a partir de uma variedade de entradas. As informações de entradas são então analisadas ou processadas e o computador/módulo reage àquelas informações de acordo com a sua programação.

Fig.2.2.3 – Etapas de um processador.

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2.2.4 - Estágios de Saída São semicondutores responsáveis pelo acionamento de dispositivos tais como: injetores, bobinas de ignição, relés da bomba de combustível, compressor do ar condicionado etc.Os estágios de saída recebem o comando de ativação do processador e executam o chaveamento dos dispositivos que controlam, conduzindo assim a corrente necessária ao funcionamento dos mesmos. Alguns dispositivos de maior consumo de corrente, bomba de combustível por exemplo, são acionados por relés que por sua vez são acionados pelos estágios de potência correspondentes.Por conduzirem corrente, os transistores dos estágios de potência possuem dissipadores de calor, sendo muitas vezes a própria caixa do módulo de comando. Alguns sistemas de controle de motores, possuem os estágios de potência das bobinas externos à unidade de controle, com o intuito de reduzir o tamanho e melhor dissipação de calor.

Fig. 2.2.4– Estagio de saída

2.2.5 - Sinais de entrada ( Sensores)

A central eletrônica está conectada a diversos sensores, muitos dos quais já comentados. Esses sensores representam os sinais de entrada do sistema, tem como função informar para a unidade as condições momentâneas de funcionamento do sistema de injeção, é sim assim compostos:• Voltagem da Bateria – alimenta todo o sistema e informa ao sistema queda de tensão ou sobretensão para que este corrija o tempo de injeção;• Sensor de rotação – permite a central realizar os cálculos de injeção e ignição;• Sensor de velocidade do veículo (VSS – Vehicle Speed Sensor) ;

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• Sensor de pressão absoluta no coletor (MAP – Manifold Absolute Pressure);• Sensor da posição da Borboleta de aceleração;• Sensor de oxigênio ( sonda lambda );• Sensor de temperatura do ar de admissão;• Sensor de temperatura do líquido de arrefecimento;• Sensor de pressão do condicionador de ar – permite compatibilizar a marcha lenta com a carga adicional do compressor, além de verificar a necessidade de acionamento do ventilador do radiador e corte do compressor, visando a proteção deste contra pressões inadequadas;• Interruptor de solicitação do condicionador de ar – informa a solicitação de acionamento do ar condicionado por parte do condutor do veículo. Deste modo, é possível o controle da marcha lenta e monitorar o acionamento do compressor do sistema.• Sensor de detonação

2.2.6 - Sinais de saída (Atuadores)

A central eletrônica atua no motor através dos atuadores. Estes são comandados direta ou indiretamente através dos sinais de saídas, oriundos em sua maioria por drivers de potência instaladas na parte interior da central. Os sinais de saída são:• Relé da bomba elétrica de combustível – o sistema determina o acionamento da bomba elétrica quando detecta rotação no motor através do relé da bomba;• Injetores de combustível – através do controle do tempo de injeção, alimenta os cilindros do motor com a quantidade de combustível necessária a cada situação de funcionamento;• Bobinas de ignição – fazem parte do sistema de ignição. O sistema de controle do motor comanda a bobina, possibilitando o centelhamento no momento preciso;• Atuador de marcha lenta – controla o fornecimento de ar em situações de marcha lenta e freio motor através deste atuador;• Ventiladores de arrefecimento do motor – em função da temperatura de trabalho do motor e da solicitação do sistema de ar condicionado, o MCE determina o funcionamento dos ventiladores;• Relé compressor do ar condicionado – o MCE comanda o momento em que o compressor deve ser ligado e desligado, em função da solicitação de funcionamento, pressão do sistema e carga do motor;• Sinal de rotação – é enviado ao painel de instrumentos um sinal de rotação do motor para a operação do tacômetro (conta giros);• Lâmpada de verificação do motor – instalada no painel de instrumentos, é acionada em caso de detecção de alguma anomalia no sistema de injeção/ignição, alertando o condutor quanto à necessidade de manutenção do sistema;• Conector de diagnóstico – estabelece a comunicação entre a central de controle do motor e um equipamento de diagnóstico (Scanner) para permitir detecção de falhas e leituras do sistema.

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2.2.7 - InterfacesA central de controle do motor possui interfaces com outras centrais para compartilhamento e recebimento de informações.• Painel de instrumentos – recebe informações de rotação do motor e velocidade do veículo;• Transmissão automática – existe uma comunicação bastante intensa entre as centrais do motor e da transmissão. O momento de troca de marchas é definido com base nas informações fornecidas pela central do motor, tais como rotação do motor e posição da borboleta. Durante as trocas a central da transmissão solicita controle de torque no motor, para suavizar a operação e evitar trancos durante a mudança;• Alarme e imobilizador – impedem a partida do motor em caso de uso de chave não autorizada ou arrombamento do veículo;• Computador de bordo – Recebe as informações a cerca de velocidade e quantidade de combustível injetado para efetuar cálculos de consumo, velocidade média e autonomia;• Controle de tração e estabilidade – interfere no motor, através do controle de torque para evitar e corrigir derrapagens.

3 – Sensores

3.1 - Sinais de entradaA central eletrônica está conectada a diversos sensores que representam os sinais de entrada do sistema juntamente com alimentação de bateria. Os sensores são componentes eletroeletrônicos que transformam sinais mecânicos ou físicos em sinais elétricos.Para melhor compreensão deste tópico classificaremos os sensores quanto :. principio de funcionamento. função

3.1.1 -Classificação dos sensores:

Quanto a seu princípio de funcionamento, poderíamos classificar como:

• 3.1.1a - Tipo relutância magnética ou indutivo.Construção física:Constitui-se de um cartucho hermético (1) em cujo interior se encontra um núcleo polar (3) e um enrolamento elétrico de cobre (4), conforme pode ser verificado através da figura.

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1. Cartucho2. Suporte3. Imã4. Bobina

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Principio de funcionamento: O campo magnético existente no imã relaciona tanto o indutor (enrolamento), como os dentes da roda dentada, feito em aço carbono de propriedades magnéticas. Quando o dente da roda dentada (7) está diante do sensor (1), o fluxo magnético é máximo (2), graças à propriedade do aço da roda dentada. Por outro lado, quando em frente ao sensor se apresenta uma cavidade, o fluxo magnético é mínimo (3).Esta variação de fluxo devido à passagem dos dentes (cheio) e cavidades (vazio) é suficiente para gerar uma força eletromotriz (f.e.m.) variável (impulsos de intensidade diferente a cada instante de tempo) no enrolamento do sensor. A tensão de pico (ponto máximo) produzida por este sensor varia de poucos volts a um baixo número de giros, a algumas dezenas de volts em alto número de giros.Portanto, para um bom funcionamento do motor, é indispensável que a distância entre o sensor e a extremidade do dente esteja devidamente calibrada, conforme o modelo de roda dentada.

Fig – Sensor indutivo.

Aplicações:Sensor de rotação e PMS / Sensor de velocidade do veiculo / Sensor de fase / Sensores ABS de velocidade da roda.

• 3.1.1b – Sensor de efeito hall

Construção física:Dispositivo com um imã estacionário permanente posicionado próximo ao dispositivo Hall. Para o funcionamento pratico deste dispositivo é necessário que haja o corte das linhas de campo magnético, papel exercido normalmente por uma armadura de janelas.

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Fig. – Sensor de efeito hall.Principio de funcionamento :Os sensores de efeito Hall funcionam eletricamente iguais a um interruptor simples. Ação magnética no lugar de mecânica é utilizado para abrir e fechar o circuito.

Fig. – Principio de funcionamento do sensor de efeito hall.

A armadura, de material também com propriedades magnéticas, ao passar com o elemento cheio entre o elemento hall e o imã, corta o campo magnético do imã e reduz o campo sobre o elemento hall, fazendo o corte de tensão na base do transistor, consequentemente o transistor se abre desconectando o massa (terra ) do ponto “ A “. Como o ponto “A” agora não está mais aterrado(devido ao corte do transistor ) a tensão medida pelo modulo será a tensão de referencia( VERF 5V ).

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Fig. – Momento do corte do campo magnético.l

Ao passar o elemento vazio janela, as linhas de força magnética do imã se fecham sobre o elemento hall. Gerando uma tensão na base do transistor, com isso, vai haver um fluxo de corrente entre coletor e emissor fazendo com que o ponto “A” seja aterrado ( ligado ao massa ). Consequentemente a E.C.U vai medir uma tensão de 0V.

Fig – Momento da abertura da janela .

Aplicações:Sensor de rotação e PMS / Sensor de velocidade do veiculo / Sensor de fase .

• 3.1.1c - Ponte wheatsntonePela teoria da ponte de Wheatstone, considerando a ligação elétrica da figura ao lado, temos que a diferença entre os potenciais C e D (UCD) será igual a

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zero quando R1 x R3 = R2 x R4, caso essa condição não satisfeita, a tensão UCD será diferente de O( zero ).

Fig. – Resistores ligados na forma de ponte.

Aplicações:Sensor de pressão absoluta / Sensor tipo fio ou filme quente.

• 3.1.1d - TermistoresSão resistores variáveis, ou seja, a sua resistência será alterada da em função da variação de temperatura. Fabricados com um material resistivo especial que é muito sensível às alterações de temperatura. Podendo ser:

NTC: Coeficiente negativo de temperatura – Os valores de resistência e temperatura variam inversamente, ou seja, se o valor de temperatura aumenta a resistência diminuirá e vice versa.

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90º C70ºC40ºC8ºC

200 ohms

95 ohms

30 ohms

5 ohms

PTC: Coeficiente positivo de temperatura – Os valores de resistência e temperatura variam de forma direta, ou seja, se o valor de temperatura aumenta a resistência também aumentará e vice versa.

Aplicações:Sensor de Temperatura do Líquido de Arrefecimento do Motor / Sensor de Temperatura do Ar de Admissão / Sensor de Temperatura do Fluido da Transmissão / Sensor da Temperatura dentro do Veículo / Sensor da Temperatura Ambiente.

• 3.1.1e - PotenciômetroÉ um tipo de resistor variável com um contato deslizante que se movimenta no elemento resistivo, geralmente utilizado para converter a posição mecânica em

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200 ohms

95 ohms

30 ohms

5 ohms

90ºC70ºC40ºC8ºC

sinal elétrico. Os potenciômetros são tipicamente compostos de um material resistivo e um contato deslizante com as seguintes conexões elétricas:

Fig. – Esquema do potenciômetro.

Funcionamento como divisor de tensão

A tensão é aplicada a uma extremidade do material resistivo (tensão VERF). A outra extremidade do material resistivo é conectada a um circuito de retorno de sinal (massa). O braço móvel no potenciômetro é ligado ao circuito de tensão do sinal. A ponta do braço entra em contato com o material resistivo. O braço segue o movimento do componente que está sendo monitorado. Conforme o braço se movimenta, assim, o sinal de tensão aumenta ou diminui.

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Massa

Massa

Fig. – Funcionamento do potenciômetro como divisor de tensão.

Em alguns sistemas automotivos existem resistores limitadores de corrente que fazem parte dos circuitos do sensor do potenciômetro. Quando este é o caso você não irá medir a tensão de referência (VREF).Utilizando o exemplo na figura acima, vamos supor que o módulo fornece uma VREF de 5 V, possui um resistor limitador de corrente interna de 5 ohms e a resistência do sensor do potenciômetro pode variar de O ohms a 20 ohms. Quando o sensor estiver na posição O ohms, o módulo irá medir uma tensão de 4 V. Quando o sensor do potenciômetro estiver no outro extremo (20 ohms) o módulo irá medir uma tensão de OV.

Aplicações:Sensor de Posição da borboleta / Medidor do Fluxo do Ar de Aleta / Sensores de posição da porta de mistura do A/C / Controles de temperatura / Memória de assentos e espelhos.

• 3.1.1f – FototransistoresÉ um dispositivo eletrônico digital DC que funciona como um simples interruptor e completa um circuito tal como um transistor NPN quando exposto à luz. Todavia, ao invés de serem controlados mecanicamente são ativados por luz, assim como , outros sensores óticos.Ao contrário dos transistores padrões estes possuem somente dois terminais (emissor e coletor). Quando a luz incide na base do transistor, o mesmo é polarizado diretamente e completa o circuito. A leitura do módulo é de 5 V com o circuito aberto e O V com o circuito fechado.. Existem grandes vantagens na sua utilização:- Operação e respostas mais rápidas.- Sem contatos que possam desgastar-se ou corroer-se.

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Fig. – Funcionamento do fototransistor.

Alguns sensores óticos incluem um Diodo Emissor de Luz (LED) posicionado de modo a incidir no fototransistor. No exemplo indicado acima, um disco rotativo com fendas ou furos está localizado entre o LED e o fototransistor. A luz alternadamente incide no fototransistor conforme o disco gira, criando um circuito ON e OFF ao terra.

Aplicações:Sensor de rotação e PMS / Sensor de velocidade do veiculo / Sensor de fase .Sensor de rotação do volante da direção no sistema hidráulico do motor.

• 3.1.1g – Piezoeletrico

O efeito piezoeletrico é a capacidade que possuem certos cristais, que se submetidos a solicitações(pressão ou vibração)mecânica, geram cargas elétricas superficiais. Caso a solicitação seja:

-Por pressão, a resistência e a tensão serão alterados diretamente em função da pressão.

Fig . –

Comportamento do sinal do piezoeletrico.

-Por vibração, O dispositivo eletrônico composto de cristal ajustado para produzir uma tensão AC quando submetido a uma freqüência especifica de ruído. Uma tensão é fornecida (fig.– 1), com o objetivo de auxiliar na manutenção do sinal acima da faixa do ruído eletrônico (fig. – 2).

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Fig. – 1 Fig. – 2

Aplicações:Sensor de Pressão da Direção Hidráulica / Sensor da Pressão do Ar-Condicionado /. Os sensores detonação .

3.1. 2- Quanto a função, podem ser:

• 3.1. 2a - Sensor de rotação/PMSFunção: gerar o sinal de rotação do motor e a posição da árvore de manivelas, informando-o à Unidade de Comando eletrônica (U.C.E.) que realizará os cálculos de injeção e ignição.

- Sensor de rotação e PMS tipo relutância magnética ou indutivo:

Sensor indutivo com a roda dentada de 60-2 dentes.Quando a roda dentada possui 60-2 dentes, fixada ao eixo do motor pela polia do virabrequim, quer dizer que dois dentes são removidos para criar uma referência.

Fig. – Sensor de rotação e pms.

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A variação devida à passagem dos dentes e das cavidades gera uma freqüência de sinais analógicos, ou seja, forças eletromotrizes que se geram no sensor a cada 6°(360° da circunferência, 60 dentes), que são enviados a um circuito adequado (conversor analógico - digital) existente na U.C.E., e são utilizados para o reconhecimento do número de giros do motor. No caso de motores de 4 cilindros, a falta de dois dentes na roda dentada gera um sinal de referência que permite à U.C.E. reconhecer, com um avanço de 120 °, o PMS da dupla de cilindros 1-4. Ou seja, quando da chegada do 20 ° dente (20 dentes x 6 ° = 120º ), a U.C.E. reconhece o PMS do 1-4 cilindros, enquanto que em correspondência com a frente de descida do 50° dente, reconhece o PMS da dupla de cilindros 2-3. Em base a estes dados, a U.C.E. estabelece o exato momento da ignição. O sensor de rotação é fixado ao bloco do motor de forma a ficar posicionada radialmente a roda dentada fora do alcance de campos magnéticos (motor de partida, alternador, etc.). O sensor deve estar alinhado com a roda dentada com uma folga entre as duas superfícies de 0,4 a 1,Ohm. A interrupção do senso de rotação e PMS (circuito aberto) ou curto circuito acarretará a parada do motor devido à perda de sincronismo (não funciona), portanto, trata-se de um sensor vital para estes sistemas. O gráfico a seguir, mostra como é a forma do sinal gerado pelo sensor visto por um osciloscópio:

Sinal do Sensor de Rotação e PMS com Roda Dentada de 60-2 dentes.

Sensor indutivo com roda dentada de 36-1 dente.

Este sensor, utilizado nos sistemas EEC-IV de ignição estática e EEC-V, possui o mesmo princípio de funcionamento do sistema com roda dentada de 60-2 dentes, diferenciando apenas da quantidade de dentes (36 - 1) e da informação 90° antes do PMS, portanto, no 9° dente aU.C.E. reconhecerá o PMS dos cilindros 1-4, e no 18° dente os cilindros 2-3. o gráfico visto do osciloscópio, também é semelhante, diferenciando é claro, do número de picos entre uma falha e outra.

Simbologia Elétrica:

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>A numeração representa o número do terminal: no conector da U.C.E.> O número branco dentro da bola negra 5 e 24 representa o terminal de saída do sinal de rotação, PMS.

> A linha pontilhada representa a malha protetora ou a blindagem que tem a função de proteger o sinal enviado a central, contra os efeitos eletromagnéticos.

Testes elétricos:

Passo 1:1)Desconectar a U.C.E. 2) Medir a resistência elétrica da bobina do sensor a partir do conector da U.C.E. 3 )Caso não tenha medida, testar diretamente o sensor.4)Se houver medida direta no sensor

significa que sensor encontra-se normal. Buscar medir continuidade da fiação. Passo 2:

1) Com a U.C.E. desconectada, girando o motor.2) Medir tensão alternada, gerada pela rotação da roda dentada. 3) Caso não tenha sinal, testar diretamente o sensor ou a fiação.4)Se houver medida direta no sensor, significa que sensor encontra-se normal. Buscar medir continuidade da fiação.

• Sensor de rotação e PMS de efeito hall

Sensor de rotação e PMS de efeito hall com 4 janelas simétricas a 90º

Neste sistema, o eixo da armadura é o eixo do distribuidor, de tal modo que o cada ciclo será enviado quatro sinais à U.C.E., sendo correspondente às janelas com o PMS dos cilindros.A rotação é determinada pelo tempo gasto entre dois sinais correspondentes.O gráfico abaixo mostra o sinal elétrico deste tipo de sensor:

.

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Fig. – Sinal do sensor com 4 janelas.

Sensor de rotação e PMS de efeito hall com 3 janelas.

O sistema é idêntico ao anterior exceto pelo fato de que uma das janelas é maior do que a anterior, indicando ser esta a correspondente ao primeiro cilindro. O sinal de saída será conforme o gráfico Sinal do Senso r de Rotação e PMS tipo Hall com Armadura de 1 +3 Janelas.

-

Fig. – Sinal do sensor com 3 janelas.

Simbologia elétrica:>A numeração a direita representa o número do terminal no conector da U.C.E.>O número branco dentro da bola negra representa o terminal de saída do sinal de rotação, PMS ou de fase.

> A linha pontilhada representa a malha protetora ou a blindagem que tem a função de proteger o sinal enviado a central, contra os efeitos eletromagnéticos.>O ‘+’ representa o terminal pelo qual deverá ser enviada uma tensão de referência para o funcionamento do sensor hall.

Teste elétrico:

>Com a U.C.E. conectada, sensor conectado, tentar dar partida, medir a freqüência do sinal;

>Mesmo existindo sinal, testar a continuidade do fio que leva o sinal até a U.C.E.;

>Caso não tenha sinal, desconectar o sensor e testar se existe tensão de alimentação no sensor (positivo e negativo). Se existe, falha no sensor, senão buscar falha na fiação, U.C.E. ou origem de alimentação do sensor.

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3.1. 2b - Sensor de fase

Função: Combinado com o sinal de rotação e PMS, permitir que a U.C.E. possa identificar o cilindro em ignição.

Sensor de rotação e PMS tipo indutivo com roda dentada 60-2 dentes mais sensor de fase indutivo.

Este tipo de sensor de rotação e PMS utilizado somente nos motores com injeção seqüencial de combustível ou, quando o sistema possuir dois sensores de detonação.O principio de funcionamento é o mesmo do sistema simples com somente a roda dentada de 60-2 dentes:Em motores 4 cilindros:. O PMS do 1 ° e 4° cilindros ocorre na passagem do 20° dente da roda dentada. O PMS do 2° e 3° cilindros na passagem do 50° dente.Em motores 6 cilindros: . O PMS do 1° e 5° cilindros ocorre na passagem do 18° dente da roda dentada;. O PMS do 3° e 4° cilindros na passagem do 38°dente . O PMS do 2° e 6° cilindros na passagem do 58° dente.

Nesta hora, então, compõe o sinal com o sensor de fase, de mesmo principio de funcionamento, montado na cabeça do motor em correspondência do eixo de distribuição de descarga ou admissão. Sua função: detectar a passagem de um dente na própria engrenagem de comando de válvula, 120° antes do PMS do cilindro n° 1 na fase de ignição. Desta forma, é possível identificar o PMS de cada cilindro individualmente, conforme a ilustração, sabendo que a ordem de ignição é 1-3-4-2 ou 1-3-6-5-4-2.Esta estratégia viabiliza o reconhecimento e a limitação de batimento para cada cilindro, dado que os sinais de detonação podem ser atribuídos ao respectivo cilindro, sendo possível adaptação individual da correção do avanço de ignição para cada um dos cilindros, ou ainda, permitir uma estratégia de abertura dos eletros injetores 31eqüencialmente, segundo a ordem de ignição.No gráfico pode-se observar que durante ciclo completo, apenas um único sinal do sensor de fase será enviado, o que permite à U.C.E. reconhecer o cilindro de número 1 e, a partir daí, com o conhecimento ordem de ignição identificar todos os outros.

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Fig. – Sinal de fase sobreposto ao sinal de rotação.

Simbologia Elétrica :>A numeração representa o número do terminal: no conector da U.C.E.

> O número branco dentro da bola negra 5 e 24 representa o terminal de saída do sinal de rotação, PMS.

> A linha pontilhada representa a malha protetora ou a blindagem que tem a função de proteger o sinal enviado a central, contra os efeitos eletromagnéticos.

Testes elétricos:

Passo 1:1)Desconectar a U.C.E. 2) Medir a resistência elétrica da bobina do sensor apartir do conector da U.C.E. 3 )Caso não tenha medida, testar diretamente o sensor.

4)Se houver medida direta no sensor significa que sensor encontra-se normal. Buscar medir continuidade da fiação.

Passo 2:

1) Com a U.C.E. desconectada, girando o motor.2) Medir tensão alternada, gerada pela rotação da roda dentada. 3) Caso não tenha sinal, testar diretamente o sensor ou a fiação.

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4)Se houver medida direta no sensor, significa que sensor encontra-se normal. Buscar medir continuidade da fiação.

Simbologia elétrica:>A numeração a direita representa o número do terminal no conector da U.C.E. >O número branco dentro da bola negra representa o terminal de saída do sinal de rotação, PMS ou de fase.> A linha pontilhada representa a malha

protetora ou a blindagem que tem a função de proteger o sinal enviado a central, contra os efeitos eletromagnéticos.>O '+' representa o terminal pelo qual deverá ser enviada uma tensão de referência para o funcionamento do sensor hall.

Testes elétricos:>Com a U.C.E. conectada, sensor conectado, tentar dar partida, medir a freqüência do sinal;>Mesmo existindo sinal, testar a continuidade do fio que leva o sinal até a U.C.E.;>Caso não tenha sinal, desconectar o sensor e testar se existe tensão de alimentação no sensor (positivo e negativo). Se existe, falha no sensor, senão buscar falha na fiação, U.C.E. ou origem de alimentação do sensor.

Sensor de rotação e PMS indutivo com roda dentada 60-2 dentes mais sensor de fase de efeito hall:As funções e os princípios de funcionamento permanecem os mesmos. O gráfico ilustra de maneira elucidativa o funcionamento.

- Detecção da fase via softwareAlguns modelos estabelecem o sequenciamento da injeção sem a utilização de um sensor específico para essa tarefa. Nesse caso, uma estratégia específica é realizada pela central de controle com o intuito de identificar a fase correta de injeção durante a partida ou em desacelerações.

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Para que a estratégia seja viável, o motor deve possuir bobinas de ignição duplas (Sistema DIS com centelha perdida) e número par de cilindros.A fasagem é determinada da seguinte maneira:o Um sequenciamento teste é iniciado logo após a partida do motor. Como a centelha é gerada aos pares pelo sensor de rotação e PMS na estratégia de centelha perdida, não ocorrerá nenhuma alteração na ignição, portanto o motor funcionará;o O sequenciamento da injeção, no entanto, precisa ser fasado. Se a seqüência for inadequada, será injetado combustível no cilindro errado (no que está em exaustão ao invés do que está em admissão). Nesse caso, o combustível ficará armazenado no pé da válvula, até que esta abra. Desse modo, estando a fasagem certa ou não, o motor funcionará;o Tão logo o motor funcione, a central de injeção cortará a injeção do primeiro cilindro e observará a queda de rotação – Fig. 11.37. Se a fasagem estiver correta, o corte de combustível provocará uma queda mais vigorosa na rotação;o Se a fasagem estiver errada, não haverá queda significativa na rotação;o Baseada na avaliação desse momento, a central poderá optar por corrigir o sequenciamento dos injetores ou manter o mesmo.A avaliação do sequenciamento é feito quando ocorre queda de rotação, ou seja, quando soltamos o acelerador, ou então logo após a partida do motor.O sistema de sequenciamento via estratégia de central é realizado nos motores FIAT Fire.

Fig.– Identificação do sensor de fase via software no instante em que o injetor 1 é cortado 3 vezes consecutivas logo após partida do motor

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- Sensor de velocidade

Função: Informar a velocidade do veículo, de modo a proporcionar um melhor controle da marcha lenta e do processo de desaceleração, podendo até, como é caso do sistema Multec 700 Monza, (Kadett e Ipanema), proporcionar um conforto a mais ao motorista ao indicar-lhe o melhor momento para troca de marchas (lâmpada up-shift).

Tipos: • De efeito hall.• Tipo relutância magnética.• Led – Fototransistor.

Testes elétricos:

Passo 1:

1)Desconectar a U.C.E. 2) Medir a resistência elétrica da bobina do sensor apartir do conector da U.C.E. 3 )Caso não tenha medida, testar diretamente o sensor.4)Se houver medida direta no sensor significa que sensor encontra-se normal. Buscar medir continuidade da fiação.

Passo 2:1) Com a U.C.E. desconectada, girando o motor.2) Medir tensão alternada, gerada pela rotação da roda dentada. 3) Caso não tenha sinal, testar diretamente o sensor ou a fiação.

4)Se houver medida direta no sensor, significa que sensor encontra-se normal. Buscar medir continuidade da fiação.

Passo 3:1)Com a U.C.E. conectada, sensor conectado, tentar dar partida, medir a freqüência do sinal;

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2)Mesmo existindo sinal, testar a continuidade do fio que leva o sinal até a U.C.E.;3)Caso não tenha sinal, desconectar o sensor e testar se existe tensão de alimentação no sensor (positivo e negativo). Se existe, falha no sensor, senão buscar falha na fiação, U.C.E. ou origem de alimentação do sensor.

Passo 4:

>Com a U.C.E. conectada, sensor conectado e chave de ignição ligada, girar a transmissão.Medir a freqüência do sinal; Mesmo existindo sinal, testar a continuidade do fio que leva o sinal até a U.C.E.;

>Caso não tenha sinal, desconectar o sensor e testar se existe tensão de alimentação no sensor (positivo e negativo). Se existe, falha no sensor, senão buscar I falha na fiação, U.C.E. ou origem de alimentação do sensor.

3.1. 2c - Medidor de massa de ar.

Função: Medir a massa de ar diretamente, de modo a calcular a real quantidade de combustível.

Tipos: • Fio quente.

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• Filme quente.

Funcionamento: A medida direta da massa de ar aspirada pelo motor é efetuada por um elemento sensor quente. Devido a introdução de uma resistência de compenssação da temperatura esse sensor quente mantido a uma temperatura entre 100C a 200C acima da temperatura do ar admitido. Será maior a transferencia de calor do sensor quente para o ar aspirado, quanto maior for a massa de ar aspirado. O elemento sensor terá a sua resistência alterada por conta da diminuição da instantânea da temperatura, provocada pela transferência de calor do fio quente para o ar adimitido. O elemento sensor é parte do circuito da ponte de wheaststone. Entende-se que havendo uma variação na temperatura do elemento sensor estará provocando uma variação na sua resitencia. Assim, um desequilíbrio é criado na ponte de wheaststone. Desta forma, o valor de sinal de corrente será tanto maior quanto for o fluxo da massa de ar aspirada pelo motor não influenciado pelo volume, velocidade, variação barométrica provocada pela variação de altitude em que esteja o veiculo.

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Fig. – Gráfico do sinal referente a relação massa de ar X Tensão.

Medidor de massa de ar com sentido de fluxo.O objetivo deste sistema é de assegurar uma medição altamente apurada da massa de ar, através da detecção de fluxo de ar reverso provocado pela de abertura e fechamento das válvulas de admissão. O duto de medição extrai parte dos fluxos de ar de admissão e de retorno e direciona este fluxo parcial perante o elemento sensor.

Fig. – Sensor do Golf Turbo com sistema Motronic M 3.8.2.

Funcionamento:No elemento sensor existem dois termosensores (T1 e T2) e um elemento calefator. A base em que estão fixados os sensores e o elemento calefator consiste de uma membrana de vidro, de modo que o calor do elemento calefator não interfira no funcionamento dos sensores.Quando não há fluxo de ar, o calor se propaga uniformemente e os dois sensores atingem a mesma temperatura. Durante a admissão o elemento T1 tem uma temperatura menor Ido que T2.No refluxo ocorre o contrário e T2 passa a ter uma temperatura menor do que T1. Dessa forma a U.C.E. consegue detectar a real massa de ar admissão-refluxo.

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Fig. - A corrente de ar atravessa os dois sensores.

Simbologia:

>Os números do lado direito representam a ligação elétrica com a U.C.E.>O número inserido no circulo negro representa o endereçamento elétrico, na U.C.E., do sinal gerado pelo sensor.

>O número da esquerda. Dentro do pequeno retângulo representa a origem de alimentação elétrica positiva do sensor>O último terminal é aterrado.

Teste elétrico:

Opção 1:1)Com a U.C.E. conectada, sensor conectado, virar a chave de ignição para alimentar o sensor e tentar partida;2)Mesmo que o motor não funcione, a quantidade de ar que passa pelo sensor variará; Variando a quantidade de ar, deverá variar o sinal de voltagem contínua na saída do sensor.3)Caso não tenha sinal, desconectar o sensor e

testar se existe tensão de alimentação no sensor (positivo e negativo) e a continuidade da fiação de ligação entre o sensor e a U.C.E.4)Se todo o teste for verdadeiro, talha no sensor.

3.1. 2d - Medidor de fluxo de ar

Tipos:

> Medidor de Fluxo de Ar pelo principio da força de arraste / Potenciômetro

Função: É medir a vazão de ar no coletor de admissão.

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A capacidade mássica é obtida pela multiplicação do volume pela densidade, que na pressão atmosférica, varia tão somente pela alteração da temperatura do ar admitido. Além disso, as correções barométricas poderão ser feitas com sensores de altitude ou, entre uma correlação da posição da borboleta com o volume admitido.

Fig. – Sensor de palhetas..Funcionamento:O principio de medição se baseia na medição da força produzida pelo fluxo de ar aspirado, que atua sobre uma palheta sensora contra a força de uma mola. Com o fluxo de ar pelo canal de admissão, este arrasta a palheta sensora, fazendo-a deslocar em torno de um eixo.A variação da área livre de passagem do medidor de fluxo de ar, em função da posição da palheta sensora, foi escolhida de modo que se obtenha uma correlação matemática entre o ângulo de posicionamento da palheta sensora e quantidade de ar aspirada.

Assim, partindo-se de um determinado fluxo de ar QL que passa pelo medidor de fluxo de ar (ponto Q do gráfico), provocando o deslocamento angular 'a' da palheta sensora (ponto A). O deslocamento da palheta provoca um deslocamento do cursor de um potenciômetro, gerando uma tensão de saída 'Us' inversamente proporcional à resistência do potenciômetro, e proporcional ao deslocamento angular e ao fluxo de ar (ponto B). Com o sinal 'Us' enviado, a U.C.E. reconhece a quantidade de ar aspirada QL e em função da necessidade do motor e do tipo de combustível, determina a quantidade teórica necessária de combustível QK (ponto D). Correlação entre o fluxo de ar, posição angular da palheta, tensão no potenciômetro e quantidade de combustível injetado.

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Fig. – Gráfico da relação ar X palheta X combustível .

Simbologia: >A numeração representa a ligação com a U.C.E. Nem sempre todos os terminais são utilizados.>O cursor do potenciômetro é indicado pela seta; no centro do retângulo.>O sinal é enviado até o terminal da U.C.E. representado pela número branco na bola negra.

> A alimentação do sensor (5V), vem pelo terminal indicado Pelo sinal '+'. >O sensor de temperatura do ar segue ai ;simbologia utilizada para os medidores de temperatura tipo NTC, como veremos logo; adiante.

Teste elétrico:Passo 1:Com a U.C.E. desconectada,

medir a resistência elétrica entre o terminal sinal e outro terminal; Com a abertura e fechamento .da palheta sensora, a reslstencla devera variar; Caso não tenha medida, testar diretamente o sensor ou a fiação.

Passo 2:Com a U.C.E.

desconectada,Medir a resistência elétrica entre o terminal sinal e outro terminal diferente do primeiro;Com a abertura e fechamento da palheta sensora, a resistência deverá variar; Caso não tenha medida, testar diretamente o senso ou a fiação.

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Passo 3:Com a U.C.E. desconectada,

Medir a resistência elétrica entre o terminal sinal e outro terminal;Com a abertura e fechamento da palheta sensora, a resistência deverá variar; Caso não tenha medida, testar diretamente o sensorou a fiação.

Passo 2:O sinal de saída é um sinal de tensão contínua

proporcional à vazão de ar admitido. Deve-se medir a tensão contínua de saída e com a aceleração do motor, deve-se variar o sinal de tensão, já que a quantidade de ar admitida será alterada. Caso não apresente sinal, verifique se o componente está sendo alimentado de uma diferença de potencial (ddp), ou seja de um positivo (5V ou 12V) e um negativo (massa).Internamente, existe ainda um sensor de temperatura do ar .

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> Medidor de Fluxo de Ar pelo principio dos vórtices de von Karman / ultrasom.A esteira atrás de um cilindro é de particular interesse e foi estudada experimental e teoricamente em grande extensão. Inicialmente, um par de vórtices se forma na região separada.

Fig. – Formação do vórtice.

Estes vórtices agem como 'rolamentos aerodinâmicos', sobre os quais a corrente principal escoa. Um dos vórtices deslocar-se-á primeiro e será carregado pela corrente através da esteira, sendo outro vórtice formado em seu lugar. Posteriormente, o segundo vórtice se descola e, desta, forma, inicia um processo onde os vórtices se descolam alternadamente do cilindro e se movem pela esteira. Quanto maior for a velocidade na corrente principal, maior será a freqüência de formação de vórtices. O arranjo desses vórtices na esteira é chamado de avenida de vórtices de von Karman.

Fig. – Medição da quantidade do vórtice.

A corrente principal é o fluxo de ar admitido e um pequeno obstáculo cilíndrico para formação de vórtices no centro da tubulação de admissão.Então, um gerador de sinais (1) envia um sinal de onda senoidal perfeita para um emissor (3) a montante do gerador de vórtices (2).Os sinais de ultra-som (4) atravessam a tubulação de admissão e são captados por receptor de sinais (6).O sinal emitido é recebido distorcido por causa da formação dos vórtices (5), e quanto maior for a

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freqüência dos sinais deformados, quanto maior é o fluxo de ar que está sendo admitido.Estas distorções são amplificadas (7), filtradas (8) e geram um sinal pulsante (9) de onda quadrada, na qual a freqüência está diretamente relacionada com a vazão de ar admitida.

3.1. 2e - Sensor de pressão absolutaFunção:Indicar as variações de pressão no coletor de admissão ou barométricas, enviando à U.C.E. um sinal elétrico correspondente a esta variação.Nos sistemas rotação - densidade (speed - density), o sensor de pressão informa a pressão no coletor de admissão para que se possa calcular a densidade do ar. Em outros casos, a pressão no coletor é utilizada para a determinação da carga a qual está sujeita o motor, de modo a definir o avanço de ignição.

Tipos:Quanto a sua aplicação, podem ser:. de pressão absoluta.. de altitude.

Quanto a sua função:. para cálculo da densidade do ar.. para determinação do avanço.. para correção barométrica.

Quanto a característica da curva de saída:

. linear continuo:. Os elementos sensíveis (4), do tipo extensômetros de resistência elétrica (strain - gage) são medidores de deformação. uma vez que a sua resistência varia proporcionalmente à deformação. Estes extensômetros, que possue sua ligação elétrica baseado na ponte de wheastone, são serigrafados numa placa de cerâmica muito fina (diafragma) de forma circular montada na parte interior de um suporte em forma de anel do mesmo material cerâmico, em uma geometria que permita sentir as deformações do diafragma em todos os sentidos.

Fig. – Estrutura física do sensor.

A parte superior do anel é fechado por uma outra placa que serve também como suporte de amplificador eletrônico de sinal. O diafragma divide a câmara em duas partes. Na primeira cria-se vácuo absoluto, de tal modo que o funcionamento do sensor seja influenciado somente pela variação de pressão na segunda câmara.

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Como a alimentação é mantida rigorosamente constante pela U.C.E. (5V), variando o valor da pressão, varia linearmente o valor da tensão de saída (3). Para cada modelo, logicamente, existirá uma calibração diferente, que representará uma curva especifica para cada modelo, entretanto o principio de funcionamento permanece o mesmo.

Na saída do sinal da ponte de Wheatstone está ligado um circuito amplificador que após uma série de calibrações compensa a dispersão térmica em todo campo de utilização. o sensor é então instalado em um recipiente plástico sobre o qual é previsto uma canalização que, ligada a um tubo de borracha num ponto central do coletor de admissão, assegura a ligação pneumática.

. pulsos de frequênciaBaseia-se no modo funcional de um capacitor. Originalmente, um capacitor é constituído por duas placas condutoras distantes entre si e separado por um elemento dielétrico. A variação da distância, do material dielétrico, ou mesmo das condições físicas a que está submetido o dielétrico, altera a propriedade de capacitância dos eletrodos. Fazendo com que o elemento dielétrico seja uma câmara de pressão e que esta câmara esteja ligada ao coletor de admissão ou à atmosfera, estará variando as propriedades capacitivas do elemento sensor toda vez que se alterar a pressão.

Fig. – As placas ficam separadas pelo vácuo.

A variação da capacitância em circuito indutor capacitor, representa uma variação da frequência de ressonância do sistema, em outras palavras, a variação de capacitância é transformada num sinal de frequência, gerando uma série de pulsos (5V e OV), de tal modo que quanto maior for a pressão maior será a frequência dos pulsos emitidos pelo sensor.

Reservatório de vácuo.

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+

-

Devido a problemas de ressonância do ar no coletor de admissão em motores de maior volume, o sensor pressão pode acusar erroneamente pressões acima esperado. Para evitar que isto ocorra, é acrescentado ureservatório de vácuo instalado na mangueira entre coletor de admissão e o sensor de pressão. Este resevatório é simplesmente um recipiente plástico com capacidade volumétrica muito maior do que a da manguera, eliminando assim, falsas leituras, que por acaso ocorra. Esta solução é particularmente utilizada nos sistemas EECIV-EFI.

Simbologia:Sensores de Pressão

tipo membrana. tipo capacitivo.

>A numeração representa os números correspondentes aos terminais do conector da U.C.E.

>A número branco dentro da bola negra representa o terminal da U.C.E. por onde é recebido osinal gerado.

>O '+' mostra o terminal da U.C.E. que mantém os 5 volts de alimentação do sensor.

Teste elétrico:

Sensor tipo membrana:>Com a U.C.E. conectada, sensor conectado, virar a chave de igrlição para alimentar o sensor.>Com uma bornba de vácuo instalada na mangueira do sensor, variar a pressão e medir a voltagem na saída do sensor;>Caso não tenha sinal, desconectar o sensor e testar se existe tensão de alimentação no sensor (positivo e negativo). Se existe, falha no sensor, senão buscar " falha na fiação ou U.C.E.

Sensor tipo capacitivo:

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>Com a U.C.E. conectada, sensor conectado, virar a chave de ignição para alimentar o sensor.>Com uma bomba de vácuo instalada na mangueira do sensor, variar a pressão e medir a frequência na saída do sensor;>Caso não tenha sinal, desconectar o sensor e testar se existe tensão de alimentação (5 volts) no sensor (positivo e negativo). Se existe, falha no sensor, senão buscar falha na fiação ou U.C.E.

Tipos:Quanto a aplicação, podem ser:

3.1. 2e - Sensor de temperatura

. de temperatura do arNos sistemas rotação-densidade (speed - density), o sensor de pressão informa a temperatura do ar no coletar de admissão para que se possa calcular a densidade do ar. Nos sistemas de medição volumétrico, a temperatura do ar também é utilizada no cálculo da densidade do ar, a diferença é que enquanto os sensores de pressão do sistema rotação - densidade estão localizados após a borboleta aceleradora, os medidores de vazão estão anterior a esta e portanto a variação de pressão a que estão submetidos é a pressão atmosférica. Deste modo, o calculo simples da variação da densidade pode ser feita somente pela variação de temperatura. Nos sistemas de medição mássica, tem a função de possibilitar a estabilização da temperatura do elemento quente.

. de temperatura do fluido de arrefecimento (água)Informar a unidade de comando das condições de emperatura do motor para que se possa processar estratégias especificas como:

. Funcionamento do motor a frio.No funcionamento do motor a frio, a U.C.E. deve enriquecer a mistura de um fator inversamente proporcional à temperatura, ou seja, quanto menor for a temperatura maior deverá ser o fator de enriquecimento da mistura.Este enriquecimento é necessário, devido à condensação de uma parte do combustível nas paredes frias do cilindro. Devido a isto, como veremos adiante ainda neste capítulo, o sistema deverá trabalhar sem o sinal proveniente da sonda lambda. Além disso, o mapa de avanço fica alterado (adiantado) para promover uma melhor quei ma do combustível.. Cut-olf com o motor frio.Na fase de cut-off, os limites de rotação para entrada e saida da estratégia de cut-off variam em função da temperatura da água, conforme ilustra o gráfico. Limites de rotação de entrada e saída da estratégia de cut-off.. Controle da válvula EGR. O sistema de recirculação de gases de descarga (EGR), atua principalmente com o intuito de diminuir a temperatura da câmara de combustão e com isto diminuir a emissão de 'NOx'. Como na fase fria, a U.C.E. enriquece a mistura,

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e, sendo esta rica, é baixo o índice de 'NOx', torna-se desnecessário e até mesmo prejudicial ao funcionamento do motor nesta fase a recirculação dos gases de descarga. Portanto, durante a fase fria, a válvula deverá estar fechada e a recirculação somente será estabelecida com o motor aquecido.

. Controle do sistema de injeção artificial de ar.Controle do sistema de injeção artificial de ar. Devido ao enriquecimento da mistura nesta fase há uma maior formação de gases poluentes na descarga, em especial os 'HC' e 'CO' que não são reduzidos a índices legais após o catalisador, justamente pela condição fria. A U.C.E. comanda, então, uma injeção artificial de ar na fase fria de modo a compensar isto, oxidando os agentes poluidores (HC H2O + CO2 e CO CO2. Aquecido, o sistema deverá ser desligado.

. Substituição do sensor de temperatura do ar .caso não exista.Substituição do sensor de temperatura do ar. Alguns sistemas, simplificando com a finalidade de reduzir custos, eliminam o sensor de temperatura do ar, e neste caso a U.C.E. trabalha a temperatura do ar através de uma relação direta entre a temperatura do ar e da água.. Comandar o acionamento dos eletroventiladores de arrefecimento.A U.C.E. pode, ainda, comandar o acionamento dos eletroventiladores de arrefecimento, caso seja informa da da alta temperatura do motor. Nem todos os sistemas de injeção possuem esta estratégia.

Quanto ao principio de funcionamento:. Coeficiente Negativo de Temperatura (NTC -Negative Temperature Coefficients). Coeficiente Positivo de Temperatura (PTC -Positive Temperature Coefficients). Interruptor

Quanto a forma de aterramento:. aterrados pela U.C.E.. aterrados pela própria carcaça do sensor.

Simbologia:

. Duplo sensor de temperatura .

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Interruptor Sensor de temperatura

>Os números representam os terminais da U.C.E.>A indicação dentro do circulo negro, representa o terminal da U.C.E. que recebe o sinal.>O sensor duplo é aterrado pela própria carcaça é o sinal é enviado separadamente.

Teste elétrico:

Passo 1 - Sensor simples:Com o ohmímetro, certifique que com o aumento da temperatura ocorre uma diminuição da resistência elétrica.

Passo 1 - Sensor duplo:>Com o ohmímetro, certifique que com o aumento da temperatura ocorre uma diminuição da resistência elétrica.Para testar o outro sensor, proceda da mesma forma,alterando somente o endereçamento elétrico na U.C.E.

Passo 2 - Usando o voltímetro contínuo

U.C.E. conectada, Chave de ignição ligada, Certifique que com o aumento da temperatura ocorre umadiminuição da voltagem contínua na saída do sensor.

. Teste de um interruptor térmico

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>Certifique resistência igual a zero com motor frio e infinito com o motor quente, ou vice-versa conforme a constituição do interruptor.,

3.1. 2f - Sensor de posição da borboleta.Como o próprio nome indica, a função destes sensores é a de identificar a posição angular da borboleta de aceleração, permitindo à Unidade de Comando Eletrônica (U.C.E.) realizar estratégias especificas, tais como as indicadas na tabela:

.

ângulo da borboleta é utilizado como sinal de carga para a determinação do avanço de ignição somente nos casos em que não se utiliza o sensor de pressão absoluta.

Tipos:Conforme a utilização nos sistemas existentes a nível Brasil, tem-se os seguintes tipos, classificados conforme os principio de funcionamento:

. Potenciômetro

. Potenciômetro de dupla pista

. Interruptor

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Estado da borboleta aceleradora Estratégia da centralBorboleta fechada Marcha lenta

Cut-offDash pot

velocidade de abertura de da borboleta

Aceleração rápida

borboleta totalmente aberta plena cargaborboleta parcialmente aberta carga parcialângulo da borboleta aceleradora sinal de carga para definição

do avanço de ignição.

Funcionamento:. Interruptor de mínimo. O contato de um interruptor se fecha quando a borboleta está fechada.

. interruptor de máxima.O contato de um interruptor se fecha quando a borboleta está totalmente, ou quase que totalmente aberta.No sistema G7 .11, entretanto, não existe o interruptor de máxima, mas a U.C.E., reconhece a plena carga, pois com a abertura completa da borboleta o came de abertura provoca um curto circuito na linha de alimentação no interruptor de mínimo e, através da informação do sensor de pressão absoluta, a U.C.E. pode reconhecer quando a borboleta está totalmente aberta.

• .potenciômetroO principio de funcionamento consiste em fazer que o cursor de um potenciômetro seja o próprio eixo da borboleta aceleradora. A U.C.E. alimenta a resistência com uma tensão constante (5V) e o sinal é obtido pelo cursor. O resultado é uma curva linear entre ângulo de borboleta x resistência e também entre ângulo de borboleta X tensão de saída, conforme pode ser observado através dos gráficos.

Fig. – Gráfico do sinal do sensor

Simbologia:

Sensor de pista simples Interruptor de mínima ou máxima

Sensor de pista dupla Interruptor duplo de mínima ou máxima

> Os números representam os terminais da U.C.E.

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>A indicação dentro do circulo negro, representa o terminal da U.C.E. que recebe o(s) sinal(is).>O sinal de "+" indica o terminal pelo qual a U.C.E. alimenta o sensor de 5 volts.

Teste elétrico:

Passo 1: Teste com o ohmímetro

>Medir a resistência entre o terminal "sinal" e outro terminal, certificando que quando altera a posição da borboleta de aceleração, altera a resistência elétrica>Repetir o passo anterior com o terminal excluído anteriormente. lembrar que, o acionamento da borboleta deve ser gradativo para que se possa observar uma possível interrupção do sinal no meio do curso do potenciômetro.

Passo 3: Teste com o voltímetro

U.C.E. conectada,Chave de ignição ligada,Conectar o voltímetro entre "sinal" e o massa dosensor.Variando a posição de borboleta deve variar a voltagemdo sinal.Caso não tenha sinal, certifique-se de que a U.C.E. envia alimentação de 5 volts para o sensor e fiação entre sensor e U.C.E. Se tudo verdadeiro, falha no sensor.

3.1. 2g - Sonda lambda

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Fig. – Partes da sonda lambda.Função: É levantar o conteúdo residual de concentração de oxigênio nos gases de escape que fluem pela descarga, de modo a permitir que a U.C.E. tenha controle do teor da mistura.

Tipos:As sondas podem ser classificadas em função do material ao qual são constituídas:

. Sonda de zircônio (ZrO2).Os sensores de dióxido de zircônio (zircônia) enviam à UCE uma tensão que pode variar entre aproximadamente 0,100 volts VDC (mistura pobre) e 0,900 Volts VDC (mistura rica).

. Sonda de titânio (TiO2).Nos sensores de titânio o comportamento é oposto (tensão maior-mistura pobre; tensão menor-mistura rica)

São classificadas pela forma como são aquecidas:. pelo próprio calor da descarga (sonda lambda).. por uma resistência de aquecimento própria( sonda lambda aquecida).

Os sensores de oxigênio só se tornam ativos quando seu elemento cerâmico atinge temperaturas superiores a 300ºC. No mercado nacional é comum encontrarmos sensores de oxigênio com diferentes números de fios condutores:. Sensor com um fio - Conhecido como sonda lambda não aquecida EGO (Exhaust Gas Oxygen Sensor), seu aquecimento ocorre somente devido ao contato direto do mesmo com os gases de escape. Possui somente o fio de saída do sinal. Seu aterramento é feito em sua própria carcaça.

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Sensor com dois fios - Conhecido como sonda lambda não aquecida EGO (Exhaust Gas Oxygen Sensor), seu aquecimento, assim como anterior, ocorre somente devido ao contato direto do mesmo com os gases de escape. Possui dois fios, um de saída do sinal e outro que é massa. Seu aterramento é feito pela central.

Sensor com três fios - Conhecido como sonda lambda HEGO (Heated Exhaust Gas Oxygen Sensor). Possui o fio de saída de sinal e os fios de alimentação do resistor de aquecimento. Seu aterramento é feito em sua própria. Sensor com quatro fios - Conhecido como sonda lambda HEGO (Heated Exhaust Gas Oxygen Sensor). Possui o fio de saída de sinal, os fios de alimentação do resistor de aquecimento e o fio de aterramento do sensor. sonda lambda aquecida aterra da pela U.C.E.

Funcionamento: O funcionamento da sonda se baseia no fato de que, com temperaturas superiores a 300°C, o material cerâmico empregado torna-se condutor de íons de oxigênio. Como a parte externa da cerâmica encontra-se exposta à corrente dos gases de descarga, enquanto que a parte interna está em comunicação com o ar ambiente (aproximadamente composto de 21% de oxigênio), em tais condições se a quantidade de oxigênio dos dois lados está em percentuais diferentes, gera-se entre as duas extremidades a variação da tensão.

Fig. – Passagem dos gases.

Seu sinal é proporcional a essa concentração. Portanto, com base no sinal do sensor de oxigênio a UCE pode avaliar a mistura ar/combustível admitida pelo motor e fazer correções instantâneas se a mesma não estiver sendo dosada na proporção correta (fator *lambda = 1). A mistura estequiométrica é definida como a razão de equivalência entre a relação-ar-combustível real e a teoricamente ideal, que de um outro modo quer dizer a razão entre a massa de ar admitida e a massa de que teoricamente deveria ser admitida.Deste modo diz-se que uma mistura é rica quando lambda < 1 e pobre quando lambda > 1. Portanto, podemos determinar se uma mistura é rica ou pobre pela escassez (rica) ou abundância (pobre) de resíduo de oxigênio na descarga.

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Fig. – Intensidade do sinal da sonda em função da saída dos gases.

Devido o ar sofrer variações de temperatura, densidade durante o funcionamento do motor e levando em consideração ao tipo e quqlidade do combustível. Na pratica, a central não consegue estabelecer uma mistura estequiométrica.No mercado nacional, a sonda lambda composta de material de Zicronio tem uma maior aplicação. Com isso, se utilizarmos um multímetro automotivo para analisar o valor de tensão de sinal que está sendo enviado a central, pelo sensor lambda, vamos observar que, o valor de tensão de sinal no display do aparelho sofrera uma variação constante de valor hora acima de 0,5 V e, hora abaixo de 0,5 V. Da mesma forma, com a utilização do osciloscópio é possível visualizar uma oscilação do sinal de tensão tanto da sua forma gráfica, assim como, dos valores de tensão de sinal ao longo do tempo.

Fig. – Sinal da sonda no osciloscópio.

Simbologia :

Sensor de 1 fio. Sensor de 3 fios.

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Sensor de 2 fios Sensor de 4 fios

> Os números representam os terminais da U.C.E.

> A indicação dentro do circulo negro, representa o terminal da U.C.E. que recebe sinal.> O endereço' A' representa o ponto de alimentação positiva do aquecimento da sonda lambda, em geral vem de um relê de acionamento.> A linha tracejada representa a malha de compatibilidade eletromagnética.

Teste elétrico: Os testes a seguir são realizados numa sonda de 4 fios. Aplicável as demais com as devidas simplificações.

Passo 1:Teste da função da sonda lambda>Com o motor em funcionamento e já aquecido, espete os fios correspondente a sinal e massa (4 fios), somente sinal e o outro ponto diretamente à carcaça do motor (3 ou 1 fio).>Meça com o voltímetro contínuo, o sinal gerado pela , sonda lambda. O valor deverá variar entre O e 1 volt.

Passo 2:Teste de alimentação elétrica da resistência de aquecimento.

>U.C.E. conectada, Chave de ignição ligada,Conectar o voltímetro no ponto de alimentação da resistência de aquecimento.>Ao funcionar o motor, o voltímetro deverá indicar a tensão do alternador.

Passo 3: Teste do aterramento>Desligue o motor, desconecte a sonda lambda e meça a resistência entre o terminal correspondente e massa.> A resistência deverá ser menor do que 10

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Passo 4: Resistência de aquecimento>Meça diretamente na sonda, a resistência de aquecimento.

No teste da função da sonda lambda, onde se verifica o funcionamento da sonda. O valor de tensão de sinal oscila a indicação de mistura rica e mistura pobre ao longo do tempo. Os gráficos abaixo representam teoricamente a forma de representação desses sinais.

3.1. 2h - Sensor de detonação.

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O sensor de detonação tem por função identificar o fenômeno da detonação e informar a unidade de comando do para que esta possa processar uma estratégia atraso no ponto de ignição.

Funcionamento:

Este sensor baseia-se no efeito 'piezoelétrico', que é a capacidade que determinados cristais possuem, que se submetidos a solicitações mecânicas, geram cargas elétricas.Quando o motor detona, ou seja, quando ocorre uma combustão anômala , esta dá origem a vibrações mecânicas de freqüência característica, que de acordo com o tipo do motor podem variar de 5 a 15 Khz.

Para evitar interferência de sinais externos, o cabo de ligação com a U.C.E. é blindado com uma malha envolvente e aterrado. Outros sistemas, como o Multec EMS aplicado na S10 e Omega 2.2, amplificam e limpam o sinal em modulo chamado “snef” antes de enviado a U.C.E.

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O local de montagem do sensor depende da aplicação, no entanto, procura-se montá-lo no bloco do motor em uma posição próxima aos cilindros de forma que a detonação em qualquer cilindro seja refletida o mais rápido possível ao sensor.

Como o sens r trabalha sentindo as deformações no bloco e transformando-as em sinal elétrico, é de suma importância que se observe:. O torque de aperto na fixação do sensor; . E se a superfície de contato do sensor com omotor encontra-se limpo. Eventualmente, um processo de oxidação da face de apoio do senso r com o motor podem provocar um 'amortecimento' do sinal, alterando a sua amplitude e freqüência e, ocorrendo uma detonação, a U.C.E. pode interpretar como sendo um sinal de combustão normal e não corrigir o avanço de ignição. Cuidados:O sensor de detonação, por ser um elemento extremamente sensível, exige um teste com a utilização de um osciloscópio.

Deve-se verificar no sensor de detonação:

. Sincronismo mecânico entre arvore de manivelas, comando de válvulas e sensor de PMS.

. Limpeza da superfície de contato do sensor com o motor.

. Torque de aperto do sensor.

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Simbologia:

Teste elétrico:

3.1. 2h - Conector de octanas Informa a octanagem do combustível(não se trata de um sensor). Baseado na informação do conector de octanas, a U.C.E. trabalha com mapa de ignição mais adequado ao combustível. O conector de octanas pode ser um resistor calibrado, um jumper ou até mesmo um fusível.

Simbologia:

3.1. 2i - Outros sensores:

. Interruptor inercial de corte de combustívelO interruptor inercial de corte de combustível é utilizado em conjunto com a bomba elétrica de combustível com a finalidade de desligá-Ia em caso de uma colisão. É constituído por uma esfera de aço, mantida na posição por um magneto.Quando ocorrer um impacto brusco, a esfera se solta do magneto, percorre uma rampa cênica e choca-se com uma lâmina alvo que abre os contatos elétricos do interruptor e interrompe a alimentação da bomba elétrica de combustível.Uma vez que os contatos estão abertos, somente serão novamente fechados através da ação mecânica de um botão de reinicialização.Aplicação:

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>Os números representam os terminais da central.>A indicação dentro do circulo negro, representa o terminal da central que recebe sinal.>A linha tracejada representa a malha de compartibilidade eletromagnética.

Passo:>Após uma inspesão visual do chicote, dê uma ligeira pancada sobre o sensor de detonação e certifique-se de que o voltímetro alternado captou o sinal.

>Os números representam os terminais da central.>A indicação dentro do circulo negro, representa o terminal da central que recebe sinal.>A linha tracejada representa a malha de compartibilidade eletromagnética

FIAT lipo, Tempra Sw, Coupê e Pálio, FORO Ka, Fiesta, Escort, Mondeo, Taurus, Ranger e Explorer (linha 97)

. Sensor de diferencial de pressão no sistema EGR.Trata-se de um transdutor de pressão do tipo capacitivo de cerâmica que monitora a pressão diferencial entre um orifício de dosagem localizado na tubulação de recirculação dos gases de escape (EGR).O sensor recebe este sinal através de duas mangueiras (uma anterior ao orifício e outra posterior). A diferença entre a pressão na tubulação de recirculação dos gases de escape anterior ao tubo de orifício e posterior a este mesmo tubo, será proporcional à vazão de gases de escapamento que são readmitidos. O sinal é de tensão contínua (Vdc) proporcional à queda de pressão ocorrida no orifício.Para testá-Ia, espete os fios referentes a sinal e massa de sinal do sensor. Em marcha lenta não devera haver recirculação e o sinal deverá ser de aproximadamente zero (O V). Depois com o auxílio de uma bomba de vácuo, acione diretamente a válvula EGR (Não permita que motor apague) e verifique a variação de tensão sobre sensor.Aplicação:FORO Ranger, Explorer, Mondeo, Taurus e Fiesta 16V.

. Sensor de fluxo de vapor de combustível.O sensor de fluxo de vapor de combustível ou sensor de fluxo de purga é utilizado para monitorar o funcionamento da eletro válvula de purga do canister. Aplicação:FORO Ranger, Explorer. Sensor de pressão do reservatório de combustível.O sensor de pressão do reservatório de combustível é utilizado para monitorar a pressão no reservatório combustível ou o vácuo, verificando a integridade do sistema de combustível para determinar se existe vazameto evaporativo.Aplicação:FORO Taurus 24V. Interruptor de carga da direção hidráulica.Este componente deverá informar a U.C.E. da carga exercida pela bomba hidráulica da direção sobre o motor, de tal modo que sempre que a direção hidráulica solicitada, a U.C.E. possa proceder a uma compensação de carga do motor. . Sensor de pressão do condicionador de ar.Permite compatibilizar a marcha lenta com a carga adicional do compressor, além de verificar a necessidade de acionamento do ventilador do radiador e corte do compressor, visando a proteção deste contra pressões inadequadas;. Interruptor de solicitação do condicionador de ar.Informa a solicitação de acionamento do ar condicionado por parte do condutor do veículo. Deste modo, é possível o controle da marcha lenta e monitorar o acionamento do compressor do sistema.

4 – AtuadoresSão componentes eletrônicos que transformam sinais elétricos em movimentos mecânicos.

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A maioria destes componentes tem como principio de funcionamento o eletromagnetismo.4.1- Noções de eletromagnetismo

O fenômeno da indução eletromagnética, será aqui tratado através de uma experiência bastante simples:

Passo 1:Um eletroímã (solenóide + magneto) onde o enrolamento está ligado a uma pequena lâmpada.

Resultado 1:Neste condição a lâmpada obiviamente está ligada.

Passo 2: Aproxima um imã natural ao eletroímã.

Resultado2: A lâmpada se ascendera com movimento do imã.

Conclusão 1: Está passando uma corrente elétrica pelo enrolamento do eletroímã.

Passo 3: O imã fica muito próximo ao eletroímã.

Resultado 3: A lâmpada se apaga.

Conclusão 2: A lâmpada so se acende com o imã em movimento.

Passo 4: O imã fica parado e movimenta-se o eletroímã.

Resultado 4: A lâmpada se acende.

Conclusão 3: Para a lâmpada se manter acesa é necessário movimentar o imã ou o eletroímã.Qual é o motivo que provoca a passagem de corrente pela bobina, e que faz com que a lâmpada se acenda?

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As linhas de força que saem do imã natural serão capturadas pelo material que constitui o núcleo do eletroímã. O deslocamento do imã natural provoca um deslocamento das linhas de força e também a variação do número das quais são capturadas pelo material que constitui o núcleo do eletroímã.A variação das linhas de força contida em uma bobina produz no seu enrolamento uma tensão que se o circuito está fechado, causa circulação da corrente para a bobina.

Passo 5: O imã natural é substituído por solenóide ligado a uma fonte com interruptor aberto.

Resultado 5: A lâmpada permanece apagada.

Conclusão 4: O interruptor não estando aberto não circula corrente pelo solenóide, portanto, não são produzidas linhas de força e evidentemente a lâmpada fica apagada.

Passo 6: O interruptor fechado.

Resultado 6: A lâmpada acende-se por um momento depois apaga-se novamente.

Conclusão 5: Ao fechar o interruptor, o solenóide gera as linhas de força, e como pelo imã natural serão capturadas pelo material que constitue o núcleo do eletroímã. A lâmpada se acende porque há inicialmente um a variação das linhas de força capturada. Em seguida se apaga porque não há esta mesma variação, o solenóide permanece fixo e a mesma distancia do eletroímã.

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Passo 7: O interruptor é novamente aberto.

Resultado 7: A lâmpada torna-se acender por alguns instantes.

Conclusão 6: A lâmpada acende-se somente no instante do fechamento do interruptor, momento em que as linhas de força vão de zero até uma maximo, e na abertura do interruptor, momento em que as linhas de força vão de um maximo até zero. No movimento do interruptor há uma variação das linhas de força, variação esta que provoca uma circulação de corrente.

4.2 - Para uma melhor compreensão sobre o assunto, classificaremos os atuadores:

. em função do princípio de funcionamento.

. quanto a função da aplicação.

4.2.1 - Atuadores em função do princípio de funcionamento.

4.2.1a - Eletroválvula.As eletroválvulas baseiam-se nos conceitos da indução eletromagnética e o campo magnético capaz de atrair um magneto para o núcleo de um solenóide depende da corrente elétrica que percorre as espiras da bobina.No caso, o magneto, vai interagir com uma válvula (daí o nome eletroválvula), controlando a passagem de um fluido (gás ou liquido) por uma tubulação.Conforme a posição de repouso, ou seja sem a ação elétrica, as eletroválvulas podem ser:. NA - Normalmente Aberta. NF - Normalmente Fechada

Nos parágrafos seguintes, todos os exemplos explicativos tratam de eletroválvula NF (Normalmente Fechada), para conhecer o funcionamento de uma eletroválvula NA (Normalmente Aberta) basta inverter as posições.

As eletroválvulas podem ser, segundo o funcionamento elétrico:

. liga/desliga (on/off): No caso de liga/desliga (on/off) a válvula estará fechada se o interruptor estiver aberto e aberta se o interruptor estiver fechado. Na prática, em geral o interruptor não existe, a U.C.E. comanda da seguinte forma: se é necessário abrir a válvula, então é necessário atrair o magneto e neste caso, a U.C.E

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energiza a eletroválvula, fornecendo corrente ao solenóide. Caso contrário, é necessário fechar a válvula, então a U.C.E. desenergiza a eletroválvula, portando o fornecimento de corrente elétrica.

. carga cíclica (duty-cycle): O comando para este caso é realizado a períodos fixos regulares. Durante este período fixo, a válvula estará parte do tempo aberta e parte fechada, de tal modo que o tempo em que ela esteve aberta e o tempo em que esteve fechada, se somados, darão o tempo correspondente ao período fixo (T).

Desta forma, se a U.C.E, quiser manter a válvula, 50% do tempo aberta, ela deverá manter um pulso de corrente para o solenóide durante um tempo correspondente a 50% do período regular (figura). E se for necessário manter somente 80% do tempo aberto, então o pulso deve ser correspondente a 80% do período (figura). E assim por diante para qualquer percentual de tempo de abertura que se queira, dentro da faixa de operação da eletroválvula, isto porque nem todas vão 0 a 100%, mas sim de um mínimo a um período maximo que variam conforme o modelo de fabricação.. corrente variável:O sistema com corrente variável, a U.C.E., fornece solenóide, valores diferentes de corrente em intervalo de tempo regulares (frequência fixa), provocando deslocamentos diferentes do magneto em seu núcleo. Desta forma, a abertura da válvula é proporcional à secção de tubulação, e em função da corrente elétrica fornecida (quanto maior o valor da corrente elétrica, maior o campo magnético e maior o deslocamento do magneto).

As eletroválvulas podem ainda ser:. de duas vias:Possui uma entrada e uma saída.

. de três vias: Possui via A, via B e via C. Sendo uma via fixa (via A) e duas vias variáveis (vias B e C). Assim, se o solenóide está energizado ficam conectados as vias A e B, e se o solenóide está desenergizado ficam conectados as vias A e C.

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.Utilizações mais comuns para as eletroválvulas:

> Comando da injeção de combustível: eletroinjetor.> Comando do sistema anti-evaporativo do tanque: eletroválvula de purga do canister.> Comando do acionamento da válvula EGR: eletroválvula de acionamento da EGR> Comando do sistema EGR: eletroválvula EGR.> Controle da marcha lenta: corretor da marcha lenta tipo eletroválvula.

Simbologia elétrica de uma eletroválvula:> A numeração representa o número do terminal no conector da U.C.E.> A letra indica o endereço de alimentação positiva i da eletroválvula.

4.2.1b - Motor de passo.O motor de passo é constituído de um estator e de um rotor com rosca sem fim. O estator consiste de duas bobinas fixas, e o rotor de um imã permanente e uma haste roscada sem fim que comanda o atuador mecânico, A haste está roscada no imã e é guiada pela carcaça evitando o seu movimento de giro, ou seja, a haste é solidária ao eixo imantado do rotor, girando com a mesma rotação. Por este motivo, o atuador mecânico desloca-se axialmente, num movimento de vaivém. O atuador 'vai' ou 'vem' dependendo do sentido de giro do rotor. O sistema chama-se 'de passo' porque o roto tem um giro escalonado, conforme a comutação do campo magnético do estator.No exemplo a seguir, mostrado pela figura, demonstra o princípio de funcionamento de um motor de passo de 2 pólos.

Passo 1 – giro de 90º Passo 2 – giro de 180º

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Passo 3 – giro de 270º Passo 4 – giro de 360º

o ângulo de rotação a cada comutação das bobinas, a quantidade de 'passos' necessários para uma uni o giro do rotor é determinado pelo número de pólos no stator:. 2 pólos - 4 passos (90°) = 2 . o número de pólos -. 12 pólos - 24 passos (15°).Para fazer girar o roto r no sentido inverso deve seguir os passos em ordem inversa, ou seja, 4-3-2-1.

Utilizações mais comuns para os motores de passo:. Controle da marcha lenta: corretor da marcha lenta tipo motor de passo.

4.2.1c - Motor rotativo.

o princípio de funcionamento do motor rotativo, assemelha-se a uma combinação dos princípios da eletroválvula e do motor de passo.

Os motores rotativos podem ser:

. Simples:No caso de motores simples, um campo magnético gerado pela circulação de corrente em uma bobina, provoca o giro de um rotor (como no motor de passo). O eixo do rotor gira apenas de um ângulo correspondente à forma como foi construído o motor.Na extremidade do eixo rotativo, uma válvula, como mostra a figura ao lado. O comando é do tipo carga cíclica (duty-cycle), portanto de freqüência fixa. A permanência do roto r em uma determinada posição depende então, do tempo de duração do pulso de comando. O retorno é comandada por uma mola de torção e batente (figura abaixo), o que permite a válvula ser normalmente aberta ou fechada (NA ou NF). Por exemplo, sendo a válvula NF, o tempo de

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abertura a válvula será proporcional ao tempo de duração do pulso na bobina, e como no caso das eletroválvulas duty-cycle, o tempo de abertura é medido em função do percentual de tempo em que a válvula permanece aberta.. Duplos:Já nos motores rotativos duplos, o retorno deve ser comandado, já que a mola de torção é substituída uma outra bobina, que combinada com o funcionamento da primeira, faz o eixo girar no sentido horário ou anti-horário (lembra-se do motor de passo). O sistema de abertura e fechamento continua sendo de carga duty-cicle, entretanto, torna-se necessário tanto o comando de abertura quanto o comando de fechamento da válvula.

Utilizações mais comuns para os motores rotativos:. Controle da marcha lenta: corretor da marcha lenta tipo motor rotativo.

Simbologia:> numeração representa o número do terminal conector da U.C.E.> A letra indica o endereço de alimentação pó da eletroválvula.

4.2.1d - Motor de corrente continua.O atuador, neste caso, é um motor elétrico de corrente contínua de princípio de funcionamento idêntico ao do motor elétrico da bomba de combustível.

No eixo do rotor dois enrolamentos de bobina e no estator dois pólos de imã permanente, o chaveamento das bobinas é feito através de escovas que alimentam eletricamente cada bobina alternadamente, provocando uma inversão de pólos magnéticos a cada chaveamento e conseqüente giro do rotor no sentido do pólo fixo do imã.

A inversão do sentido de rotação é conseguido através da inversão da polaridade elétrica nos terminais das escovas. Esta alimentação elétrica deverá ser comanda da pela U.C.E. com uma tensão intermitente, segundo as necessidades de posicionamento, desde alguns milisegundos até a ativação permanente.

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Simbologia :

> A numeração representa o número do terminal no conector da U.C.E.

4.2.1e - Válvula térmica.O princípio de funcionamento da válvula térmica está baseado na deformação provocada pelo aquecimento. de uma haste bimetálica. O aquecimento da haste bimetálica provoca uma dilatação diferenciada em cada um dos metais que compõe a haste, e como estão mecanicamente fixados um ao outro, o resultado é uma de formação do conjunto, provocando um movimento da haste.A haste, então, comanda a ação de uma guilhotina sobre uma tubulação, enquanto que uma mola em oposição ao sentido de ação da haste sobre a guilhotina possibilita o contato constante da guilhotina com a haste.

Para acelerar o processo de aquecimento da haste, esta é envolvida por um elemento de aquecimento (resistor). A figura mostra todo o princípio de funcionamento da válvula térmica.Utilização mais comum para a válvula de controle térmico:. Propiciar uma admissão adicional de ar enquanto a haste bimetálica se mantiver 'fria', proporcionando durante este curto período, uma elevação da rotação do motor.

4.2.1f - Transformador de tensão.O transformador de tensão tem a finalidade de transformar um nível de tensão em um outro mais alto ou mais baixo. O principio consiste no fato que fazendo percorrer uma corrente elétrica em um enrolamento de bobina, esta gera um

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campo magnético e também que o inverso é verdadeiro, um campo magnético pode gerar corrente elétrica nos enrolamentos de uma bobina (experiência do início do capítulo).

Na experiência, recorda-se que a corrente elétrica é gerada somente quando há uma variação das linhas de força.Um transformador então consiste de dois enrolamentos de bobina (como na segunda parte da experiência), um primário que é alimentado de corrente elétrica e um secundário que trabalhará com o princípio magnético.Se a corrente que alimenta o primário for do tipo alternada, sempre há variação das linhas de fluxo do campo magnético sobre o secundário e, portanto, sempre existe corrente elétrica neste. A razão de aumento ou diminuição da tensão na saída, é proporcional à razão do número de espiras entre os dois enrolamentos de bobina.Deste modo se for necessário dobrar o valor da tensão na saída do secundário, então este deverá ter duas vezes mais espiras que o primário e assim por diante. No caso da corrente elétrica ser contínua, como é o caso da bateria, a indução no secundário somente ocorrerá quando ocorrer o chaveamento no primário, entretanto permanece a razão entre as espiras como sendo o fator multiplicador da tensão de alimentação para o cálculo da tensão de saída no secundário.

Simbologia elétrica dos vários tipos de bobinas utilizadas.

Bobina quadrupla Bobina dupla

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Bobina sêxtupl Bobina simples

A numeração representa o numero do terminal no conector da central. A letra indica o endereço de alimentação positiva da eletrovalvula. +15 indica uma alimentação positiva diretamente da chave de ignição.. A bobina poderá ser comandada: Diretamente da central. Indiretamente pela central através de um modulo de ignição.

4.2.1g - Relê.Os relês são chaves que se baseiam nos princípios eletromagnéticos. Compõem-se basicamente de um indutor e uma chave. A corrente elétrica quando percorre os enrolamentos do indutor. gera um campo magnético suficiente para atrair um núcleo e fechar ou abrir um interruptor elétrico e uma mola faz o acionamento inverso. Assim, um relê com chave normalmente aberta (NA). Somente estará fechada quando existir corrente elétrica nos enrolamentos do indutor.Funcionamento passo a passo de um relê de comando direto:

Passo 1:1 Chave de ignição desligada.2. sem corrente elétrica pela bobina do relê.3. sem campo magnético na bobina4. chave do relê aberta5. zero volt (OV) na saída do relê:

Observação:> +30 = positivo de bateria; + 15 = positivo de

bateria após a chave de ignição;> 30 - 85 - 86 - 87 = nomenclatura dos terminais do relê exemplo;> 17 = terminal da E.C.U. de exemplo.

Passo 2:

1. Chave de ignição ligada.

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2. Passa corrente pela bobina do relê.

Passo 3:

1. a corrente elétrica pela bobina do relê gera um campo magnético capaz de fechar a chave do rele.

2. Tensão de bateria (12V) na saída do rele, enquanto a chave de ignição se mantiver fechada.

Observação:O campo magnético na bobina depende da intensidade de corrente elétrica; A corrente elétrica depende da resistência (W) da bobina e da tensão de bateria (V); No ato da partida, com o acoplamento do motor de partida, a tensão cai 2,5 volts; É comum existir uma resistência adicional no terminal de massa do relê; Neste caso a resistência elétrica aumenta; Baixa tensão e alta resistência, a corrente elétrica cai e o campo magnético cai; Resultado, o relê arma normalmente, mas quando aciona a partida desarma.

. Funcionamento passo a passo de um relê de comando indireto:Passo 1:

1 . Chave de ignição desligada,2. sem corrente elétrica pela bobina do relê,3. sem campo magnético na bobina4. chave do relê aberta5. zero volt (OV) na saída do relê.

Observação:. +30 = positivo de bateria; +15 = positivo de bateria após a chave de ignição. 30 - 85 - 86 - 87 = nomenclatura dos terminais

do relê exemplo;. 28 = terminal da E.C.U. de exemplo. A = Endereço para alimentação, por exemplo, do eletroinjetor.. F1 = Endereço para alimentação via fusível, exemplo, da bomba de combustível.. F2 = Endereço para alimentação via fusível, exemplo, do aquecimento da sonda lambda.

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Passo 2:1 . Chave de ignição ligada,2. a espera da satisfação de suas regras:. Alimentação da central. Sinal da rotação do motor. Outra estratégia qualquer a depender do projeto.3. sem corrente elétrica pela bobina do relê,4. sem campo magnético na bobina5. chave do relê aberta6. zero volts(0V) na saída do rele

Passo 3:

1. libera massa pelo terminal correspondente ao chaveamento do rele .

2. passa uma corrente elétrica pela bobina do rele.

Passo 4:1. a corrente elétrica pela bobina do rele gera

um campo magnético capaz de fechar a chave do rele.

Tensão de bateria (12 V) na saída do rele ( pontos A, F1, F2 ) enquanto chave de ignição fechada e equanto as regras da central se mantiverem.

4.2.2 - Atuadores em função da aplicação.Os atuadores em função da aplicação, desta forma, eletroválvulas, motores de passo, motores rotativos, motores de corrente contínua e etc., poderão ser utilizados como:4.2.2a - Eletroinjetor O eletroinjetor é uma eletroválvula NF (normalmente fechada) comandada pela U.C.E. que abre a passagem de combustível para o coletor de admissão ao ser

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energizada e fecha mecanicamente pela ação de uma mola interna quando desenergizada.

A quantidade de combustível injetada será proporcional ao tempo de abertura do eletroinjetor, de modo que a U.C.E. deverá calcular em função da massa de ar admitida e de estratégias específicas tais como motor frio ou .em aceleração rápida, qual o tempo de injeção necessário para satisfazer as necessidades de consumo do motor a eletroinjetor é responsável ainda pela atomização do combustível.

Como vimos, a respeito da classificação dos sistemas de injeção eletrônica, a quantidade de eletroinjetores e a forma como é comandada a sua abertura definem um tipo de injeção eletrônica.Os sistemas podem ser:

monoponto (A injeção de combustível é dada em um único ponto, injetando atrás da borboleta)

Sistema monoponto com quatro bicos injetores:

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. multiponto simultâneo (um eletroinjetor para cada cilindro comandados ao mesmo tempo). multiponto banco a banco (um eletroinjetor para cada cilindro comandados de dois em dois).. multiponto sequencial (um eletroinjetor para cada cilindro comandado individualmente).

1 - Galeria de Distribuição (entrada de combustível)2 - Ar3 - Borboleta de Aceleração4 - Coletor de Admissão5 - Válvulas de Injeção6 - Motor

. Resistores adicionais e ligações em paralelo:

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Alguns sistemas possuem resistores ligados em série com o eletroinjetor (Ex.: Le-Jetronic) e ainda pode !existir a ligação em paralelo (G7.25). Neste caso, é bom lembrar que ligações em série se somam e em paralelo se dividem.

. Injetores com formação antecipadada de mistura.O sistema de injeção Motronic 5.9.2 possui uma circulação adicional do ar de admissão (ar medido),na região da pulverização de combustível das própias válVulas injetoras.Este recurso tem como objetivo, antecipar a formação da mistura para a entrada do combustível pulverizado no interior dos cilindros. O ar de admissão é aspirado para a região do injetor, para que seja emulsionado com o combustível, exatamente na sua região de saída sob pressão. O resultado é uma mistura mais homogênea com combustão mais refinada e índices reduzidos de emissão de hidrocarbonetos.

Testes elétricos:

Passo 1:

Com a U.C.E. desconectada, medir a resistência elétrica entre o terminal sinal na U.C.E e o outro terminal em um outro componente de fácil acesso com o endereço de mesmo nome.Em alguns casos o ponto fácil encontra-se na própria E.C.U. (Ex.: EEC - IV e Motronic)

Passo 2:

Com o motor em funcionamento, medir a tensão alternada nos terminais do eletroinjetor.

4.2.2 b - Bomba Elétrica de CombustívelO acionamento da bomba de combustível é feito por um motor elétrico que é alimentado pelo relé de comando. Ao ser acionada, a bomba faz sucção do combustível por intermédio dos roletes, pressurizado o combustível na sua saída.

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O combustível também é responsável por arrefecer e lubrificar a bomba. A bomba faz sucção 1, o combustível passa pela válvula limitadora de pressão, cuja função é proteger a bomba, caso a linha de pressão seja obstruída. Se houver obstrução na linha de pressão, essa válvula irá abrir, permitindo que o excesso de pressão retome para sua sucção. O combustível lubrifica o rolamento 3 e arrefece o induzido 4 e as escovas 5. Depois o combustível abre a válvula de retenção 6, saindo do interior da bomba de combustível.Quando o motor do veículo é desligado, a bomba de combustível também irá parar de funcionar. Neste momento, a válvula de retenção de pressão 6 irá fechar, não permitindo que caia a pressão e que o combustível retome para o tanque.

Com a rotação do disco rotor 3, os roletes 2 são arremessados para fora através da força centrífuga. O efeito de bombeamento é produzido pelos roletes em movimento, que possuem um aumento de volume na placa guia 4, no lado de sucção, e uma diminuição de volume no lado de pressão.

Teste de vazão da bomba de combustível.Antes de iniciar o teste, certifique-se da condição a seguir:a - Chave de ignição: desligada.b - Relé da bomba: removido.

1- Desconecte a mangueira de retorno do tubo distribuidor.2- Adapte uma mangueira na saída do retomo do tubo distribuidor.3- Faça um curto entre os bomes de alimentação do relé da bomba para acionar a bomba de combustível e realize o procedimento 4 aomesmo tempo.4- Meça o volume de combustível bombeado durante 15 segundos

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Aproximadamente 400 [ml] em 15 segundos.

Teste de pressão de operação do sistema.

1- Antes de iniciar o teste, certifique-se das condições a seguir:a - Chave de ignição: desligada.b - Manômetro: instalado na linha de alimentação.

1 - Feche a válvula estranguladora do manômetro para verificar a pressão máxima da bomba.2 - Ligue a chave de ignição e verifique a pressão no manômetro.Aproximadamente 6,0 [bar]. Realize o procedimento 33 - Abra a válvula estranguladora do manômetro.4 - Dê a partida no motor e verifique a pressão no manômetro.

Aproximadamente 2,4 [bar].

Teste de alimentação elétrica da bomba. 1-Antes de iniciar o teste, certifique-se das condições a seguir:a - Terminal elétrico da bomba de combustível: desconectado.b - Chave de ignição: desligada.

1 - Ligue a chave de ignição e, ao mesmo tempo, realize o procedimento 2.2 - Medir tensão Lê-se: > 11,50 [V] (tensão da bateria) durante 1 segundo, depois a tensão cai para O [V].

Após realizar todos os testes, não se esqueça de:a - Reinstalar as tubulações de combustível.b - Reconectar o terminal elétrico da bomba de combustível.c - Verificar a presença de vazamentos.d - Reinstalar o relé da bomba.

4.2.2c - Bobina de ignição

Vimos anteriormente a função e os vários tipos de bobina de ignição. As bobinas consistem basicamente de enrolamento de bobina primária (baixa tensão) e um outro enrolamento de bobina secundário (alta tensão).O fenômeno da centelha nos eletrodos das velas ocorrerá quando o campo magnético gerado por uma pequena corrente elétrica que circula pelo enrolamento primário for interrompido, induzindo uma tensão no secundário da bobina.

Este comando de corte do primário da bobina poderá ser feito:. diretamente pela U.C.E. ou. indiretamente através de um módulo de ignição.

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Este módulo de ignição poderá ser um componente independente ou estar incorporado junto à bobina de ignição de qualquer modo, o teste do módulo de ignição será apresentado dois capítulos a seguir.A distribuição da centelha poderá se dar por um rotor mecânico idêntico aos já existentes em distribuidor convencionais, ou com a utilização de bobinas duplas para cada par de cilindros do motor. Neste caso, a ignição chamada de ignição estática, pois não existe mais a presença de elementos mecânicos móveis para distribuir centelha.

. Funcionamento do sistema de centelha perdida.

Quando a U.C.E. corta o fluxo de corrente elétrica pela bobina primária, esta induz uma tensão de aproximadamente 20KV na bobina secundária. Surge então uma corrente elétrica que flui originariamente da bobina secundária, eletrodo central da vela 'A', eletrodo lateral da vela 'A', cabeçote, eletrodo lateral da vela 'B', eletrodo central da vela 'B' e fecha-seI circuito em série novamente na bobina secundária.

O circuito poderia ser redesenhado da seguinte forma.A resistência 'A' representa a vela 'A' e a resistência 'B', a vela 'B'. Pela lei de Ohm, a intensidade de corrente elétrica em 'A' e em 'B' são iguais. Já a tensão em 'A' além da intensidade de corrente é proporcional à resistência em 'A' e por força do funcionamento do motor a resistência em 'A' é diferente da resistência em 'B'.

Quando 'A' está em compressão os gases que compõem o dielétrico estão em alta pressão e possuem grande resistência elétrica. Já 'B' está em fase de descarga, os gases estão em baixa pressão e possuem baixas.resistência elétrica. Pela lei de Ohm, portanto teremos uma alta tensão em 'A' e uma baixa tensão em 'B' (aproximadamente 20KV em 'A' e 500V em 'B').Mais 3602 do virabrequim e a situação muda, agora é 'B' quem está em compressão e é 'A' quem está em descarga. As tensões em 'A' e em 'B' se invertem em intensidade, porém o sentido do fluxo da corrente elétrica muda, continua saltando do eletrodo central para o lateral em 'A' e do lateral para o central em 'B', isso porque sentido da corrente elétrica na bobina primária permanece a mesma.

Se você possui uma daquelas pinças indutivas com uma seta indicando 'voltado para a vela' verá que para a vê 'A' isto é válido, mas para a vela 'B'

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você terá que inverter a pinça indutiva apontando a seta para a bobina para um sinal de rotação, por exemplo:

. Diodo em serie com uma bobina secundaria.Em veículos com uma bobina por cilindro (exemplo: Marea 20V e o novo Passat), ao fechar o transistor para carregar a bobina de ignição é gerado no secundário uma alta tensão em função da variação do campo magnético.O início de carga do primário da bobina se dá aproximadamente 120Q antes do PMS, ou seja, no final da admissão e início de compressão. Neste momento, o campo magnético no primário varia de "zero" para "alguma coisa", e esta variação gera a indução eletromagnética do secundário. É o mesmo fenômeno que ocorre quando cortamos a carga do primário e fazemos variar o campo magnético de "alguma coisa" para "zero", só que o sentido da corrente elétricaserá inverso.Na ignição convencional isto não ocorre por causa do direcionamento do rotor que no início da carga encontra-se distante do eletrodo. Na ignição por centelha perdida, também não ocorre por causa da ligação em série das duas velas e da resistência elétrica dos dois dielétricos no momento do início de carga, que impede o fluxo de corrente elétrica. (Nota: lembrem que a resistência do dielétrico dependerá da condição dos gases na câmara de combustão - veja página anterior)O que ocorreria se neste caso da centelha perdida, os eletrodos das velas estivessem muitos fechados? A resistência dos dielétricos seria baixa e poderia ocorrer inconveniente de termos a combustão pela tubagem de admissão.Na ignição cilindro a cilindro, o problema é corrigido com a inserção de um diodo em série com o enrolamento secundário da bobina. Este diodo permitirá o fluxo de corrente elétrica no sentido desejado e inibirá o fluxo no sentido contrário.

. Teste geral da bobina de ignição Com o auxílio de um centelhador, ou de uma pinça indutiva (de uma lâmpada estroboscópica ou de um tacômetro verifique se existe alta tensão no secundário da bobina).Caso não haja, a falha poderá estar:. Rotor , cabo de bobina, distribuidor (se houver);. Bobina de ignição;. Ligação elétrica entre bobina e módulo de ignição (se houver);. Ligação elétrica entre bobina e U.C.E. (se houver);. Ligação elétrica entre módulo de ignição e U.C.E. (se houver e se o sinal de rotação estiver sendo enviada somente à U.C.E.);. Falha no sensor de rotação (como testar no capítulo seguinte);. Falha no sensor de fase (se houver o sensor e senão existir estratégia de auto-socorro - como testar a seg).

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. Falha na alimentação da U.C.E. e/ou do módulo de ignição;

. Falha no módulo de ignição (se houver)

. Falha na U.C.E. (se o sinal de rotação não estiver sendo enviado ao módulo de ignição).

. Teste geral da bobina Caso exista módulo de ignição e este receba sinal de rotação diretamente do sensor, verificar com o auxílio de lâmpada estroboscópica se o ponto de ignição está fixo ou variando constantemente. Caso esteja fixo a falha pode estar:. Na ligação elétrica entre o módulo de ignição e a U.C.E.;. Na U.C.E.;. No módulo de ignição.

. Teste elétrico.

Primário de bobina simples Com a U.C.E. ou módulo de ignição desconectado, chave de ignição desligada, medir a resistência entre o terminal correspondente ao chaveamento da bobina e o ponto de alimentação positiva da bobina.

. Secundário de bobina simples. Com a chave de ignição desligada, medir a resistência entre o terminal correspondente ao ponto de alimentação positiva da bobina e a torre de saída de alta tensão.

. Primário de bobina dupla Com a U.C.E. ou módulo de ignição desconectado, chave de ignição desligada, medir a resistência entre o terminal correspondente ao chaveamento da bobina e o ponto de alimentação positiva da bobina.

.

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Secundário de bobina dupla.Com a chave de ignição desligada, medir a resistência entre as torres de saída de alta tensão.

Secundário de bobina duplaCom a chave de ignição desligada, medir a resistência entre as torres de saída de alta tensão.

Bobina quadruplaCom a U.C.E. ou módulo de ignição desconectado, chave de ignição desligada, medir a resistência entre Io terminal correspondente ao chaveamento da bobina e o ponto de alimentação positiva da bobina. Para a outra bobina, basta mudar o endereço na U.C.E. Para o teste do secundário, proceder como se fossem duas bobinas duplas.

Bobina com módulo de ignição incorporado.

. Teste somente o secundário da bobina como descrito anteriormente para bobina dupla.

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Primário de bobina simples ou dupla Com o motor em funcionamento, ou com tentativa de partida, ligar o voltímetro alternado entre o ponto de chaveamento na U.C.E. ou no módulo de ignição e massa. Deverá existir um sinal correspondente ao chaveamento primário da bobina. O teste vale para qualquer tipo de bobina.

4.2.2d - Eletroválvula de purga do canister

A eletroválvula de purga do canister é o componente que controla o fluxo de vapor (purga) do canister (filtro de carvão ativado) para o coletor de admissão durante várias condições de funcionamento do motor.A eletroválvula é do tipo normalmente fechado. Para ativá-Ia, eleve o giro do motor por alguns instantes. Eletroválvula de ventilação do canister Alguns sistemas possui uma eletroválvula que controla a abertura ou o fechamento do orifício atmosférico do canister. Isto permite que a U.C.E. em conjunto com a eletroválvula de purga do canister, abaixe a pressão no reservatório de combustível.

Testes Elétricos:Siga o padrão de testes especificados para os corretores de marcha lenta tipo eletroválvula.

Monitor do sistema evaporativo de emissão (EVAP) do Sistema EEC-VO monitor do Sistema Evaporativo de Emissão (EVAP), é uma estratégia de bordo destinada a testara: funcionamento correto do sistema evaporativo, verificando o funcionamento de seus componentes e a habilidade de injetar vapor de combustível (hidrocarbonetos) ao motor. Além disto, o monitor detecta

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vazamentos iguais ou maiores que 1 mm efetuando uma verificação de vácuo do sistema evaporativo completo, O monitor depende do solenóide de ventilação canister (esta eletroválvula comunica o canister à atmosfera) para vedar o sistema evaporativo inteiro contra a atmosfera e da válvula de gerenciamento de vapor para puxar vácuo do motor para o reservatório de combustível.Resumindo: a eletroválvula de ventilação é fechada para isolar o canister da atmosfera e a eletroválvula dê gerenciamento é aberta para que o motor faça vácuo reservatório de combustível.Se a meta de vácuo não for alcançada pelo sensor de pressão do reservatório dentro do período de tempo determinado, então um vazamento ou falha de fluxo existe. Se a meta do vácuo for alcançada, então ambos solenóides são mantidos fechados a fim de reter vácuo por um período de tempo dosado. O erro é registrado após 3 tentativas o vácuo.

4.2.2e - Eletrovalvula EGRA diferença entre eletrovalvula EGR e eletroválvula de comando da EGR é que ao invés de controlar o vácuo, a central controla diretamente a passagem dos gases para tubulação que interliga os coletores de admissão escape. A válvula EGR é acionada eletricamente através de pulsos pela central de controle. Este sistema (incorporado ao veículo em meados da década de 70) tem por objetivo a diminuição das emissões de NOx. Estas são decorrentes das altas temperaturas da câmara de combustão associadas à presença de oxigênio. Seu máximo acontece para mistura levemente pobre, próxima da estequiométrica.Verifica-se que a incorporação (recirculação) de uma parte (entre 20% e 30%) dos gases inertes de escape à mistura admitida nos cilindros propicia a diminuição da pressão média efetiva, o que resulta na diminuição da temperatura máxima da câmara de combustão e, com isto, a diminuição na formação de NOx. A diminuição da pressão média efetiva decorre do fato de que os cilindros admitem um volume de mistura entre 20% a 30% menor quando há recirculação de gases de escape.

Tipos de válvulas EGR

As válvulas utilizadas se diferenciam, basicamente, pela forma em que são controladas: por meios pneumáticos ou eletrônicos.

- Controle pneumático: (diafragma controlado por vácuo): neste modo de controle, o diafragma da válvula EGR é movimentado pela presença de vácuo numa de suas faces; o vácuo pode ser retirado de um furo progressivo, no corpo de borboleta ou do próprio coletor de admissão; quando do coletor, o vácuo é controlado por uma válvula solenóide (denominada EVR), que por sua vez é comandada pela central.

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.Tipos:

-de diafragma único : A haste da válvula é movimentada por um diafragma em uma de cujas faces atua vácuo. O vácuo pode vir de um furo progressivo no corpo de borboleta. Na tubulação do vácuo de controle pode existir um interruptor térmico que impede que a válvula abra nas baixas temperaturas. Neste caso, a válvula opera totalmente independente da UC. Em outros casos, na linha do vácuo de controle existe uma válvula solenóide (EVR), comandada pela UC. Neste caso, a UC aciona a EVR com ciclo de trabalho variável com o que se consegue a abertura parcial e gradual da válvula EGR. Em aplicações mais recentes, este tipo de válvula possui um potenciômetro linear solidário à haste, que funciona como sensor de posição da sensor EVP.

- Válvula EGR de contra-pressão positiva (em inglês: positive backpressure).Esse tipo de válvula possui 2 diafragmas: o principal (que movimenta a haste) e o da válvula reguladora interna. A válvula de controle interna atua como regulador de vácuo. Esta válvula interna está normalmente aberta pela força da mola (com motor parado ou com pressões negativas no escape). A válvula interna controla a quantidade de vácuo aplicado ao diafragma principal, liberando vácuo para a atmosfera durante certas condições de funcionamento. A válvula de controle recebe um sinal de contrapressão positiva, através da haste vazada; essa pressão positiva do escape fecha a válvula reguladora impedindo a entrada de ar na câmara de vácuo principal; com isso o vácuo de controle atua sobre o diafragma principal e abre a EGR, permitindo assim a recirculação dos gases de escape. Este tipo de válvula (nas

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aplicações conhecidas) não possui sensor de posição e foi utilizado, principalmente, pela GM.

Válvula EGR de contra-pressão negativa (em inglês: negative backpressure)

Este tipo de válvula possui 2 diafragmas: o principal (que movimenta a haste) e o da válvula reguladora interna.A válvula de controle interna atua como regulador de vácuo. Esta válvula interna está normalmente fechada pela força da mola (com motor parado ou com pressões positivas no escape). Nesta condição, o vácuo de controle atua sobre o diafragma principal abrindo a EGR. Com pressões negativas no escape, a válvula reguladora interna abre, permitindo a entrada de ar na câmara de vácuo do diafragma principal; neste caso a EGR fecha impedindo a recirculação de gases. Este tipo de válvula (nas aplicações conhecidas) não possui sensor de posição foi utilizado, principalmente, pela GM.

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- Controle eletrônico: Neste modo de controle, a haste da válvula EGR é acionada de forma eletrônica, através de solenóides presentes no interior da válvula ou através de motor de passo.São elas:- Válvula EGR linear :

Neste sistema, a válvula EGR é acionada por um solenóide. Também, no mesmo invólucro, e solidário ao eixo da EGR, encontra-se o sensor de posição da válvula (sensor EVP). Portanto, o conector elétrico da válvula possui 5 terminais: 2 correspondentes ao solenóide de acionamento da EGR, e 3 ao sensor de posição (massa, alimentação e sinal de posição). Esse tipo de válvula é utilizado, principalmente, pela GM.

Válvula EGR digital:

Essa válvula EGR pode estar constituída de 2 ou 3 solenóides. Quando acionados, permitem a recirculação de fluxos diferentes de gases de escape. Isto se deve a aberturas de diâmetros diferentes.

Cada uma das válvulas pode ser energizada independentemente e comandada totalmente aberta ou totalmente fechada. Portanto, utilizando uma EGR Digital de 3 solenóides, é possível estabelecer 7 fluxos diferentes de recirculação.

No caso de uma EGR Digital de 2 solenóides, é possível estabelecer 3 fluxos diferentes.

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- Válvula EGR de motor de passo

Nesse tipo, a haste da válvula é estendida / retraída utilizando um motor de passo. O mecanismo de transformação de movimento rotativo em linear é similar àquele utilizado nos sistemas de controle da marcha lenta que usam motor de passo. Até o momento, esse tipo de válvula não possui sensor de posição.

Testes ElétricosComo trata-se de uma eletroválvula, proceda do modo como mostrado no teste de um corretormarcha lenta tipo eletroválvula.

4.2.2f - Eletroválvula de compensação do ar condicionadoNa ausência de um corretor da marcha lenta, faz uma passagem paralela de ar controlada por u eletroválvula, que garante uma suplementação extra de ar quando o motorista aciona o sistema de ar condicnado. Para acioná-Ia, ligue o sistema de ar condicionado.

Testes Elétricos

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Como trata-se de uma eletroválvula, proceda do mmo modo como mostrado no teste de um corretor marcha lenta tipo eletroválvula.

4.2.2g - Válvula suplementar de ar na fase friaA válvula de suplementar de ar na fase fria, não é atuador controlado pela U.C.E., mas uma válvula térmica que permite uma passagem adicional de ar quando aumentando a rotação do motor neste regime, e que acha-se quando aquecida.

4.2.2h - Variador de fase.O sistema variável de comando das válvulas tem função de adequar o momento de abertura e fechamento das válvulas de admissão, de acordo com o regime trabalho exigido, beneficiando o torque máximo ou potência máxima desenvolvida. Este recurso permite' da mais economia de combustível e reduzido índice de emissões.Nos regimes de trabalho de cargas parciais, movimentos dos pistões são suficientemente lentos p que a mistura seja admitida unicamente pela de pre gerada no interior do cilindro. Nesta condição, a aberta das válvulas de admissão deve ocorrer depois que, pistão inicia o seu movimento descendente. .Em rotações mais elevadas, a admissão pode oco' mesmo com o pistão em movimento ascendente de à energia cinética dos gases (devido à velocidade dos gases). Então, antes mesmo que o pistão chegue PMS (Ponto Morto Superior) à válvula de admissão estará aberta permitindo uma entrada da mistura h visto que a energia cinética dos gases de admissão maior do que o contra-fluxo gerado pelo movimento pistão.

Variador de fase – Marea: Com a eletroválvula em repouso, o óleo flui pela eletroválvula em direção à câmara superior do cilindro hidráulico, forçando o tensor baixo.Com a eletroválvula energizada , o óleo pela eletroválvula em direção à câmara do cilindro hidráulico, forçando o tensor cima, então, em cargas parciais, a central desenergiza a eletroválvula, permitindo o. de óleo para o tensor no sentido de forçá-lo baixo e mantendo atrasada a abertura da Ia de admissão. Em rotações mais altas, a U.C.E.válvula, permitindo o fluxo de óleoComando variavel – Passat 1.8 20v:o movimento do virabrequim é transferido para o comando de escape através de uma correia dentada. Por sua vez, o comando de escape, movimenta o comando de admissão através de uma corrente. O tens.or corretor é acionado pela pressão hidráulica do sistema de lubrificação, comandado pela eletroválvula de gerenciamento do variador de fase. Esta eletroválvula é comandada diretamente pela Unidade de Comando Eletrônico da injeção eletrônica. Entre os dois comandos, existe o tensor corretor que atua diretamente na corrente de transmissão de movimenta de um comando para o outro. O tenso r

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pode ser acionado para cima ou para baixo, dependendo do sentido do fluxo de óleo.

4.2.2i - Eletroválvula de gerenciamento do coletor variável.Para obtenção de torque elevado nos regimes das cargas parciais, há necessidade de um coletor de admissão longo e de seção estreita.Para consecução de potência nas faixas de rotações mais elevadas, exige-se um coletor de admissão curto e de grande seção.

O

coletor variável tem por finalidade alterar o comprimento dos dutos do coletor de admissão, e ou o diâmetro de sua seção, de modo a garantir um melhor enchimento dos cilindros, tanto nas baixas rotações, como nas elevadas..Existe uma válvula borboleta para cada duto de admissão, ou seja, uma para cada cilindro. O conjunto de válvulas borboleta é acionado por um dispositivo de comando pneumático. Sob a ação de vácuo, as válvulas borboleta se abrem, e sem a ação do vácuo a mola de retorno do dispositivo pneumático faz com que as válvulas borboleta se fechem. Para gerenciar o vácuo para. o dispositivo existe uma eletroválva fica de três vias que denominaremos de acordo com a sua função de életrováIvula e gerenciamento de vácuo sistema coletor variável. Em uma via vácuo, na segunda pressão atmosférica e a terceira e conectada ao dispositivo pneumático. Para obter a borboleta fechada

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(pressão atmosférica) ou aberta (vácuo) depende da via da eletroválvula que se encontra ligado dispositivo pneumático.A central de injeção comanda a eletroválvula de gerenciamento de vácuo de modo a obter a borboleta fechada (duto longo) em cargas parciais e borboleta aberta (duto fechado) em regimes de cargas de rotações mais elevadas.

F250 4.2L – Controle elétrico dos dutos do coletor de admissão.

É o sistema IMRC tem dois receptores do coletor de admissão por cilindro para fluxo de ar na câmara de combustão. Um dos receptores está sempre aberto enquanto que o outro possui uma válvula tipo borboleta que será comandado pela central da injeção eletrônica.

O mecanismo de atuação da válvula borboleta pode ser do tipo eletromecânico

ou do tipo a vácuo direto. As válvulas borboletas de todos os cilindros são abertas simultaneamente em um único comando.

No sistema eletromecânico, as válvulas borboleta são mantidas fechadas uma mola de retorno localizada no eixo da placa da válvula. Para abri-las a central comanda o atuador IMRC que puxa o conjunto do eixo utilizando um do tipo acelerador.

No sistema de atuador de vácuo direto, as molas de retorno estão localizadas dentro do atuador de vácuo. A central comanda um solenóide de controle vácuo permitindo que o vácuo passe ou não para o atuador. Sem vácuo o é, atuador fecha as placas das válvulas por força das molas de retorno. Com a presença de vácuo no atuador as placas das válvulas se abrem.

Abaixo de aproximadamente 3000rpm, as válvulas são fechadas e acima de aproximadamente 3600 as válvulas abertas. O sistema é ainda sinal interruptor à central para a posição das placas das válvulas.

4.2.2j - Eletrovalvula de gerenciamento da sobrepressão do turbo compressor

O turbo compressor é um conjunto turbina-compressor. A turbina é acionada pelos gases de escape do motor, transformando a energia potencial desses gases (pressão) em energia cinética (rotação de um eixo). Do outro lado deste mesmo eixo está o compressor que transforma a energia cinética em energia potencial (comprimindo os gases de admissão). O aumento da pressão na admissão implica em aumento de densidade e, portanto de massa permitindo uma adição maior de combustível. Mais ar e mais combustível representa

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maior energia gerada na combustão. O resultado disso é um aumento de potência e de torque do motor em uma ampla gama de rotação.

Funcionamento:

A energia contida nos gases de escapamento gira o rotor da turbina que transmite esta forçar para o lado da admissão (compressor) de forma que o ar admitido seja comprimido até a uma pressão determinada pela ação conjunta da mola da valvula reguladora de pressão e a eIetroválvula. Assim a pressão pode ser ajustada toda a faixa de rotaçao através da unidade de comando da Injeçao que tem memorizada uma curva caracterlstlca em função do ângulo de abertura da borboleta aceleradora e da rotação do motor.Tal regulagem se efetua pela unidade de comando, que aciona a eletroválvula através de pulsos de tempo variável (duty cycle) Estando a eletroválvula em condição de repouso o canal b estará totalmente fechado enquanto que a mangueira e comunica-se com a d que tem alta pressão. Neste caso, a força exercida pelos gases de escapamento para abrir a válvula reguladora de pressão será baixa uma vez que a pressão em e é alta e está a favor dos gases de escape. Abrindo a válvula reguladora os gases escapam paralelamente à turbina e reduzem o poder de compressão do compressor.Na condição energizada, o canal b também se comunica com a mangueira e, descarregando parcialmente pressão do canal d. O canal e passa a ter uma pressão mais baixa o que exigirá uma maior pressão dos gases de escape para abrir a válvula reguladora de pressão. Ou seja aumenta a passagem dos gases de descarga turbina e consequentemente a pressão na saída do compressor.Ao desacelerar o motor a pressão do turbo que continua atuando gera uma contra pressão na turbina freiaria muito. Por isso assim que se fecha a borboleta aceleradora, criando uma depressão em a, faz com que vença carga da mola do by-pass, permitindo que o ar seja recirculaNdo pelo by-pass e reintroduzido no compressor. Ao acelerar novamente a depressão do coletor diminui, fecha-se a válvula "by-pass" e restabelece imediatamente a pressão do turbo.

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Adicionalmente o sistema leva sensor de altitude para complementar o programa de controle da pressão do turbo protegendo assim a turbina contra sobre-rotação. Além disso o sistema possui um intercooler que visa abaixar a temperatura do ar admitido (entra a 103ºCe sai a 53°C aproximadamente), já que ao passar pela turbina temdo motor devido à baixa densidade do ar aquecido.

5- Estratégias de Funcionamento do Sistema

5.1 -Tempo de injeção.O tempo de injeção de combustível ou simplesmente tempo de injeção (Ti) é o tempo em milisegundos (ms) em que as válvulas injetoras permanecem abertas (energizadas) no seu ciclo abre e fecha. Essa abertura é comandada pela UCE (quando a UCE aterra o circuito das válvulas injetoras, elas se abrem). A parte móvel, chamada no eletroinjetor de agulha tem forma tal que nebuliza em cone para melhor vaporização do combustível. Nos sistemas monoponto o(s) eletroinjetor(es) montado no corpo de borboleta, no centro do fluxo de ar e acima da borboleta aceleradora.Nos sistemas multiponto eletroinjetor é montado anterior às válvulas de admissão Ide tal forma que o jato cônico não chegue às paredes do coletor, mas se deposite na cabeça da válvula, que é o ponto mais quente. Isto causa posterior vaporização do combustível, particularmente útil quando a injeção se dá com as válvulas de admissão fechadas.A extremidade do eletroinjetor também tem um casquilho de proteção térmica de teflon para evitar a evaporação de combustível e consequente cristalização de resíduos secos na agulha. O pulso de acionamento das válvulas injetoras pode apresentar basicamente três tipos de sinais (conforme o sistema de injeção eletrônica utilizado) :

. Sinal ConvencionalUtilizado pela maioria dos sistemas de injeção eletrônica dos veículos nacionais. Nesse caso, a UCE aplica corrente constante ao injetor de combustível, durante seu período de abertura. Alguns sistemas como o do TIPO 1.6 ie utilizam um resistor em série ao enrolamento da válvula injetora para limitar a intensidade de corrente que o circula. Outros, como o GOL MI 1000, possuem a resistência elétrica do circuito de controle elevada.

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1 - Tensão de bateria.

2 - Inícios da energização da válvula injetora, iniciando a alimentação de combustível (a haste é atraída pelo eletroimã).3 - Fim da energização do enrolamento da válvula injetora, interrompendo a alimentação de combustível.4 - Pico de tensão causada pela finalização do controle da válvula injetora.

. Sinal de Corrente Controlada

Nesse caso, a UCE utiliza-se de dois circuitos internos para controlar o tempo de abertura da válvula injetora. O primeiro circuito serve para retirar a haste da válvula de sua sede, por isso permite um fluxo de corrente elevado.Depois que a válvula já está aberta, a UCE ativa o segundo circuito que envia uma intensidade de corrente menor para mater a abertura da mesma (pelo tempo calculado com base nas informações dos sensores).

1- Tensão de bateria.

2 - Início da energização da válvula injetora, iniciando a alimentação de combustível, (a haste é atraída pelo eletroimã).

3 - Diminuição da intensidade de corrente.

4 - Pico de tensão causado pela mudança repentina da intensidade de corrente aplicada à válvula injetora.

5 - A intensidade de corrente é diminuída, mantendo aberta a válvula injetora.

6 - Fim da energização do enrolamento da válvula injetora, interrompendo a alimentação de combustível.

T1-Tempo para abertura da válvula injetoraT2-Tempo em que a válvula injetora é mantida abertaTi = Tempo total de abertura (energização da Válvula injetora)

Onde: Ti = T1 + T2

Utilizam-se desse tipo de sinal os veículos das famílias Corsa MPFI, Corsa EFI,

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Kadett EFI, Monza EFI, Ipanema EFI, Linha FIAT ie (G7), linha FORD/VW (EEC-IV)etc.

A maioria dos multímetros automotivos comercializados no mercado nacional não "consegue" medir esse tipo de sinal. Isso ocorre porque tais equipamentos medem somente o tempo gasto para abrir a válvula injetora - T1 (que praticamente não varia). Não medem o tempo gasto para manter a válvula aberta - T2 (que varia em função das condições de funcionamento do motor).Portanto, quando a medição é feita com esses equipamentos, o tempo de injeção encontrado é um valor fixo, menor que o valor real.

. Sinal modulado.

O controle da abertura das válvulas injetoras por sinal modulado assemelha-se ao por intensidade de corrente controlada. Porém, no sinal modulado a válvula injetora é mantida aberta através de uma seqüência de pulsos (vide oscilograma).A medição desse sinal pode ser feita de maneira satisfatória, utilizando-se osciloscópios automotivos ou scanners.

O tempo de injeção é calculado com base em todas as condições de funcionamento do motor (rotação, temperatura da água, temperatura do ar, pressão no coletor de admissão, velocidade do veículo, abertura da borboleta de aceleração etc.) e corrigido em função do sinal da sonda lambda (sensor de teor de oxigênio nos gases de escape) que avalia a eficiência da combustão.

1 - Tensão de bateria.

2 - Início da energização da válvula injetora, iniciando a alimentação de combustível, (a haste é atraída pelo eletroimã).

3 - Diminuição da intensidade de corrente.

4 - Pico de tensão causado pela mudança repentina da intensidade de corrente aplicada à válvula injetora.

5 - Pulsos (liga/desliga) para manter a válvula injetora aberta.

6 - Fim da energização do enrolamento da válvula injetora, interrompendo a alimentação de combustível.

T1 - Tempo para abertura da válvula injetoraT2 - Tempo em que a válvula injetora é mantida abertaTi - Tempo total de abertura (energização da Válvula njetora)

Onde: Ti = T1 + T2

. Calculo do tempo de freqüência de injeção.

95

O cálculo do tempo básico de injeção segue quatro princípios básicos e que servem de estratégia para a determinação do tempo de injeção:1) O primeiro está baseado no cálculo da densidade do ar, em função da pressão e da temperatura do ar. Quanto maior a pressão e quanto menor a temperatura do ar, maior a densidade. Quanto mais denso, maior será a quantidade de ar dentro de um mesmo volume (cilindro e câmara de combustão) e portanto maior a necessidade de combustível, maior o tempo de injeção. E o sistema rotação - densidade (speed - density).2) O segundo principio está no fato de que a quantidade de ar admitida é proporcional à vazão de ar pela tubulação de admissão. Quanto maior a vazão, maior a quantidade de combustível necessária. E o sistema de medição volumétrica.3)O terceiro determina diretamente a quantidade de ar aspirada pelo processo de troca de calor com um elemento resistivo aquecido. Quanto maior a troca de calor, maior a quantidade aspirada e maior a necessidade de combustível. É, o sistema de medição mássica.4) O quarto método determina experimentalmente o tempo de injeção e plota um mapa rotação x ângulo de borboleta. Quanto mais aberta a borboleta, maior a quantidade de combustível necessária.

Em todos estes métodos, a rotação do motor determina a freqüência de abertura do injetor. Quanto maior ai rotação, maior a freqüência de abertura do eletroinjetor. Estratégias específicas de funcionamento do motor neste ponto, tem-se que o tempo básico de injeção deve ser corrigido, para mais ou para menos, em função destas estratégias.A U.C.E. trabalha, em condições normais, tentando impor um tempo de injeção tal que proporcione uma mistura ideal (lambda = 1), todavia esta condição muda:- Na marcha lenta, a rotação deve ser estabilizada, e os níveis de emissões controlados.- Na fase fria, deve-se aumentar o tempo de injeção, a fim de enriquecer a mistura e compensar as perdas por condensação, etc., além disso, a rotação no regime de marcha lenta deve ser inversamente proporcional à temperatura do motor; quanto menor a temperatura, maior a rotação no regime de marcha lenta. Na partida, também deve-se enriquecer a mistura para possibilitar uma partida rápida e eficiente.- Em acelerações rápidas, para que não se tenha uma descontinuidade (buraco) entre a passagem marcha lenta ou parcial para a plena carga, tem que se enriquecer a mistura. Também a plena carga necessita de mistura rica.- E nas desacelerações, para que se possa economizar combustível e diminuir os níveis de emissões de poluentes, o tempo de injeção deverá ser reduzido ouigual a zero, trabalhando o motor neste período com mistura pobre.

. Dosagem do combustível – Sistema monoponto.Para controlar a quantidade de combustível nos sistemas monoponto, a U.C.E. pode utilizar de duas estratégias para comandar a abertura do injetor:. Funcionamento síncrono.O comando em funcionamento síncrono ocorre quando a U.C.E. aciona o eletroinjetor toda vez que for enviado um impulso de alta tensão às velas. Neste caso são dois tempos de injeção para cada volta do virabrequim.

96

. Funcionamento assíncronoNo funcionamento assíncrono, a U.C.E. comanda a abertura do eletroinjetor independentemente do número de impulsos de alta tensão enviados à vela. Isto ocorre porque, em determinadas condições (com tempos basede injeção muito breves), as características mecânicas de inércia (histerese) do eletroinjetor não permitem aberturas e fechamentos corretos, pelo qual deve-se adotar uma estratégia particular que entre dentro das características mecânicas do eletroinjetor.Da forma como a U.C.E. comanda o acionamento dos eletroinjetores (somente no caso de multiponto), os sistemas são chamados de:. Simultâneo - quando o comando é único e todos abrem ao mesmo tempo. Nos sistemas simultâneos, todos os eletroinjetores abrem-se ao mesmo tempo. Isto a princípio pode dar a idéia de uma grande perda de combustível, uma vez que em grande parte das vezes irá se injetar combustível a válvula de admissão fechada. A tabela apresenta uma estratégia para a partida com

abertura simultânea dos eletroinjetores cada # representa um volume injetado

e que fica retido no coletor, e quando aparece ( # ) representa que o volume foi

admitido para a câmara de combustão para ser queimado. Três ( # # # ) significa que existem três volumes acumulados no coletor.

. Estratégia de partida no sistema simultâneo:

Para cada ignição uma injeção. 2 injeções para cada volta do virabrequim

A partir do segundo ciclo o sistema encontra-se estabilizado e sempre estará admitindo 4 volumes de injeção. Esta estratégia permite uma partida fácil, pois a mistura estará rica durante o processo de partida. A tabela seguinte já mostra que pode reduzir à metade esta freqüência de injeção.

Estratégia de funcionamento normal – Simultâneo

97

1 2 3 4 Condição do ciclo térmico.

Ign/inj Compressão

#Expansão

#Admissão

#Descarga

#Inicio0º a 180º

Ign/inj Expansão

##Descarga

##Compressão

#Admissão

( # # # )180º

a360º

Ign/inj Descarga

###Admissão

( # # # )Expansão

##Compressão

#360º

a540º

Ign/inj Admissão

( # # # )Compressão

#Descarga

###Expansão

##540º

a720º

Ign/inj Compressão

#Expansão

##Admissão

( # # # )Descarga

###Inicio0º a 180º

O primeiro passo na tabela representa o quarto passo da anterior e não quinto.Observa-se que com esta estratégia, estará sempre admitindo apenas 2 (dois) volumes de injeção e não 4 (quatro) como inicialmente poderia se pensar, e isto representa economia de combustível e baixo nível de emissões de poluentes. A U.C.E. somente comanda o injetor quando recebe o sinal de PMS do primeiro cilindro.

Para cada duas ignições uma injeção, ou seja, 1 injeção para cada volta do virabrequim.

Sistema banco a banco: Quando o comando é alternado entre conjuntos de dois ou três eletroinjetores. O resultado é semelhante à estratégia simultânea, mas tem as suas diferenças. Teoricamente, não existe injeção na fase de compressão, e enquanto que no mo dela simultâneo, sempre que isto ocorria, estavam armazenados no coletor de admissão o equivalente a 4 (quatro) volumes de injeção, enquanto que neste sistema banco a banco, nunca mais do que 2 (dois) volumes ficam à espera da abertura da válvula. Para reconhecer esta estratégia, a U.C.E. necessita conhecer além do PMS do 1 ° e 4°, o PMS dos outros dois cilindros.Na tabela a estratégia do sistema banco (1-4) a banco (2-3).

98

1 2 3 4 Condição do ciclo térmico.

Ign Compressão Expansão

#Admissão

(##)Descarga

#Inicio

0ºa

180ºIgn/inj Expansão

#Descarga

##Compressão

#Admissão

(##)180º

a360º

Ign Descarga

#Admissão

(##)Expansão

#Compressão 360º

a540º

Ign/inj Admissão

(##)Compressão

#Descarga

##Expansão

#540º

a720º

Ign Compressão Expansão

#Admissão

(##)Descarga

#Inicio

0ºa

180º

. Seqüencial - quando o comando é individualizado e segue a seqüência da ordem de ignição. Para adotar esta estratégia, a U.C.E. necessita de um sinal de fase, para que se possa identificar o cilindro número 1 e a partir daí reconhecer todos os outros. Os sistemas de comando seqüencial podem, em função de sua própria estratégia, comandar os eletroinjetores de forma defasada, que quer dizer: comandar a abertura dos eletroinjetores antes mesmo da abertura da válvula de admissão. Ou seja, os quatro injetores são comandados de acordo com a seqüência de aspiração dos cilindros do motor, enquanto a solicitação pode iniciar para cada cilindro, por exemplo, na fase de expansão até a fase de aspiração já iniciada.

99

1 2 3 4 Condição do ciclo térmico.

Inj 2/3

Compressão

Expansão

#Admissão

(#)Descarga Inicio

0ºa

180ºInj 1/4

Expansão

#Descarga

#Compressã

oAdmissão

(#)180º

a360º

Inj2/3

Descarga

#Admissão

(##)Expansão

#Compressã

o360º

a540º

Inj1/4

Admissão

(##)Compressã

oDescarga

#Expansão

#540º

a720º

Inj2/3

Compressão

Expansão

#Admissão

(#)Descarga

#Inicio

0ºA

180º

1 2 3 4 Condição do ciclo térmico.

Inj 3 Compressão

Expansão Admissão

(#)Descarga Inicio

0º a 180º

Inj 4 Expansão Descarga Compressão

Admissão

(#)180º

a360º

Inj 2 Descarga Admissão

(#)Expansão Compressã

o360º

a540º

Inj 1 Admissão

(#)Compressã

oDescarga Expansão 540º

a720º

Inj 3 Compressão

Expansão Admissão

(#)Descarga Inicio

0º a 180º

6 - Sistema de Ignição

Ao sistema de ignição cabe a importante tarefa de inflamar a mistura ar-combustível no momento correto, gerando a combustão que irá efetivamente funcionar o motor.Em um motor composto por vários cilindros, a queima ocorre de acordo a uma ordem de queima estabelecido no projeto, durante o desenvolvimento do motor.O sistema transforma os 12V da bateria em algumas dezenas de milhares de volts, suficientes para transpor a distância existente entre os eletrodos das velas de ignição.

6.1 - Principais componentes do sistema de ignição

• Bateria – é a fonte de energia do sistema. Carregada pelo alternador, a bateria alimenta não só o sistema de ignição, como também todos os demais componentes elétricos do veículo. A bateria é um acumulador que armazena energia elétrica em forma de energia química. Durante a carga a energia elétrica é transformada em energia química e vice-versa.

• Bobina de ignição – é um transformador que eleva uma tensão contínua pulsante, permitindo transformar uma corrente contínua em pulsos de alta tensão que serão conduzidos às velas de ignição – Fig. 11.39;

Fig. 11.39 – Bobinas de ignição 5

• Distribuidor – como o próprio nome indica, realiza a distribuição da alta tensão gerada pela bobina às respectivas velas de cada cilindro, segundo a ordem de queima do motor. Uma peça denominada rotor gira internamente ao distribuidor, fazendo a distribuição da corrente elétrica. Não existe contato físico entre as partes, a alta tensão consegue transpor a pequena distância existente entre os contatos.O rotor (Fig. 11.40) possui resistência elétrica com o intuito de suprimir interferências provocadas pelas faíscas nas velas.

5 Ilustração bobinas Bosch

100

Fig. 11.40 - Rotor e Distribuidor de ignição 6

• Cabos de vela – são cabos especialmente resistentes à alta tensão e às altas temperaturas existentes no compartimento do motor. Conduzem a alta tensão do distribuidor às velas. Existem alguns cabos de vela que são resistivos, essa característica visa eliminar interferências eletromagnéticas produzidas pela alta tensão (faísca). Essas interferências podem prejudicar o funcionamento dos componentes eletrônicos do veículo, tais como: rádio, unidade de comando da injeção eletrônica, etc. O supressor, que possui resistência, está incorporado ao cabo de ignição e se apresenta de duas formas:

o Cabo supressivo (CS) - possui o supressor instalado ao longo do próprio cabo e sua resistividade depende do seu comprimento. O valor indicado pela norma NBR 6880 é de 6 a 10 KΩ por metro.o Terminal supressivo (TS) - possui resistor (resistência)

instalado dentro dos terminais que vão sobre as velas, tampa do distribuidor e bobina.

• Vela de ignição - a função da vela de ignição é conduzir a alta voltagem elétrica para o interior da câmara de combustão, convertendo-a em faísca para inflamar a mistura ar/combustível. Apesar de sua aparência simples (Fig. 11.41), o seu perfeito desempenho está diretamente ligado ao rendimento do motor, os níveis de consumo de combustível, a maior ou menor carga de poluentes nos gases expelidos pelo escape, etc.

6 Ilustração Bosch

101

Fig. 11.41 - Partes de uma vela de ignição 7

Grau Térmico das velas de igniçãoO motor em funcionamento gera na câmara de combustão uma alta temperatura que é absorvida na forma de energia térmica, sistema de refrigeração e uma parte pelas velas de ignição. A capacidade de absorver e dissipar o calor é denominada grau térmico. Como existem vários tipos de motores com maior ou menor carga térmica são necessários vários tipos de velas com maior ou menor capacidade de absorção e dissipação de calor. Tem-se assim velas do tipo quente e trio.

o Tipo Quente - é a vela de ignição que trabalha quente o suficiente para queimar depósitos de carvão quando o veiculo está em baixa velocidade. Possui um longo percurso de dissipação de calor, o que permite manter alta temperatura na ponta do isolador.

o Tipo Frio - é a vela de ignição que trabalha fria, porém o suficiente para evitar a carbonização quando o veículo está em baixa velocidade. Possui um percurso mais curto permitindo a rápida dissipação de calor. É adequada aos regimes de alta solicitação do motor.

A vela de ignição no motor de ignição por centelha, seja a gasolina, álcool ou GNV, deve trabalhar numa faixa de temperatura entre 450º C a 850º C nas condições normais de uso. Portanto a vela deve ser escolhida para cada tipo de motor de tal forma que alcance a temperatura de 450º C (temperatura de autolimpeza) na ponta ignífera em baixa velocidade e não ultrapassar 850º C em velocidade máxima – Fig. 11.42.

7 Ilustração Bosch

102

Fig. 11.42 - Temperatura de trabalho das velas de ignição

6.2 - Avanço da igniçãoExiste um tempo entre a geração da centelha na vela até a queima completa da mistura. Para que seja aproveitada ao máximo a elevação da pressão no interior dos cilindros, é imperativo que a centelha seja lançada antecipadamente ao ponto morto superior.O momento ideal para geração da centelha é bastante variável, dependendo de diversos fatores entre os quais:

o Rotação do motor;o Carga do motor;o Temperatura do líquido de arrefecimento;o Temperatura do ar de admissão;o Situações de detonação.

A esse adiantamento da centelha chama-se avanço da ignição.O sistema deve prever esse avanço e dispor de dispositivos que alterem o momento de geração da centelha, de acordo aos fatores citados. O dispositivo pode ser mecânico ou eletrônico.

• Avanço centrífugoProporciona o avanço do ponto de ignição à medida em que a rotação do motor se eleva. Com o aumento da rotação há o movimento dos contrapesos, provocando uma rotação do prato do distribuidor de acordo ao ângulo de avanço correspondente – Fig. 11.43.

103

Fig. 11.43 – Avanço centrífugo 8

• Avanço a vácuoProporciona adequar o ponto de ignição à carga do motor. Baseia-se no fato que quanto maior a carga do motor, menor o vácuo no coletor de admissão e vice-versa – Fig. 11.44.

Fig. 11.44 – Avanço a vácuo 1

• Avanço eletrônico – ignição mapeadaNesse sistema, um mapa de ignição (Fig. 11.45) prevê as diversas situações de rotação e carga, proporcionando o ponto ideal.Alguns sistemas mapeiam unicamente a rotação, enquanto outros mapeiam rotação, carga e, por vezes, a temperatura do motor e eventos de detonação no motor. A ignição mapeada possibilita uma maior precisão na determinação do avanço, com conseqüente maior rendimento do motor.

8 Ilustração extraída do gasoline-engine managment Bosch

104

Fig. 11.45 – Mapas de avanço mecânico x eletrônico 9

Para possibilitar essa tarefa, o sistema dispõe de sensores que medem as variáveis envolvidas. A bobina de ignição é acionada através desse controle eletrônico, o que elimina contatos mecânicos para acionamento e corte da bobina, garantindo elevada durabilidade e baixa manutenção.

6.3 - Tipos de sistemas de igniçãoAtualmente existem sistemas de ignição com controles mecânicos, eletrônicos ou integrados à injeção eletrônica (controle eletrônico do motor).

• Sistema de ignição convencional com platinadoAbolido dos automóveis na década de 80, o sistema de ignição convencional (Fig. 11.46) é composto pelos seguintes componentes:

o Bateria;o Bobina de ignição;o Distribuidor de ignição;o Cabos de vela;o Platinado – tem como função ligar e desligar a bobina de ignição,

garantindo o pulsar de alta tensão gerado pela mesma. Fica situado internamente ao distribuidor. O fechamento e abertura de seus contatos é realizado através de um came que gira solidário ao eixo do distribuidor. O número de arestas do came corresponde ao número de cilindros do motor.

o Condensador – a operação do platinado provoca o fenômeno da auto-indução, que tende a prolongar a existência do fluxo magnético na bobina. A corrente de auto-indução tende a deteriorar os contatos do platinado, reduzindo a sua vida útil. Para evitar esses efeitos perturbadores, liga-se um condensador entre o contato e a massa. No momento da interrupção da corrente

9 Ilustração extraída do treinamento de assistência técnica FORD – Sistema de ignição

105

primária da bobina, a corrente de auto-indução será armazenada pelo condensador. O condensador descarrega-se em seguida através da bobina de ignição. Essa descarga favorece a indução da corrente secundária.

o Velas de ignição.

Fig. 11.46 - Ignição convencional com platinado

• Ignição eletrônicaEsse sistema, introduzido na década de 80, veio eliminar o platinado e condensador, itens que requeriam manutenção freqüente.No sistema eletrônico, o acionamento do primário da bobina de ignição é realizado através de semicondutores da central eletrônica de ignição (Fig. 11.47), eliminando contatos mecânicos no interior do distribuidor.

106

Fig. 11.47 - Sistema de ignição eletrônica Bosch 10

Ao distribuidor ficou a tarefa de distribuir a faísca entre os cilindros e realizar o avanço a vácuo. O avanço centrífugo, determinado pela rotação do motor, passou a ser realizado eletronicamente pela central.Para determinação da rotação e referência do PMS, foi inserido no interior do distribuidor, um sensor que pode ser uma bobina impulsora ou um sensor de efeito hall.

Fig. 11.48 - Distribuidor com sensor de efeito Hall 11

• Ignição estáticaTambém denominado sistema de Ignição Direta – DIS (direct ignition system), tem como principal característica a ausência de distribuidor. São utilizadas bobinas individuais ou bobinas para cada dois cilindros (Fig. 11.49), na estratégia denominada centelha perdida. O sistema de ignição direta, por não possuir peças móveis, também é denominado sistema de ignição estática.As bobinas DIS enviam a corrente de alta tensão diretamente às velas através dos cabos de vela. O momento e avanço da centelha é determinado por um módulo de controle, baseado na informação de alguns sensores:

o Rotação e carga do motor;o Fase do motor;o Temperatura do líquido de arrefecimento;o Temperatura da entrada do ar

10 Ilustração extraída do gasoline-engine managment - Bosch11 Ilustração extraída do gasoline-engine managment - Bosch

107

Uma vez que no sistema não há a intermediação do distribuidor entre a bobina e as velas, apresenta as seguintes vantagens:

o Alta precisão no ponto de ignição, característica importante para um bom rendimento do sistema e um baixo nível de emissões;

o Grande isolação do sistema, o que determina alta resistência a umidade;

o Baixa manutenção, uma vez que não necessita de ajuste do ponto de ignição e não possui rotor.

Fig. 11.49 - Bobinas de ignição direta – Individual e dupla (centelha perdida) 12

• Centelha perdidaEsse sistema de ignição direta tem cada bobina alimentando dois cilindros (Fig. 11.50). Nesse caso, as duas centelhas são geradas em cilindros gêmeos, ou seja, enquanto um encontra-se ao final da compressão necessitando efetivamente da faísca, o outro estará ao final do escapamento, onde ocorrerá a centelha perdida, e vice-versa. A diferente razão dielétrica dos gases determina uma centelha com maior intensidade do cilindro que efetivamente estiver necessitando da centelha (final da compressão).Esse sistema garante uma boa eficiência com um menor custo em relação ao sistema que possui bobinas individuais.

12 Ilustração extraída do gasoline-engine managment - Bosch

108

Fig. 11.50 - Funcionamento da Ignição DIS com bobina dupla, centelha perdida 13

• Twin Spark – duas velas por cilindro

Sistema de ignição que adota duas velas por cilindro. Cada uma das velas emite uma faísca dando origem a uma frente de chama. Havendo duas frentes de chama (em vez de apenas uma) o processo de combustão realiza-se mais rapidamente aumentando deste modo a eficiência do ciclo termodinâmico. Sendo a queima mais rápida, os motores Twin Spark (Fig. 11.51) apresentam uma menor tendência para detonar o que possibilita a utilização de taxas de compressão mais elevadas. Esse sistema é utilizado notadamente em alguns veículos da italiana Alfa Romeo.Nessa montadora, o sistema possui 4 bobinas duplas, sendo que cada uma alimenta duas velas – uma de cada cilindro gêmeo. Assim sendo, cada cilindro possui centelha gerada por duas bobinas diferentes, através das duas velas existentes. Desse modo, o sistema possui alta confiabilidade, uma vez que na falha de uma bobina todos os cilindros continuarão funcionando, sendo que dois com apenas uma centelha.

Fig. 11.51 - Sistema Alfa Romeo Twin Spark

13 Ilustração extraída do treinamento de assistência técnica FORD – Sistema de Ignição

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• Ignição integrada à injeção eletrônicaÉ o sistema utilizado nos veículos atuais. Um modelo eletrônico, denominado módulo de controle do motor, integra o controle de injeção de combustível e de ignição. Através de mapas compostos de tabelas permanentemente armazenadas na memória, é determinado o ponto de ignição de acordo às diferentes condições de funcionamento, condições estas determinadas com auxílios de sensores, tais como: pressão no coletor de admissão, rotação do motor e temperatura do líquido de arrefecimento e do ar.O módulo de controle avalia os sinais dos sensores e seleciona um mapa de ignição pré-determinado. A partir desse mapa, o sistema passa a controlar a ignição, garantindo o ponto de ignição ideal em função dos diversos regimes do motor.

• Ignição por descarga capacitivaBastante comum em motocicletas, utiliza a capacidade que os capacitores têm de armazenar corrente elétrica.Utilizam a corrente elétrica produzida por um enrolamento para carregar uma bobina de ignição, de acordo com o esquema abaixo. Além da bobina que gera a corrente elétrica de carga do capacitor, existe uma outra denominada bobina de pulso – Fig. 11.52.

Fig. 11.52 - Componentes de um sistema de Ignição por descarga capacitiva

Essa gera sinais correspondentes ao momento de disparo da centelha. Nesse momento, a unidade de controle CDI inicia a contagem para descarregar o capacitor na bobina de ignição (Fig. 11.53), conforme a curva de avanço ideal para aquela rotação do motor.

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Fig. 11.53 – Ignição por descarga capacitiva (CDI)

• Ignição por magneto Sistema de ignição que equipa motores de pequeno porte. Reúne em um só dispositivo, todos os elementos da ignição por bateria – Fig. 11.54.

Fig. 11.54 - Magneto e bobina

. Controle do fenômeno da detonação.O controle da detonação é monitorado através de uma estratégia específica em malha fechada (closed - loop) o sinal do sensor de detonação. A U.C.E. em função as condições de funcionamento do motor determina um avanço de ignição, em seguida, observa o comportamento a combustão através do sensor de detonação. A combustão gera uma vibração numa faixa de freqüência a qual faz vibrar (deformar) o sensor de detonação, gerando uma tensão de amplitude (intensidade) a variável. Quando ocorre a detonação, a amplitude do é maior do que no processo normal, e a U.C.E. tem a capacidade de diferenciar isto, indicando se a combustão foi normal ou ocorreu detonação.Entretanto, o sensor de detonação é capaz de sentir batida de válvulas ou uma pancada mais forte motor e isto podem confundir a central. Para evitar isso, a central trabalha com janelas dentro das quais o sinal do sensor é ativo e fora inativo, como no exemplo da figura:

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Sinal gerado por um sensor de detonação.

Entretanto, o sensor de detonação é capaz de sentir batida de válvulas ou uma pancada mais forte motor e isto podem confundir a central. Para evitar isso, a central trabalha com janelas dentro das quais o sinal do sensor é ativo e fora inativo, como no exemplo da figura:

Sinal de detonação

Dentro das janelas a central compara a amplitude do sinal com limites máximos de tensão.Ultrapassados estes limites, a central interpreta como sendo uma detonação.

Sinal de detonação defasado com o sensor de PMS.

observação:As janelas são abertas em função do sinal de PMS, então, se não houver sicronismo mecânico do verdadeiro PMS a janela será aberta sem que se possa perceber a detonação

Há casos específicos de regulagem do avanço inicial da ignição. A falta de observação deste item, pode provocar detonação sem correção automática por parte da central. Percebida a detonação a U.C.E. pode definir várias estratégias para que não ocorra detonação na próxima combustão.

112

Nos sistemas Bosch e FIC a U.C.E. atrasará a próxima 4" ou 6" ignição (conforme do número de cilindros do motor) em alguns degraus. Cada degrau corresponde a um valor fixo em graus do virabrequim, e que variam conforme a estratégia.Em seguida, a U.C.E. passa a monitorar o cilindro com avanço real diferente do avanço base, fazendo uma contagem de ignições. Número este que varia conforme as condições de trabalho do motor.Após o período de contagem, caso não ocorra nova detonação, a U.C.E. começa a corrigir o avanço de degrau em degrau até atingir o ângulo inicial.Se persistir a detonação, a U.C.E. continua a atrasar até um número máximo de degraus, quando apartir daí se define um atraso fixo para a correção do avanço base de ignição.A estratégia do sistema EZ-K, onde um degrau vale 0,35°, o recuo inicial é de 8 degraus e que eqüivale a 2,8°, o recuo máximo é de 40 degraus ou 14° e a contagem de ignições variam de 40 a 120. No sistema EFI (FIC), o degrau vale 0,5°. Com esta estratégia, a U.C.E. pode comandar avanços de ignição diferenciados para cada cilindro, mesmo o motor estando sob o mesmo regime e com apenas um único sensor de detonação.No sistema VG7.2A da Magneti Marelli aplicado no Gol GTI 16V, a estratégia é num primeiro passo atrasar todos os cilindros em 1,5°, e persistindo a detonação, atrasar mais 1,5° no cilindro onde especificamente está ocorrendo a detonação. Cessando o processo de detonação o retorno também é de 1,5° por cilindro.Nos motores 6 cilindros, são utilizados 2 (dois) sensores de detonação e, para permitir a abertura correta das 'janelas de detonação' a U.C.E. precisa reconhecer a combustão de cada cilindro. Por isso, os sistemas com dois sensores de detonação contam com sensor de fase para reconhecimento de cilindro (no distribuidor ou eixo comando de válvulas - admissão ou descarga).

. Gestão do avanço de ignição sem controle da detonaçãoNeste caso, existem duas hipóteses:

. A primeira é adotar um sistema de ignição digital em um motor com taxa de compressão reduzida de tal forma que os erros de interpolação nos mapas de ignição sejam menores que a diferença entre LDI e o ideal (Limite de Detonação Inferior e o avanço ideal).A segundo é adotar um sistema de ignição digital em um motor com alta taxa de compressão e adotar um mapa de ignição atrasado, de tal forma que não se atinja o LDI.

. Para reconhecer esta estratégia de mapeamento, a U.C.E. conta com um conector de octanas, e para cada valor de resistência de um conector de octanas, a U.C.E. processa um mapeamento diferenciado para determinação do avanço base de ignição.

• AutoadaptaçãoA central de controle do motor está provida com uma função de auto-adaptação da mistura que tem a tarefa de memorizar os desvios entre mapeamento de base e correções impostas pelos sensores que podem aparecer de maneira persistente durante o funcionamento. Estes desvios

113

(devido ao envelhecimento dos componentes do sistema e do motor) são memorizados, permitindo uma adaptação do funcionamento do sistema às progressivas alterações do motor e dos componentes em relação às características do motor quando era novo.A auto-adaptação permite também ao motor funcionar com combustíveis com pequenas variações na composição, como a alteração na percentagem de álcool na gasolina, por exemplo. Nesse caso específico, um sensor que monitora as condições dos gases de escape (sonda lambda) percebe as mudanças na combustão, promovendo as alterações necessárias para o correto funcionamento do motor.

• Funcionamento a frioDurante baixas temperaturas, o combustível evapora com dificuldade e ocorre evaporação do mesmo nas paredes do coletor de admissão. Esse fenômeno faz com que apenas uma parte do combustível injetado, efetivamente faça parte do processo de queima. É notado também um ligeiro aumento na viscosidade do lubrificante, o que dificulta a rotação dos componentes móveis do motor.A central de controle reconhece esta condição e corrige o tempo de injeção com base na informação recebida do sensor de temperatura do líquido de arrefecimento. Conseqüentemente:o Em temperaturas baixas, o eletroinjetor fica aberto por mais tempo (a dosagem de combustível aumenta) e a mistura é enriquecida;o À medida em que o motor for aquecendo, a mistura será corrigida, sendo empobrecida até a dosagem ideal da temperatura normal de operação.

Fig. 11.14 - Com o motor frio, o tempo de injeção é maior 14

Uma função anti-afogamento reduz o enriquecimento para tempos de partida longos, bastando acionar a partida com acelerador pressionado para que ocorra uma redução no tempo de injeção. Se essa função for ativada em situações normais, existirá dificuldade em se acionar o motor, uma vez que uma quantidade insuficiente de combustível é injetada.A rotação de marcha lenta é diminuída proporcionalmente com o aumento da temperatura até se obter o valor nominal com o motor regulado termicamente.Em motores refrigerados a ar, a temperatura do propulsor é captada através da temperatura do óleo, como ocorre no motor da VW Kombi.

• Funcionamento em aceleração

14 Ilustração extraída do treinamento assistencial FIT – Injeção Eletrônica G7

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Nesta fase, a quantidade de combustível fornecida ao motor é aumentada adequadamente, de forma a se obter o torque solicitado pelo condutor. A ativação dessa estratégia é executada através das informações provenientes do seguintes sensores :o Potenciômetro da borboleta aceleradora;o Sensor de pressão absoluta ou medidor de fluxo de ar;o Sensor de rotações e posição do ponto morto superior - PMS.

• Funcionamento em desaceleraçãoEsta fase é reconhecida pela central de controle quando o sinal oriundo do sensor da posição da borboleta aceleradora, de um valor de tensão elevado, passa para um valor mais baixo. Durante esta fase de utilização do motor, acontece a sobreposição de duas estratégias:o Manutenção da mistura estequiométrica (mistura ideal que garante melhor queima) na determinação da quantidade de combustível fornecida ao motor;o Controle da queda da rotação para reduzir emissões (estratégia de Dash Pot). Durante a desaceleração, o sistema busca diminuir a emissões de poluentes e evitar trancos durante a desaceleração, tornando a queda de rotação gradual.

• Corte da injeção durante o freio motor (cut off)A estratégia de cut off (corte do combustível em desacelerações) é efetuada quando se é reconhecido alguns valores de rotação, velocidade, posição da borboleta de aceleração e temperatura do motor, a saber :o Rotação – a rotação deve estar acima de 1.900 rpm (em média);o Velocidade do veículo – o veículo deve estar a mais de 20 Km/h (aproximadamente);o Borboleta do acelerador – o sensor de posição da borboleta deve indicar borboleta fechada (abertura mínima);o Temperatura do motor – a maioria dos modelos de Sistemas de controle do motor não admite a estratégia de cut off com o motor fora da temperatura normal de funcionamento.O corte de combustível em freio motor, através do estabelecimento do tempo de injeção reduzido, pode não ser total, em especial nos motores mais modernos. As rígidas normas de controle de emissões determinam que os injetores continuem a injetar com um tempo de injeção extremamente baixo, mas acima de zero.A pequena quantidade de combustível que penetra as câmaras de combustão ajuda a consumir parte do oxigênio aspirado pelo motor, que em elevadas temperaturas se associaria ao Nitrogênio, formando em demasia os óxidos de nitrogênio, poluindo o meio ambiente.Ao serem atingidos os valores mínimos de rotação e velocidade, o sistema de controle do motor reassume os valores adequados de tempo de injeção, impedindo que o motor apague por falta de combustível ou falhe, caso o condutor imprima uma retomada de velocidade.Caso a queda de rotação seja muito rápida - se o condutor pressionar a embreagem, por exemplo - o cut off é desativado para evitar que o motor apague.

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• Funcionamento em plena cargaDurante o funcionamento em plena carga, a mistura é enriquecida para permitir que o motor forneça a potência máxima (que é alcançada fora da mistura ideal - razão estequiométrica) e para impedir o aquecimento excessivo do catalisador.A condição de carga plena é detectada através dos valores fornecidos pelos sensores de posição da borboleta e de pressão absoluta. Nestas condições, a central eletrônica de controle do motor não utiliza o sinal proveniente das condições dos gases de escapamento (sonda lambda), dando prioridade à exigência de potência.

• Controle da marcha lentaO controle da marcha lenta é efetuado pela central através do respectivo atuador de marcha lenta que atua sobre um desvio de ar da borboleta (bypass), controlando a quantidade de ar passante pela derivação.O controle da marcha lenta é efetuado para compensar a potência absorvida pelos diversos acessórios, garantindo um regime o mais constante possível.O sistema se baseia em informações para estabelecer a rotação ideal de marcha lenta:o Temperatura do motor – motor frio exige rotação um pouco mais elevada bem como mistura rica para que possa funcionar correta e suavemente;o Velocidade do veículo – a rotação de marcha lenta com o veículo em movimento pode ser ligeiramente maior, numa estratégia de preparação para retomadas de velocidade;o Funcionamento do câmbio automático – uma vez selecionada uma marcha, o conversor de torque gera determinada carga no motor, que deve ser corrigida pelo sistema;o Cargas de acessórios – direção hidráulica, compressor do ar condicionado e alternador representam cargas ao motor que podem influenciar a marcha lenta. A central, nesse caso, corrige a rotação para compensar essas cargas extras;o Tensão da bateria – em caso de tensão muito baixa, a marcha lenta pode ser aumentada ligeiramente para permitir um melhor funcionamento do alternador.

• Proteção contra rotações excessivasAo ser projetado um motor, leva-se em consideração o balanceamento de suas peças, a sua adequada lubrificação e a freqüência natural das molas de acionamento de suas válvulas para determinar o regime máximo de rotações. Exceder esse limite aumentará o risco de quebra do motor.Aproveitando o recurso de controle do motor, está inserida no software de controle de alguns modelos uma estratégia de corte para proteção contra rotações prejudiciais ao motor.Tão logo seja atingida a rotação programada, o tempo de injeção é drasticamente reduzido, provocando uma caraterística semelhante a uma falha, o que impede o motor superar o regime de giros máximo. Quando as rotações

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voltarem a um valor "não crítico", é restabelecido o controle normal dos tempos de injeção, em função da solicitação do motor.Essa estratégia não impede, no entanto, que rotações excessivas sejam atingidas durante reduções de marchas inadequadas, onde a própria inércia do veículo tende a girar o motor através do sistema de transmissão. Nesse caso cabe ao condutor utilizar as marchas de forma adequada, preservando o motor de danos.Alguns veículos equipados com transmissão automática, possuem duas rotações de corte : uma com o veículo em marcha de movimento (D,R,1,2 ou 3) e outra, menor, para quando em marchas que não provocam movimento (P e N). Esse cuidado visa impedir que o conversor de torque da transmissão gire a rotações excessivas sem movimentação do câmbio, o que provocaria redução de sua vida útil.

• Correção barométricaA pressão atmosférica varia em função da altitude, determinando uma variação tal da eficiência volumétrica, que é necessário corrigir a mistura (tempo base de injeção).A correção do tempo de injeção estará em função da variação de altitude e será atualizada automaticamente pelo sistema, cada vez que o motor for ligado e em determinadas condições de posição da borboleta e de número de rotações.

• Controle dos gases da combustão O sistema de controle Eletrônico do motor deve garantir uma dosagem da mistura do ar-combustível próxima à relação estequiométrica (mistura ideal) e a mantém assim pelo maior tempo possível, para que o conversor catalítico funcione de maneira correta e duradoura.Para verificar as condições de queima do motor, um sensor denominado sonda Lambda avalia a quantidade de oxigênio existente nos gases de escape. De posse dessa informação é possível avaliar se a mistura queimada está rica ou pobre, podendo então ser feitas pequenas correções para que o motor trabalhe a maior parte do tempo com mistura estequiométrica.

• Ligação com o sistema de climatizaçãoExiste uma interface com o sistema de climatização (quando instalado) a fim de estabilizar a marcha lenta para controlar as absorções de potência causadas pela ativação do compressor.Com informações tais como: carga do motor, temperatura do líquido de arrefecimento, ângulo da borboleta e pressão do refrigerante do sistema, o sistema é capaz, se necessário, de desligar o compressor para garantir uma potência extra em uma ultrapassagem, ou para conter um superaquecimento do motor.

• Ligação com o sistema ImobilizadorO sistema possui uma função de bloqueio de funcionamento do motor. Esta função é realizada graças à presença de um módulo imobilizador junto ao cilindro de ignição. Este é capaz de se comunicar com a central e com uma chave eletrônica, provida de um transmissor próprio para enviar um código de reconhecimento.

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Toda vez que a chave de ignição for inserida no contato é verificado pelo módulo imobilizador se a mesma é válida. Caso positivo é enviado à central de controle do motor um sinal de reconhecimento, autorizando a ativação do sistema de injeção.

• Interação com o sistema de Transmissão automáticaOs veículos equipados com transmissão automática (Fig. 11.15), possuem uma comunicação de dados (interface) entre a central de controle do motor e a central eletrônica de controle da transmissão. Alguns modelos possuem um único módulo de controle que controla os dois sistemas. A comunicação existente entre os dois controles visa garantir uma perfeita sintonia entre as trocas e seleções de marchas e o funcionamento do motor.O módulo de controle do motor envia ao controle da transmissão sinais relativos à velocidade do veículo, rotação do motor e posição da borboleta do acelerador.Por sua vez, a central da transmissão encaminha solicitações de controle de torque durante a mudança de marchas. O controle de torque visa uma redução na potência para a realização de trocas suaves. A redução de potência se dá através do corte de injetores ou alteração no avanço da ignição tão logo ocorre a solicitação oriunda da transmissão.

Fig. 11.15 - O sistema interage com o câmbio automático 15

• Controle de sobrealimentaçãoEm motores sobrecarregados, é realizado um controle da pressão de sobrealimentação, evitando que pressões excessivas possam a vir danificar o motor.Baseado nas informações da carga, rotação e temperatura do motor, determina-se a atuação de uma válvula que irá pilotar a válvula de controle de

15 Ilustração divulgação Astra automático – General Motors do Brasil

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sobrepressão (waste gate), que determina uma queda de rotação na turbina, com conseqüente controle na sobrepressão. Estratégias de elevação da pressão controlada (overboost) permitem uma pressão extra durante as ultrapassagens.

• AutodiagnoseÉ possível efetuar o diagnóstico dos sinais de entrada/saída e da própria central de controle, verificando ciclicamente os sinais característicos e memorizando, em casos de mau funcionamento os códigos de falha respectivos.É possível ativar, através de equipamento diagnóstico e leitura de dados (Scanner), cada um dos atuadores, verificando a sua eficiência, assim como efetuar leitura dos parâmetros de funcionamento e cancelamento de códigos de falha.O funcionamento anormal de alguns sensores / atuadores é avisado ao usuário através da lâmpada piloto de avaria da injeção no quadro de instrumentos, que se acende, assim que este é reconhecido pelo próprio sistema; a lâmpada apaga-se após o conserto ou se o defeito não for do tipo permanente.O cancelamento total da memória de falhas é efetuado pelo equipamento Scanner ou através do desligamento da alimentação da central por alguns instantes.Quando os sensores ou os atuadores detectam um defeito, são ativadas imediatamente as estratégias de reconstrução dos sinais para garantir o funcionamento do motor a um nível aceitável, sem prejudicar demasiadamente o funcionamento. Assim, é possível levar o veículo até a um ponto de assistência para as reparações necessárias.

7 - Composição do SistemaO sistema de controle eletrônico do motor é constituído de subsistemas:• Sistema de alimentação de combustível;• Sistema de admissão do ar;• Sensores;• Atuadores;• Sistema de ignição.

7.1 - Sistema de alimentação de CombustívelA alimentação do combustível no sistema é realizada através de uma eletrobomba introduzida no tanque que aspira o combustível e o envia ao filtro e, daí, para os injetores de combustível, conforme se vê na Fig. 11.16.A pressão de fornecimento de combustível para os bicos injetores é mantida constante e proporcional ao valor de pressão existente no coletor de admissão pelo regulador de pressão, o qual controla a vazão de combustível, mantendo constante o salto de pressão para os injetores. Dessa forma, a diferença de pressão entre a linha de combustível e o coletor de admissão permanece constante.

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Fig. 11.16 – Sistema de combustível multiponto 16

Do regulador de pressão, o excesso de combustível retorna, sem pressão, para o tanque de combustível.

• Bomba Elétrica de Combustível• Injetor de Combustível• Filtro de combustívelResponsável por reter as impurezas contidas no combustível, garantindo maior durabilidade a todo o sistema, o filtro de combustível é feito em carcaça especial para resistir a alta pressão da bomba e possui um elemento de papel especial de grande área possibilitando alta eficiência de filtragem - Fig. 11.18.

• Amortecedor de vibrações – Fig. 11.19.Em alguns sistemas

existe na tubulação de entrada de combustível, um amortecedor de vibrações.

16 Ilustração extraída do livro Gasoline-engine management - BOSCH

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Sua função é abafar o ruído das vibrações da tubulação de combustível, provocado pelas pulsações das pressões. Essas pulsações têm origem nas mudanças de pressão do combustível durante o abrir e fechar dos injetores, no regulador de pressão e até mesmo na bomba elétrica de combustível.

Fig. 11.19 – Amortecedor de vibrações 1

• Tubo DistribuidorEm sistemas com um injetor para cada cilindro, existe um tubo distribuidor fixado no coletor de admissão que por sua vez, fixa os injetores. Nesse dispositivo é fixado a válvula reguladora de pressão. A função do tubo distribuidor é armazenar o combustível pressurizado e distribuí-lo uniformemente a todos os injetores.

Fig. 11.21 - Tubo distribuidor 1

• Válvula reguladora de Pressão A válvula reguladora de pressão controla a pressão no tubo distribuidor à medida que acelera ou desacelera o motor, devido à variação do vácuo no interior do coletor de admissão. Sua carcaça de metal tem duas câmaras separadas por membranas e uma válvula integrada no seu centro, conforme se vê na Fig. 11.22.

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Fig. 11.22 - Válvula reguladora de pressão 17

A câmara inferior é de combustível, onde estão localizados o tubo de entrada de combustível e o de retorno, a outra câmara superior é a câmara de vácuo, que possui uma mola calibrada, e uma linha de vácuo. Quando a força de vácuo vencer a tensão da mola, abre-se uma saída permitindo um maior retorno ao tanque reduzindo-se assim a pressão do tubo distribuidor. Quando a força do vácuo é diminuída da câmara por uma aceleração do motor haverá menor retorno de combustível para o tanque, pois é a tensão da mola fecha a saída de retorno ao tanque aumentando a pressão no tubo distribuidor.Dessa forma, a pressão resultante da diferença entre o tubo distribuidor e o coletor de admissão permanece constante, independente das condições de operação do motor.Os sistemas monoponto, por não sofrerem influência do vácuo no coletor, possuem sua pressão estabilizada, com o bico injetor situado pouco acima da borboleta do acelerador. Outros sistemas, mais sofisticados, incorporam estratégias de correção do tempo de injeção em função do vácuo no coletor. Nesse caso a pressão de combustível é sempre constante, regulada por um regulador de pressão de combustível situado no interior do tanque.

7.2 - Sistema de admissão do arÉ constituído por vários componentes que efetuam o transporte correto da quantidade de ar necessária para o motor, nas suas diferentes condições de funcionamento.

• Corpo de BorboletaO corpo de borboleta de um motor com controle eletrônico incorpora alguns sensores e atuadores controlados pela central. Os motores equipados com um único injetor de combustível (monoponto) possuem um corpo de borboleta mais complexo que incorpora além dos componentes citados o injetor de combustível, conforme se vê na Fig. 11.23.

17 Ilustração extraída do livro Gasoline-engine management - BOSCH

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Fig. 11.23 – Corpo de borboleta monoponto 1

• Corpo de Borboleta motorizado – drive by wireSistema que garante maior suavidade na operação do veículo, evitando trancos e realizando o fechamento e abertura da borboleta de aceleração de maneira gradual e suave, contribuindo também para a redução na emissão de poluentes.Nesse sistema (Fig. 11.24), não existe ligação mecânica entre o acelerador e o corpo de borboleta, desaparecendo o cabo do acelerador. Acoplado ao acelerador existem dois potenciômetros para determinação da sua posição. A duplicidade de sensores aumenta a confiabilidade e precisão do sistema.

Fig. 11.24 - Sistema drive by wire

No corpo de borboleta (Fig. 11.25), além de um motor para acioná-la, existem potenciômetros responsáveis pela informação da posição da borboleta.O controle da marcha lenta nesse sistema se dá pela própria borboleta do sistema que assume uma posição que garanta um fornecimento ideal de ar ao motor.

1 Ilustração extraída do site www.oficinabrasil.com.br

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Fig. 11.25 – Borboleta motorizada - drive by wire1

• Sensor da posição da Borboleta de aceleraçãoO sensor de posição da borboleta é um potenciômetro de resistência variável associado ao eixo da borboleta aceleradora. Sua função é informar ao módulo de comando o ângulo de abertura da borboleta. Com essa informação, a central controla o volume de combustível injetado e o ângulo de ignição.Esse sensor também é uma importante referência ao sistema quando da utilização das estratégias de corte de injeção em freio motor (cut off) e estabelecimento das condições da marcha lenta. A informação de abertura da borboleta maior que 70% permite ao controle do motor comandar o desligamento momentâneo do compressor do ar condicionado, visando potência extra nas ultrapassagens.

• Sensor de temperatura do ar de admissão

• Controle eletrônico da marcha lentaA rotação ideal de marcha lenta é uma variável controlada pelo sistema eletrônico de controle do motor. A central de controle controla a ignição e o atuador de marcha lenta de acordo com a as informações recebidas dos sensores, de modo a identificar as situações que interferem na marcha, corrigindo o quanto antes.o Motor frio – a mistura rica necessária ao funcionamento de um motor frio, aliada a maior resistência de funcionamento imposta pela baixa temperatura do óleo requer uma rotação de marcha lenta ligeiramente maior nessa situação. Ao identificar a elevação gradual da temperatura através do sensor de temperatura do líquido de arrefecimento, o sistema atua corrigindo gradualmente a rotação até o valor padrão para motor aquecido;o Cargas de consumo ligadas – o uso de equipamento elétricos provoca uma carga maior no alternador, o que por sua vez provoca um maior exigência do motor. Em situações de consumo excessivo, a central de controle opera o motor em uma rotação ligeiramente superior à marcha lenta ideal para garantir um melhor funcionamento do alternador;o Direção Hidráulica atuando e ar condicionado ligado – a carga extra desses componentes têm que ser compensadas para evitar queda na rotação do motor. O sistema de controle do motor, através de sensores de pressão,consegue identificar o maior esforço do sistema de direção hidráulica

1 Ilustração retirada do site www.injetronic.com.br

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e a solicitação de acoplamento do compressor do ar condicionado, feita ao se acioná-lo.Para controlar a marcha lenta do motor, o sistema conta com duas opções:o Modificar o momento de disparo das centelhas das velas de ignição;o Modificar a mistura ar/combustível, alterando a quantidade de ar admitida pelo motor ou modificando o tempo de injeção dos injetores.Uma outra função importante do controle de marcha lenta é a sua atuação ativa na estratégia de dash-pot, que estabelece reduções graduais na rotação, possibilitando a redução na emissão de poluentes através da queima dos hidrocarbonetos restantes nas câmaras de combustão.Para o controle da rotação de marcha lenta em um motor monitorado eletronicamente, utiliza-se um atuador que modifica a abertura de uma passagem de ar adicional à válvula borboleta (bypass).Existem diversos modelos de atuadores, todos basicamente com a mesma função. De forma resumida, pode-se estabelecer três tipos principais:

8 - Controle de emissões

Para atender às severas disposições legislativas sobre as emissões de resíduos nocivos dos motores de combustão interna, além de uma dosagem sempre precisa da mistura ar-combustível, o veículo está equipado com os seguintes dispositivos :• Sonda lambda para monitoramento da concentração de oxigênio nos gases de escape;• Conversor catalítico ( catalisador );• Circuito anti-evaporação do combustível;• Recirculação dos gases provenientes do cárter do motor.

8.1 - Sensor de Oxigênio dos Gases de Escape ( Sonda Lambda )Fixado no coletor de escapamento, o sensor de oxigênio ou sensor lambda (Fig. 13.1) é responsável pela medição da relação dos gases de escape, enviando esses sinais à central de controle do motor que concluirá se a mistura está rica ou pobre. O sensor consiste de um eletrólito de zircônio entre duas placas de platina (Fig. 13.2). Esses elementos têm propriedade de gerar uma diferença de potencial (manifestada pela medição de uma voltagem correspondente) quando existe variação entre a proporção de oxigênio medida e uma usada como referência, que corresponde ao ar atmosférico.

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Fig. 13.1 - Típicos sensores de oxigênio – Sonda lambda

Fig. 13.2 – Funcionamento do sensor de oxigênio 18

Quando a mistura ar/combustível está rica, a voltagem do sensor de oxigênio é alta. Se a mistura ar/combustível estiver pobre, a voltagem do sensor será baixa. A voltagem varia aproximadamente entre 50 milivolts (mistura pobre) e 900 milivolts (mistura rica), conforme o conteúdo de oxigênio no escapamento. Para determinar se a mistura ar/combustível está rica ou pobre, o módulo mede a voltagem da sonda.Para que ocorra uma diferença de potencial no sensor, é necessário que o mesmo esteja aquecido. Somente acima da temperatura de 360°C é que o sensor é ativado e passa a trabalhar em circuito fechado (Fig. 13.3), para que o módulo atue quando e como necessário, processando uma seqüência em circuito fechado de regulagem (Closed Loop).

18 Ilustração extraída do Gasoline-engine management - BOSCH

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Fig. 13.3 - Circuito fechado (Closed Loop)

Se a voltagem do sensor estiver abaixo de 500 milivolts, evidência de mistura pobre, haverá injeção de volume maior de combustível, porém se o valor da voltagem for acima de 500 milivolts, isto é, mistura rica, haverá redução no volume de combustível injetado. Todo esse processo é utilizado para manter a alta eficiência de conversão de hidrocarbonetos, monóxido de carbono e óxidos de nitrogênio no conversor catalítico.A depender da localização da sonda lambda, potência do motor e requisitos de emissões de poluentes, a sonda lambda pode possuir uma resistência de aquecimento (Fig. 13.4), para que o seja atingido rapidamente o circuito fechado. A resistência é alimentada enquanto o motor estiver funcionando.

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Fig. 13.4 – Componentes internos de um sensor de oxigênio com pré aquecimento 19

8.2 - Recirculação dos gases do cárterO motor em funcionamento gera gases internamente. Para manter o seu correto funcionamento, estes gases devem ser expulsos e isto é feito através do respiro do motor. Uma parte destes gases é tóxica e por isso deve ser queimada para não ser jogada diretamente no ambiente.Além dos vapores de lubrificantes, gases de escapamento constituídos por misturas de ar-combustível e pelos gases queimados que passam pela vedação dos anéis dos pistões são gerados na região do cárter. Torna-se necessário um sistema que efetue a recirculação dos gases, para impedir que atinjam a atmosfera e elevem a pressão interna do motor demasiadamente, o que poderia determinar vazamentos.Um sistema de chicanas ou um filtro recuperam o óleo que poderia ser arrastado juntamente com os vapores. No interior da tubulação é montado um corta-chamas para prevenir fenômenos de combustão devido ao retorno da chama ao corpo de borboleta.

19 Ilustração extraída do Gasoline-engine management - BOSCH

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Fig. 13.5 - Sistema de recirculação dos gases do cárter FIAT Marea 2.0 2

• Válvula PCV (positive crankcase ventilation) ou ventilação positiva do cárter – essa válvula tem a função de impedir que um volume acentuado de lubrificante venha a ser arrastado junto com os gases do cárter para admissão, o que determinaria um consumo exagerado de lubrificante.No caso de elevada diferença de pressão entre a admissão e o cárter (desacelerações, por exemplo) a válvula fecha, impedindo momentaneamente a recirculação dos gases. Tão logo a diferença de pressão se suavize, o sistema volta a operar normalmente – veja Fig. 13.5.

8.3 - Conversor Catalítico (Catalisador)O conversor catalítico, ou simplesmente catalisador, é uma peça formada por um núcleo cerâmico ou metálico que transforma grande parte dos gases tóxicos do motor em gases inofensivos, através de reações químicas ocorridas dentro deste componente – Fig. 13.7. O catalisador não é um filtro, e sim um dispositivo que realiza reações químicas através da catálise por intermédio de metais nobres que o compõe.O conversor catalítico acelera uma reação química sem alterar a sua propriedade. Na presença de oxigênio e utilizando-se de oxidantes como platina e paladium eles adicionam oxigênio aos hidrocarbonetos e ao monóxido de carbono, transformando a mistura em vapor de água e dióxido de carbono. Para que isto ocorra, o sistema de injeção deve fornecer uma relação ar-combustível de 13,8 (razão estequiométrica) ou mais pobre, se isso não acontecer a eficiência da oxidação dos hidrocarbonetos e do monóxido de carbono ficará comprometida – Fig. 13.6.Para os óxidos de nitrogênio o catalisador também possui um elemento redutor - o rodium - que remove o oxigênio do óxido de nitrogênio transformando-o em nitrogênio. Para que haja a transformação o sistema de injeção terá que fornecer uma relação de ar-combustível de 13,8: ou mais rica.Essa relação ar-combustível diferente de 13,8:1, reduz muito a eficiência de um ou outro tipo de reação química do conversor catalítico, daí a necessidade de um sistema de monitoramento, de modo a manter a mistura a maior parte do tempo possível próxima da mistura ideal. Esse sistema, explicado anteriormente, é monitorado pela sonda lambda.

2 Ilustração extraída do treinamento assistencial FIAT – Motor Marea 2.0 20V

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Fig. 13.6 - Eficiência do catalisador

Fig. 13.7 – Gases de entrada e saída do catalisador

O catalisador, para que funcione bem, necessita estar aquecido a temperaturas acima de 400 graus, o que faz com que não tenha ação efetiva quando o veículo está frio. O seu aquecimento é decorrente da proximidade do motor, do calor dos gases de combustão e devido ao calor gerado pelas reações químicas em seu interior. Para evitar que um superaquecimento funda o catalisador, um controle eficiente sobre o sistema de alimentação de combustível é necessário. Combustível em excesso ou em falta provocam significativa queda no rendimento do equipamento, além de provocarem danos por superaquecimento.

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Esse fato faz com que fazer um veículo com catalisador pegar no tranco seja uma operação perigosa. Caso o motor esteja afogado (com excesso de combustível) devido às insistentes partidas com a bateria, esse excesso irá queimar no interior do catalisador, danificando-o.

8.4 - Controle de emissões evaporativasA temperatura atingida pelo combustível no interior do tanque provoca vapores que contém Hidrocarbonetos, e como poluentes, são controlados pela legislação de emissões.O combustível se aquece devido à radiação de fontes externas, como componentes da transmissão, freios e escapamento; aquecimento do retorno de combustível por circular no compartimento do motor; temperaturas provocadas pelo sol e asfalto quente.Para evitar que esses vapores atinjam a atmosfera, o tanque tem seus vapores conduzidos a um filtro de carvão ativado denominado canister, que tem como função armazenar e filtrar esses vapores para posterior queima pelo motor durante algumas situações de seu funcionamento. O filtro de carvão retém os vapores permitindo que apenas ar escape para a atmosfera.Uma mangueira conecta o canister ao tanque de combustível, enquanto uma outra o liga ao coletor de admissão do motor. Essa última ligação garante a regeneração do carvão através da purga do canister, que é quando os vapores são sugados pelo motor para a queima.Uma válvula controla a purga de vapores de modo a garantir uma mínima influência no controle da mistura (Fig. 13.8). Para se ter uma idéia, uma purga de 1% com presença elevada de vapores, pode provocar um enriquecimento de até 30% na mistura, ao passo que a purga de somente ar provoca um empobrecimento de apenas 1%, uma vez que a densidade dos vapores de combustível é significativamente maior que o ar.A válvula de purga, que controla a ligação entre o canister e o coletor de admissão, pode ser:8.4.1 – Purga Mecânica – controlada pelo vácuo no coletor, onde altas cargas do motor acionam a purga;8.4.2 – Purga Elétrica – controlada pela central de controle do motor. Nesse caso, um controle mais eficiente é realizado, onde a purga do canister ocorre segundo alguns parâmetros:• A purga só iniciará com o motor aquecido, evitando que a entrada de vapores prejudique o controle da mistura durante o período de aquecimento do propulsor;• A abertura da válvula segue uma rampa de acionamento, onde até 40% do combustível consumido pelo motor pode vir dos vapores do tanque de combustível;• Em caso de corte de injeção (durante freio motor ou rotações excessivas), a purga é interrompida, para evitar danos ao catalisador com a presença de vapores combustível não queimados nos gases de escape;• Enquanto não for iniciado o controle da mistura por circuito fechado (controle via sonda lambda) a purga é mínima ou inexistente, uma vez que não é possível monitorar a alteração na mistura devido à purga dos vapores;• Esporadicamente durante o funcionamento do motor a purga é interrompida para um melhor controle da mistura;

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• Para evitar irregularidade no funcionamento e vibração no motor, a purga é evitada enquanto o motor estiver em marcha lenta.

Fig. 13.8 – Sistema de recuperação de gases do combustível20

8.4.3 - CanisterO canister, como já foi dito, é constituído por um reservatório que possui carvão ativado atuando como filtro dos vapores oriundos do tanque de combustível (Fig. 13.9). O canister possui normalmente três conexões:• Ventilação do tanque – uma mangueira conectada à parte superior do tanque conduz os vapores até o filtro;• Purga – faz a ligação do canister ao coletor de admissão para enviar os vapores a serem queimados durante a purga;• Atmosfera – promove o contato do canister com o ar atmosférico.

20 Ilustração extraída do Gasoline-engine management - BOSCH

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CanisterFig. 13.9 – Canister 1

Os vapores são conduzidos à parte inferior do filtro onde sobem sendo filtrados pelo carvão ativado em forma de pequenas esferas. Na parte superior, uma espuma atua como filtro, impedindo que o carvão ativado penetre na linha de purga.

8.4.4 - Válvula de purgaA válvula que controla o fluxo de vapores de combustível do canister para o coletor de admissão pode ser mecânica ou eletricamente comandada pela central de controle do motor.A válvula, quando elétrica, é acionada pelo módulo de controle do motor através de ciclos de trabalho determinando níveis de abertura compatíveis à operação do motor.

8.4.5 - Tampa do tanque de combustívelA tampa do tanque possui uma válvula que tem como função manter os vapores no tanque com segurança. Em caso de substituição, é imperativo que se faça por uma de modelo idêntico para preservar o correto funcionamento do sistema de controle de emissões evaporativas.8.4.6 - AbastecimentoO posicionamento do canister varia a depender do modelo de veículo, mas muitas das vezes pode ficar em uma altura inferior à tampa de enchimento do tanque.Em caso de enchimento excessivo, o combustível tenderá a, por gravidade, atingir o filtro de carvão ativado. Uma vez contaminado com combustível, o carvão ativado tende a se dissolver e quando acionada a purga, ocorrerá contaminação do coletor de admissão e cilindros do motor, provocando carbonização com conseqüente redução da sua vida útil.

1 Ilustração extraída de Controle de emissões – Treinamento de assistência técnica FORD

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Para evitar problemas dessa natureza, abastecer até o desligamento automático do bico da bomba, evitando encher o gargalo. Agindo assim protege-se não só o canister e o motor, como evita-se que combustível transborde e danifique a pintura.

8.5 - Recirculação de gases do escapamentoAs altas temperaturas da câmara de combustão propiciam a formação dos óxidos de Nitrogênio, que são poluentes. Para conter essa emissão reduz-se a temperatura da câmara. Isso pode ser feito recirculando parte dos gases de escapamento – Fig. 13.10.O cruzamento de válvulas por si só faz com que parte dos gases resultantes da queima voltem à admissão, auxiliando na tarefa de conter as emissões. Para um controle mais efetivo torna-se necessário o uso de mecanismos que façam a recirculação de forma controlada e em momentos que não prejudiquem o consumo e o desempenho do motor.

Fig. 13.10 – Recirculação dos gases do escapamento

Uma válvula controlada pela central eletrônica de controle do motor, pilota uma válvula denominada válvula EGR – de Recirculação dos gases de escapamento (Exhaust Gas Recirculation). A válvula é acionada sob as seguintes condições:• Motor aquecido à temperatura operacional – a recirculação dos gases com o motor frio traria problemas de controle da mistura, que deve ser rica nesses momentos;• Rotação superior à marcha lenta – se a válvula abrir durante a marcha lenta, ocorrerá instabilidade da rotação e o motor ficará vibrando ou apagará. Esse problema ocorre pois a quantidade de ar admitida é mínima e a recirculação provocaria perda do oxigênio necessário a queima do combustível sob essas condições.

134

A válvula EGR deve permanecer fechada durante solicitações de cargas elevadas, para impedir influência nessa situação onde elevada potência é exigida.

8.6 - Injeção secundária de arCom o intuito de complementar a queima de Hidrocarbonetos não queimados e aumentar a eficiência do conversor catalítico, especialmente nos primeiros momentos de funcionamento, alguns motores incorporam um sistema de injeção secundária de ar.Nesse sistema uma quantidade de ar é injetada no sistema de escape através de uma bomba – Figs. 13.13 e 13.14.

Fig. 13.13 – Sistema de injeção secundária de ar

135

Determina o ponto ideal da centelhac

Estequiometrica Comanda injeçãodisparo da centelha

Fig. 13.14 - Coletor de escapamento com injeção secundária de ar

9- Sistema flexpower:

É um Novo Conceito de motorização que permite a utilização de álcool hidratado, gasolina ou qualquer mistura entre os doisSe adapta automaticamente ao combustível fornecido, não requerendo qualquer interferência do motorista. É original de fábrica não requer adaptações posteriores à produção do carro.

Esse sistema permiti ao consumidor total flexibalidade ao consumidor na escolha do combustível, a cada abastecimento:

– adequando o tipo de combustível às suas necessidades: Autonomia desejada x Desempenho x Custo por Quilômetro (tipo de percurso);

– aumentando o seu poder frente aos fornecedores de combustíveis: Maior independência em relação a políticas de formação de preço pelos

fornecedores.

• Eliminar a obrigatoriedade de escolher o combustível para longos períodos (na compra do carro);

• Usar álcool sem medo de desabastecimento.

136

Determina o ponto ideal da centelhac

Estequiometrica Comanda injeçãodisparo da centelha

Funcionamento:

Esquema Simplificado do Sistema de Gerenciamento:

- Convencional.

- Com a variação do combustivel.

- Com total flex.Software Fuel Sensor:O SFS (Software Fuel Sensor) é a rotina computacional que determina o tipo de combustível que está sendo queimado para que a ECU adapte os parâmetros do motor;

137

Mede a quantidade de ar admitida pelo motor

Calcula a quantidade de combustível necessária para mistura correta:mcomb=mar/Esteq

Comandaa Injeçãodisparo da centelha

Determina o ponto ideal da centelha

Confere o resultado da combustão

Mede a quantidade de ar admitida pelo motor

Calcula a quantidade de combustível necessária para mistura correta:mcomb=mar/

Comandaa Injeçãodisparo da centelha

Determina o ponto ideal da centelhac

Confere o resultado da combustão

Estequiometrica

Mede a quantidade de ar admitida pelo motor

Calcula a quantidade de combustível necessária para mistura correta:mcomb=mar/ Estequimetrica

Comanda injeçãodisparo da centelha

Determina o ponto ideal da centelha considerando Octanagem

Confere o resultado da combustãoDetermina

qual combustível esta chegando ao motor: Estequiom.Octanagem SFS

Álcool Hidratado:Estequiometria: 8,9 : 1Octanagem: ± 90 (MON)Pressão de Vapor2: ± 9 kPaPoder calorífico: 6.100 kcal/kgCalor de Vaporiz.: 201 kcal/kgDensidade a 20ºC: 810 kg/m³

SFS = Sinal da Sonda Lambda + Inteligência (software).

Função da Sonda Lambda:

O sinal da Sonda Lambda é usado para determinar se a mistura queimada esta rica (excesso de combustível) ou pobre (excesso de ar).

Lógica de Funcionamento do SFS:

Com isso a ECU mantém o motor funcionando sempre na mistura correta.Viabilidade da utilização do SFS:

138

Mudança do comb. (e portanto da Estequiometria)

Cálculo da quant. de combustível necessária p/ a correção

Comparação das

quantidades de

combustível:NOVA

vsANTIGA

Determinação do novo combustível: reconhecimento pela

ECU das novas caract. do novo combustível

C o rre cao N e ce s sa r ia

% A

lcoo

l no

Com

bust

ivel

Calcula a quantidade de combustível necessária para mistura correta:mcomb=mar/ Estequiometrica

Álcool Hidratado:Estequiometria: 8,9 : 1Octanagem: ± 90 (MON)Pressão de Vapor2: ± 9 kPaPoder calorífico: 6.100 kcal/kgCalor de Vaporiz.: 201 kcal/kgDensidade a 20ºC: 810 kg/m³

Injetores c/ faixa de trabalho

ampliada (20%),maior pressão (17%)

de injeção:Garante o fornecimento

da quantidade requerida de combustível em altos regimes;

Garante a linearidade em condições de baixo consumo.

1) Pelas propriedades físico-químicas do álcool e da gasolina, não há possibilidade de separação de fases no tanque;

- Implica em que mudancas bruscas de combustível so podem ocorrer no abastecimento;

-2) O processo de reconhecimento do combustível ocorre em curtíssimo tempo;

- Em alguns segundos de operação (após religar o carro), mesmo em marcha lenta, já é possível ao SFS reconhecer a mudança de combustível.

Mudanças no Hardware:

• Evolução da ECU

139

A baixa pressão de vapor das misturas com alto % de álcool faz necessária a presença de um sistema auxiliar de partida a frio;

Ao ligar a chave de ignição:

ECU checa o último combustível registrado

Teor Álcool > 80%?

Não é acionado o sistema auxiliar de partida

Não

Temp. Motor < 20

ºC?

Não

Temperatura Motor

Tem

po

de

Inje

cao

G

aso

lina

Monitora a ocorrência da partida

Características dos dois combustíveis:

Gasolina (E-22)1:Estequiometria: 13,8 : 1Octanagem: ± 81 (MON) Pressão de Vapor2: ± 38 kPaPoder calorífico: 9.600 kcal/kgCalor de Vaporiz.: 101 kcal/kgDensidade a 20ºC: 756 kg/m³

Álcool Hidratado:Estequiometria: 8,9 : 1Octanagem: ± 90 (MON)Pressão de Vapor2: ± 9 kPaPoder calorífico: 6.100 kcal/kgCalor de Vaporiz.: 201 kcal/kgDensidade a 20ºC: 810 kg/m³

E22= Gasolina com 22%vol de etanol anidroMétodo segundo Grabner a 20ºC

Placa com tecnol.(SMD),4-layers:

Área=192 cm2

Placa com tecnol.(SMD),4-layers:

Área=130 cm2

KR (Knock)Sigma

KR (Knock)L9119

Ignição2x2 Módulo Interno

Ignição1x Módulo Interno

Distribuitor Less

Drive by cable

µ ControllerST10S269

256 Kbytes Flash8 Kbytes RAM

2 kbytes EEPROM25 MHz32 bits

80 pinouts

4AVP

Distribuitor

Drive by cable

µ Controller68HC11

128KBytes EPROM2,5Kbytes RAM

0,5KbytesEEPROM4MHz8 bits

45 pinouts

1AVP

Injetores c/ faixa de trabalho

ampliada (20%),maior pressão (17%)

de injeção:Garante o fornecimento

da quantidade requerida de combustível em altos regimes;

Garante a linearidade em condições de baixo consumo.

140

Válvulas e sedes commaterial mais resistenteao desgaste:Válvulas Adm. e Escape:Inserto em Stellite F;

Anéis Assento de válvula: CoMo12FS (alta dureza).

Alterações no hardware do motor EA-827:

Novo comando de válvulas:

Melhoria da versão básica do motor;

Alterações no hardware do motor EA-827:

Injetores c/ faixa de trabalho

ampliada (20%),maior pressão (17%)

de injeção:Garante o fornecimento

da quantidade requerida de combustível em altos regimes;

Garante a linearidade em condições de baixo consumo.

Nova velas de ignição:

• Grau Térmico intermediário entre Álcool e Gasolina;

• 2mm mais profundas na câmara de combustão (combustão mais rápida para maior eficiência e estabilidade de M.Lenta);

• Garantia do prazo de manutenção de 60.000 km.

Alterações no hardware do motor EA-827:

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“Distributor-less”:Bobina dupla: maior energia disponível nos

eletrodos das velas.

Alterações no hardware do motor EA-827:

Pino de Enconto _ Niquelado _ Endurecido

Carcaça da bomba_ Banho de Sn (era Zn +Cr)

Armadura_ Novo Commutator Carbon_ Lamelas com banho de Sn

Tampa superior_ Integrada

Conectores Elétricos_ Sobre moldados (ao invés de terminal-faca)

Mancal_ Sem Bucha

Carcaça Intermediária_ Camada anodizada de maior espessura_ Selada a frio (verniz)

Tampa de sucção_ Camada anodizada de maior espessura_ Selada a frio (verniz)

Nova bomba de combustível:• Proteção contra corrosão;• Garantia de vazão para qualquer condição de operação.

Alterações no hardware do motor EA-827:

1