aula 10 - injeção eletrônica 2014-2

Prof. Silvio Shizuo

Sistema de Injeo Eletrnica

em

Motores de Ignio por Centelha

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Por que a Injeo Eletrnica?

+

Ar

Motor

TORQUE

Gases de Escape

Combustvel

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1) Necessidade de um controle mais preciso do processo de combusto

(mistura ar-combustvel e avano de ignio) em toda a faixa de operao

do motor, visando:

- atender aos requisitos legais de emisses de poluentes cada vez

mais rigorosos;

- tornar a operao do motor mais eficiente, com reduo de

consumo de combustvel e com melhor desempenho, atravs da

maximizao do torque til;

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2) Melhoria da dirigibilidade do veculo, atravs da adequao da mistura

A/C e do avano de ignio s condies limites para o carburador

convencional como, por exemplo, com a variao da temperatura do ar de

admisso, da temperatura do lquido de arrefecimento e da altitude;

3) Controle do torque disponvel no eixo de sada do motor para integrao

com outros mdulos eletrnicos do veculo:

- ABS

- controle de trao

- transmisso automtica

- controle eletrnico de estabilidade

- ar condicionado, vlv. de acelerao sem cabo (drive by wire), cruise

control, etc

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Histrico / Evoluo:

Controle de mistura A/C

Carburador

Carburador Eletrnico

Injeo Eletrnica Central (monoponto)

Injeo Eletrnica Multi-ponto

Sistema de Injeo Direta

Controle do Avano de Ignio

e Distribuio

Convencional (platinado e distribuidor)

Transistorizada / por Tiristor

Mapeada Eletronicamente

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Capacidade (limitada) para ajustar a quantidade de combustvel requerida nas

diversas condies de operao do motor.

Dispositivos auxiliares:

-controle de marcha-lenta (gicleur de mistura),

-partida a frio e aquecimento (warm-up, afogador),

-orifcios de progresso,

- vlvula de acelerao (pisto a vcuo, haste mecnica, mola-diafragma).

Carburador

Carburador

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Carburador

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Trata-se de um carburador convencional equipado com atuadores para controle

do afogador e da rotao de marcha lenta. O carburador eletrnico consegue um

regime uniforme de funcionamento, melhorando a dirigibilidade e protegendo o

catalisador, evitando o acionamento do afogador.



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Trata-se de apenas uma nica vlvula de injeo para todos os cilindros.

Injeo Eletrnica

Injeo Eletrnica Central (Monoponto)

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Injeo Eletrnica

Injeo Eletrnica Central (Monoponto)

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Trata-se de uma vlvula de injeo para cada cilindro do motor.

Modos de comando do

vlvula de injeo

Simultneo

Banco a Banco

Sequencial

Injeo Eletrnica

Injeo Eletrnica Multiponto

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Injeo Eletrnica

Injeo Eletrnica Multiponto

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Trata-se de uma vlvula de injeo para cada cilindro do motor, dentro da cmara

de combusto.

Injeo Eletrnica

Sistema de Injeo Direta

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Sistema de Injeo Eletrnica de Combustvel

O sistema pode ser dividido e 3 sub-sistemas:

1. Sistema de Admisso: Ar

2. Sistema de Alimentao: Combustvel

3. Sistema Eletrnico: Automao e Controle

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Injeo Eletrnica

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constitudo por vrios componentes que efetuam o transporte do ar para o motor, nas

suas diferentes condies de funcionamento.

O ar admitido pelo filtro de ar e conduzido ao corpo de borboleta.

O corpo de borboleta de um motor com controle eletrnico incorpora alguns sensores e

atuadores controlados pela central. Os motores equipados com um nico injetor de

combustvel (monoponto) possuem um corpo de borboleta mais complexo que incorpora

alm dos componentes citados o injetor de combustvel.

Sistema de Admisso do Ar

Corpo de Borboleta

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Corpo de Borboleta motorizado drive by wire

Sistema que garante maior suavidade na operao do veculo, evitando trancos e

realizando o fechamento e abertura da borboleta de acelerao de maneira gradual e

suave, contribuindo tambm para a reduo na emisso de poluentes.

Nesse sistema, no existe ligao mecnica entre o acelerador e o corpo de borboleta,

desaparecendo o cabo do acelerador. Acoplado ao acelerador existem dois

potencimetros para determinao da sua posio. A duplicidade de sensores aumenta a

confiabilidade e preciso do sistema.

No corpo de borboleta, alm de um motor para acion-la, existem potencimetros

responsveis pela informao da posio da borboleta.

O controle da marcha lenta nesse sistema se d pela prpria borboleta do sistema que

assume uma posio que garanta um fornecimento ideal de ar ao motor.


Corpo de Borboleta

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Corpo de Borboleta


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Sistema de Alimentao de Combustvel

A alimentao do combustvel realizada atravs de uma eletrobomba instalada

no tanque de combustvel, que succiona o combustvel, envia ao filtro, tubo distribuidor e,

finalmente s vlvulas de injeo de combustvel.

A presso de fornecimento de combustvel para as vlvulas de injeo mantida

constante e proporcional ao valor de presso existente no coletor de admisso pelo

regulador de presso, mantendo constante a diferena de presso para os injetores.

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Filtro de Combustvel

Feito em carcaa especial para resistir

presso da bomba e elemento filtrante de

papel especial para reter as impurezas

contidas no combustvel, evitando

obstruo nas vlvulas de injeo.

Em alguns sistemas, existe na tubulao de entrada de

combustvel, um amortecedor de vibraes. Sua funo

atenuar as vibraes da tubulao de combustvel,

provocado pelas pulsaes oriundas das mudanas de

presso durante a abertura e fechamento dos injetores,

no regulador de presso e at mesmo na bomba eltrica

de combustvel

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Tubo Distribuidor


A funo do tubo distribuidor armazenar o combustvel pressurizado e distribu-lo

uniformemente a todos os injetores.

Esse sistema denominado linha comum ou common rail, nomenclatura utilizada nos

atuais sistemas de injeo Diesel.

Regulador de Presso

Vlvulas de Injeo

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Vlvula reguladora de presso


Controla a presso no tubo distribuidor medida que acelera ou desacelera o motor, de acordo com a

variao do vcuo no interior do coletor de admisso.

A cmara inferior ligada s mangueiras de entrada e de retorno do combustvel.

A cmara superior a cmara de vcuo, que possui uma mola calibrada para a presso desejada e uma

conexo para a instalao de uma mangueira ligada

ao coletor de admisso.

A fora gerada pela depresso no coletor no diafragma vence a tenso da mola, permitindo o

retorno do excesso de combustvel ao tanque

mantendo o diferencial de presso constante.

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O sistema constitudo principalmente por uma central de controle eletrnico (ECU ou Centralina), que tem a funo de acionar e alimentar

eletricamente todos os componentes do sistema de injeo / ignio.

Sensores - geram os sinais de entrada que monitoram constantemente as condies do motor, a rotao e a carga a que ele est submetido.

Atuadores - executam as ordens do mdulo de controle. So controlados eletronicamente.

Funcionamento do Sistema de Injeo Eletrnica:

Injeo Eletrnica

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As informaes que vo do motor para a ECU, so calculadas a partir da quantidade de ar admitida para o combustvel necessrio a ser injetado,

para que se forme uma mistura ideal para cada regime de funcionamento

do motor. A central determinar tambm o momento ideal de

centelhamento nas velas.

Mistura ideal calculada com base nas medies de:- regime de rotao do motor

- presso absoluta no coletor de admisso ou posio do acelerador

- temperatura do liquido de arrefecimento

- temperatura do ar aspirado

- teor de oxignio no gs de escapamento


Injeo Eletrnica

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Sensores:

- Posio da borboleta ou pedal

do acelerador

- Posio do virabrequim

(rotao)

- Temperatura do ar de admisso

- Presso do ar do coletor de

admisso

- Temperatura da gua

- Sensor de oxignio

- Sensor de detonao

- Sensor do comando de vlvulas

- Tenso da bateria

Extras:

- sensor de velocidade do veculo

- presso do ar condicionado

- presso de leo

- quantidade de lcool na gasolina

Atuadores:

- vlvulas de injeo

- bobina de ignio

- vlvula de controle de

marcha-lenta

- vlvula de purga de vapor de

combustvel

- aquecimento do sensor de

oxignio

- embreagem do compressor do

A/C

- ventilador do radiador

- vlvula de recirculao dos

gases de exausto

- lmpada de diagnstico no

painel de instrumentos

- Borboleta de acelerao

- vlvula de alvio de presso

(motores turbo)

- -vlvula de ventilao do

carter

Mdulo de

Controle (ECU)


Injeo Eletrnica

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A unidade de controle eletrnico (ECU) contm um software

com diversas sub-rotinas especficas para cada mdulo de calibrao.

A partir da interpretao dos sinais enviados pelos sensores e identificao

da condio de operao do motor, o software envia comandos para os

drivers dos atuadores como, por exemplo: tempo de abertura da vlvula de

injeo e avano de ignio.

Injeo Eletrnica

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No que consiste a calibrao do sistema de injeo

eletrnica do motor?

No preenchimento das variveis de cada mdulo do software

com valores adequados para que o conjunto motor-veculo responda

conforme o esperado / requerido para atendimento dos objetivos de:

dirigibilidade desempenho consumo emisses

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Funcionamento a Frio

Durante baixas temperaturas, o combustvel evapora com dificuldade e ocorre condensao do mesmo nas paredes do coletor de admisso. Esse

fenmeno faz com que apenas uma parte do combustvel injetado,

efetivamente faa parte do processo de queima.

Nestas condies, acontece uma evaporao reduzida e fortes condensaes nas paredes internas do coletor de admisso, ambas aumentadas pela maior

viscosidade do leo de lubrificao que, como se sabe, com baixas

temperaturas sofre aumento de resistncia rotao dos rgos mecnicos

do motor.

A central eletrnica reconhece esta condio e aumenta o tempo de injeo com base no sinal de temperatura do lquido de arrefecimento.

Funcionamento do Motor

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Consequentemente:

- com temperaturas muito baixas, o vlvula de injeo fica aberto por mais

tempo (a dosagem de combustvel aumenta) e a mistura enriquecida;

- quanto maior for a temperatura do motor, menor ser a abertura das vlvulas

de injeo e, por conseguinte, menor ser a dosagem de combustvel e a mistura

ser ajustada gradativamente at o mapeamento padro.

Funcionamento a Frio


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Nesta fase, a central aumenta adequadamente a quantidade de combustvel exigida pelo motor (para obter o torque mximo) em funo

dos sinais provenientes dos seguintes componentes:

- potnciometro da borboleta aceleradora;

- sensor de presso absoluta;

- sensor de rotaes e PMS.

Funcionamento em Acelerao


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Funcionamento em Desacelerao

Durante esta fase de utilizao do motor, acontece a sobreposio de duas estratgias:

1. regime transitrio negativo para manter estequiomtrica a quantidade de

combustvel fornecida ao motor;

2. acompanhamento superficial s baixas rotaes para atenuar a variao de

torque fornecida (menor freio motor).


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A estratgia de cut-off (corte do combustvel em desacelerao) efetuada quando a central reconhece a borboleta na posio de marcha lenta, ou seja,

fechada, e a rotao do motor ainda elevada.

Nestas condies, a central no utiliza o sinal proveniente da sonda lambda e o cut-off ativado e desativado com valores de rotao variveis de

acordo com a variao da temperatura do lquido dearrefecimento do

motor.

O reconhecimento da borboleta aceleradora em posio aberta reativa a alimentao do motor

Funcionamento em Cut - Off


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Durante o funcionamento em plena carga, a mistura enriquecida para permitir que o motor fornea a potncia mxima (que alcanada fora da

relao estequiomtrica) e para impedir o aquecimento excessivo do

catalisador.

A condio de carga plena detectada atravs dos valores fornecidos pelos sensores de posio da borboleta e da presso absoluta. Nestas condies, a

central no utiliza o sinal proveniente da sonda lambda.

Funcionamento em Plena Carga


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Autoadaptao


A central de controle do motor est provida com uma funo de auto-adaptao da

mistura que tem a tarefa de memorizar os desvios entre mapeamento de base e correes

impostas pelos sensores que podem aparecer de maneira persistente durante o

funcionamento. Estes desvios (devido ao envelhecimento dos componentes do sistema e

do motor) so memorizados, permitindo uma adaptao do funcionamento do sistema s

progressivas alteraes do motor e dos componentes em relao s caractersticas do

motor quando era novo.

A auto-adaptao permite tambm ao motor funcionar com combustveis com pequenas

variaes na composio, como a alterao na percentagem de lcool na gasolina, por

exemplo. Nesse caso especfico, um sensor que monitora as condies dos gases de escape

(sonda lambda) percebe as mudanas na combusto, promovendo as alteraes necessrias

para o correto funcionamento do motor.

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Proteo contra rotaes excessivas


Ao ser projetado um motor, leva-se em considerao o balanceamento de suas peas, a

sua adequada lubrificao e a freqncia natural das molas de acionamento de suas

vlvulas para determinar o regime mximo de rotaes. Exceder esse limite aumentar o

risco de quebra do motor.

Aproveitando o recurso de controle do motor, est inserida no software de controle de

alguns modelos uma estratgia de corte para proteo contra rotaes prejudiciais ao

motor.

To logo seja atingida a rotao programada, o tempo de injeo drasticamente

reduzido, provocando uma caraterstica semelhante a uma falha, o que impede o motor

superar o regime de giros mximo. Quando as rotaes voltarem a um valor "no

crtico", restabelecido o controle normal dos tempos de injeo, em funo da

solicitao do motor.

Essa estratgia no impede, no entanto, que rotaes excessivas sejam atingidas durante

redues de marchas inadequadas, onde a prpria inrcia do veculo tende a girar o

motor atravs do sistema de transmisso. Nesse caso cabe ao condutor utilizar as

marchas de forma adequada, preservando o motor de danos.

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Sensores de rotao e Ponto Morto Superior (PMS)

Na polia do motor est montada uma roda dentada magntica com marca de referncia. A unidade de comando (ECU) calcula a posio do virabrequim e o

nmero de rotaes do motor, originando o momento

correto da fasca e da injeo

de combustvel.

Sensores

Geram os sinais de entrada que monitoram constantemente as

condies do motor, a rotao e a carga a que ele est submetido.

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Sensores de rotao e Ponto Morto Superior (PMS)

Tipos :

- Sensor de rotao e PMS tipo relutncia magntica ou indutivo;

- Sensor de rotao e PMS de efeito hall

Sensores

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Sensor de rotao e PMS tipo relutncia magntica 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 so removidos para criar uma referncia. A

variao devida passagem dos dentes e das cavidades gera uma freqncia de

sinais analgicos

Sensores

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Sensor de rotao e PMS de efeito hallOs sensores de efeito Hall funcionam eletricamente iguais a um interruptor

simples. Ao magntica no lugar de mecnica utilizado para abrir e fechar o

circuito.

Sensores

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Sensor de rotao e PMS de efeito hall com 3 janelas

Neste sistema, o eixo da armadura o eixo do distribuidor, de tal modo que o

cada ciclo ser enviado trs sinais ECU, sendo correspondente s janelas

com o PMS dos cilindros.

A rotao determinada pelo tempo gasto entre dois sinais correspondentes, porm uma das janelas maior do que a anterior,

indicando ser esta a correspondente ao primeiro cilindro.

Sensores

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Sensores de oxignio (Sonda Lambda)

Sua funo levantar o contedo residual de concentrao de oxignio nos gases

de escape que fluem pela descarga, de modo a permitir que a ECU tenha controle do

teor da mistura.

As sondas podem ser classificadas em funo do material que so

constitudas:

Sonda de zircnio (ZrO2);

Sonda de titnio (TiO2).

So classificadas pela forma como so aquecidas:

Pelo prprio calor da descarga (sonda lambda);

Por uma resistncia de aquecimento prpria (sonda lambda aquecida).

E tambm, pela forma como so aterradas, definindo uma quantidade de

fios de ligao eltrica diferenciado:

Sonda de um fio - sonda lambda aterrada na prpria carcaa

Sonda de trs fios - sonda lambda aquecida aterrada na prpria carcaa

Sonda de quatro fios - sonda lambda aquecida aterrada

pela ECU.

Sensores

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Sensores

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Sensores

Sonda de Zircnio com Aquecedor (HEGO)Um aquecedor cermico inserido no sensor aquece o seu interior, permitindo

que ele possa ser utilizado numa faixa maior de temperatura dos gases de escape.

Devido ao aquecedor, o incio de funcionamento mais rpido que o do tipo EGO (sem

aquecedor) e possui uma menor variao das suas caractersticas.

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Sensores

Sonda de Zircnio com Aquecedor e Massa Isolada (ISOHEGO)Este sensor possui um fio adicional para o sinal de massa em relao ao sensor

convencional com aquecedor (HEGO). A estabilidade do sinal assegurada pela total

isolao entre o terra do sensor e a carcaa metlica externa, atravs de uma cermica

especialmente projetada. Isto garante maior vida til sonda, pois elimina possveis

falhas proveniente de oxidao entre o escapamento e a sonda.

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Sensor de fase

Combinado com o sinal de rotao e PMS, permitir que a ECU possa identificar o

cilindro em ignio

Sensor de rotao e PMS tipo indutivo com roda dentada 60-2 dentes mais sensor

de fase indutivo.

Este tipo de sensor de rotao e PMS utilizado somente nos motores com injeo

seqencial de combustvel ou, quando o sistema possuir dois sensores de

detonao.

O principio de funcionamento 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 38dente

. O PMS do 2 e 6 cilindros na passagem do 58 dente.

Sensores

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Nesta hora, ento, compe o sinal com o sensor de fase, de mesmo principio de

funcionamento, montado na cabea do motor em correspondncia do eixo de

distribuio de descarga ou admisso. Sua funo: detectar a passagem de um

dente na prpria engrenagem de comando de vlvula, 120 antes do PMS do

cilindro n 1 na fase de ignio. Desta forma, possvel identificar o PMS de

cada cilindro individualmente, conforme a ilustrao, sabendo que a ordem de

ignio 1-3-4-2 ou 1-3-6-5-4-2.

Sensor de fase

Sensores

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O medidor de massa de ar est instalado entre o filtro de ar e a borboleta

de acelerao e tem a funo de medir a corrente de ar aspirada. Atravs

dessa informao, a unidade de comando calcular o exato volume de

combustvel para as diferentes condies de funcionamento do motor.

Medidor de massa de ar

Sensores

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A medida direta da massa de ar aspirada pelo motor efetuada por um elemento

sensor quente. Devido a introduo de uma resistncia de compensao da

temperatura esse sensor quente mantido a uma temperatura entre 100C a 200C

acima da temperatura do ar admitido.

Ser maior a transferncia de calor do sensor quente para o ar aspirado, quanto

maior for a massa de ar aspirado. O elemento sensor ter a sua resistncia

alterada por conta da diminuio da instantnea da temperatura, provocada pela

transferncia de calor do fio quente para o ar admitido.

O elemento sensor parte do circuito da ponte de Wheaststone. Entende-se que

havendo uma variao na temperatura do elemento o sensor estar provocando

uma variao na sua resistncia. Assim, um desequilbrio criado na ponte de

Wheaststone. Desta forma, o valor de sinal de corrente ser tanto maior quanto

for o fluxo da massa de ar aspirada pelo motor no influenciado pelo volume,

velocidade, variao baromtrica provocada pela variao de altitude em que

esteja o veiculo.

Sensores

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Sensores

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Funo: Informar a velocidade do veculo, de modo a proporcionar

um melhor controle da marcha lenta e do processo de desacelerao.

Tipos:

De efeito hall.

Tipo relutncia magntica.

Led Fototransistor.

Sensor de velocidade

Sensores

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Sensor de pressoOs sensores de presso possuem diferentes aplicaes. Medem a presso

absoluta no tubo de aspirao (coletor) e informam unidade de comando em

que condies de presso o motor est funcionando, determinar qual o volume

de combustvel deve ser injetado.

Nos sistemas rotao - densidade (speed - density), o sensor de presso

informa a presso no coletor de admisso para que se possa calcular a

densidade do ar. Em outros casos, a presso no coletor utilizada para a

determinao da carga a qual est sujeita o motor, de modo a definir o avano

de ignio.

Sensores

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Sensor de presso

Tipos de Sensores

Existem diversos sensores para linha automotiva, suas verses variam

em funo da faixa de presso que o componente suporta na anlise.

Estes sensores tambm podem ser classificados

Quanto a sua aplicao: De presso absoluta; De altitude.

Quanto a sua funo: Para clculo da densidade do ar; Para

determinao do avano; Para correo baromtrica.

Quanto caracterstica da curva de sada: Linear contnua; Pulsos

de freqncia.

Sensores

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Sensor de posio da borboleta

Sua funo a de identificar a posio angular da vlvula de acelerao (borboleta),

permitindo identificar a carga aplicada sobre o motor e o tempo de carga.

a partir do sinal deste sensor que feito o corte de injeo de combustvel (Cut-Off),

quando central eletrnica monitora que a rotao do motor no est em marcha lenta e a

posio da borboleta est totalmente fechada mesma processa est informao reduzindo

assim a injeo de combustvel pelas vlvulas de injeo. Outros sinais do sensor monstra como a ECU reage.

Estado da borboleta aceleradora Estratgia da central

Borboleta fechada Marcha lenta

Cut-off

Dash pot

velocidade de abertura da borboleta Acelerao rpida

borboleta totalmente aberta plena carga

borboleta parcialmente aberta carga parcial

ngulo da borboleta aceleradora sinal de carga para definio do

avano de ignio.

Sensores

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Sensor de posio da borboleta

Potencimetro:

O principio de funcionamento consiste em fazer que o cursor de um

potencimetro seja o prprio eixo da borboleta aceleradora. A ECU alimenta a

resistncia com uma tenso constante (5V) e o sinal obtido pelo cursor. O resultado

uma curva linear entre

ngulo de borboleta x resistncia:

Sensores

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Sensor de temperatura do ar

Nos sistemas rotao-densidade (speed - density), o sensor de presso

informa a temperatura do ar no coletar de admisso para que se possa calcular a

densidade do ar.

Nos sistemas de medio volumtrico, a temperatura do ar tambm

utilizada no clculo da densidade do ar, a diferena que enquanto os sensores

de presso do sistema rotao - densidade esto localizados aps a borboleta

aceleradora, os medidores de vazo esto anterior a esta e portanto a variao de

presso a que esto submetidos a presso atmosfrica.

Deste modo, o calculo simples da variao da densidade pode ser feita

somente pela variao de temperatura. Nos sistemas de medio mssica, tem a

funo de possibilitar a estabilizao da temperatura do elemento quente.

Sensores

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Sensor de temperatura do fluido de arrefecimento

Informa a unidade de comando das condies de temperatura do motor para

que se possa processar estratgias especificas como:

Funcionamento do motor a frio.

No funcionamento do motor a frio, a ECU deve enriquecer a mistura de um

fator inversamente proporcional temperatura, ou seja, quanto menor for a

temperatura maior dever ser o fator de enriquecimento da mistura.

Este enriquecimento necessrio, devido condensao de uma parte do

combustvel nas paredes frias do cilindro. Devido a isto o sistema dever

trabalhar sem o sinal proveniente da sonda lambda. Alm disso, o mapa de

avano fica alterado (adiantado) para promover uma melhor queima do

combustvel.

Cut-off com o motor frio.

Na fase de cut-off, os limites de rotao para entrada e saida da estratgia

de cut-off variam em funo da temperatura da gua

Sensores

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O interruptor inercial de corte de combustvel utilizado em conjunto com a

bomba eltrica de combustvel com a finalidade de deslig-Ia em caso de

uma coliso. constitudo por uma esfera de ao, mantida na posio por um

magneto.

Quando ocorrer um impacto brusco, a esfera se solta do magneto, percorre

uma rampa cnica e choca-se com uma lmina alvo que abre os contatos

eltricos do interruptor e interrompe a alimentao da bomba eltrica de

combustvel.

Uma vez que os contatos esto abertos, somente sero novamente fechados

atravs da ao mecnica de um boto de reinicializao.

Interruptor inercial de corte de combustvel

Sensores

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Sensor de presso do reservatrio

O sensor de presso do reservatrio de combustvel utilizado para monitorar a

presso no reservatrio combustvel ou o vcuo, verificando a integridade do

sistema de combustvel para determinar se existe vazamento evaporativo.

Sensor de presso do condicionador de ar

Permite compatibilizar a marcha lenta com a carga adicional do compressor,

alm de verificar a necessidade de acionamento do ventilador do radiador e

corte do compressor, visando a proteo deste contra presses inadequadas;

Sensores

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Atuadores

So componentes eletrnicos que transformam sinais eltricos em

movimentos mecnicos. A maioria destes componentes tem como principio

de funcionamento o eletromagnetismo

Eletrovlvula

As eletrovlvulas baseiam-se nos conceitos da induo eletromagntica e o campo

magntico capaz de atrair um magneto para o ncleo de um solenide depende da corrente

eltrica que percorre as espiras da bobina.

No caso, o magneto, vai interagir com uma vlvula (da o nome eletrovlvula),

controlando a passagem de um fluido (gs ou liquido) por uma tubulao.

As eletrovlvulas podem ser, segundo o funcionamento eltrico:

liga/desliga (on/off) carga cclica (duty-cycle)

corrente varivel de duas vias

de trs vias

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Motor de Passo

O motor de passo constitudo de um estator e de um rotor com

rosca sem fim. O estator consiste de duas bobinas fixas, e o rotor de um im

permanente e uma haste roscada sem fim que comanda o atuador mecnico,

A haste est roscada no im e guiada pela carcaa evitando o seu

movimento de giro, ou seja, a haste solidria ao eixo imantado do rotor,

girando com a mesma rotao. Por este motivo, o atuador mecnico desloca-

se axialmente, num movimento de vaivm. 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 comutao do campo

magntico do estator.

No exemplo a seguir, mostrado pela figura, demonstra o princpio

de funcionamento de um motor de passo de 2 plos.

Atuadores

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Passo 1 giro de 90 Passo 2 giro de 180

Passo 3 giro de 270 Passo 4 giro de 360

Motor de Passo

Atuadores

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Motor Rotativo

O princpio de funcionamento do motor rotativo, assemelha-se a uma

combinao dos princpios da eletrovlvula e do motor de passo.

Os motores rotativos podem ser:

Simples

No caso de motores simples, um campo magntico gerado pela circulao de

corrente em uma bobina, provoca o giro de um rotor (como no motor de passo). O eixo do

rotor gira apenas de um ngulo correspondente forma como foi construdo o motor.

Na extremidade do eixo rotativo, uma vlvula, como mostra a figura ao lado. O

comando do tipo carga cclica (duty-cycle), portanto de freqncia fixa. A permanncia

do rotor em uma determinada posio depende ento, do tempo de durao do pulso de

comando. O retorno comandado por uma mola de toro e batente, o que permite a

vlvula ser normalmente aberta ou fechada.

Atuadores

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Duplos

J nos motores rotativos duplos, o retorno deve ser comandado, j que a mola de toro

substituda uma outra bobina, que combinada com o funcionamento da primeira, faz o eixo

girar no sentido horrio ou anti-horrio. O sistema de abertura e fechamento continua

sendo de carga duty-cicle, entretanto, torna-se necessrio tanto o comando de abertura

quanto o comando de fechamento da vlvula.

Motor Rotativo

Atuadores

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Os rels so chaves que se baseiam nos princpios eletromagnticos. Compem-se

basicamente de um indutor e uma chave. A corrente eltrica quando percorre os

enrolamentos do indutor. gera um campo magntico suficiente para atrair um ncleo

e fechar ou abrir um interruptor eltrico e uma mola faz o acionamento inverso.

Assim, um rel com chave normalmente aberta, somente estar fechada quando

existir corrente eltrica nos enrolamentos do indutor.

Rel

Atuadores

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Vlvula Injetora / Eletroinjetor

O eletroinjetor uma eletrovlvula, normalmente fechada, comandada pela

ECU que abre a passagem de combustvel para o coletor de admisso ao ser energizada

e fecha mecanicamente pela ao de uma mola interna quando desenergizada .

A quantidade de combustvel injetada ser proporcional ao tempo de abertura

do eletroinjetor, de modo que a ECU dever calcular em funo da massa de ar admitida

e de estratgias especficas tais como motor frio ou .em acelerao rpida, qual o tempo

de injeo necessrio para satisfazer as necessidades de consumo do motor a

eletroinjetor responsvel ainda pela atomizao do combustvel.

Atuadores

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Injector Linearity flow

0

5

10

15

20

25

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Injector opening (ms)

Inje

cte

d F

ue

l (m

g)

Static Flow = 2.58 g/s

Vlvula Injetora / Eletroinjetor

Atuadores

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Bomba Eltrica de Combustvel

O acionamento da bomba de combustvel feito por um motor eltrico que alimentado pelo rel de comando. Ao ser acionada, a bomba faz suco do combustvel por intermdio dos roletes, pressurizando o combustvel na sua sada.

O combustvel tambm responsvel por arrefecer e lubrificar a bomba. A bomba faz suco 1, o combustvel passa pela vlvula limitadora de presso, cuja funo proteger a bomba, caso a linha de presso seja obstruda. Se houver obstruo na linha de presso, essa vlvula ir abrir, permitindo que o excesso de presso retome para sua suco. O combustvel lubrifica o rolamento 3 e arrefece o induzido 4 e as escovas 5. Depois o combustvel abre a vlvula de reteno 6, saindo do interior da bomba de combustvel.

Quando o motor do veculo desligado, a bomba de combustvel tambm ir parar de funcionar. Neste momento, a vlvula de reteno de presso 6 ir fechar, no permitindo que caia a presso e que o combustvel retome para o tanque.

Com a rotao do disco rotor 3, os roletes 2 so arremessados para fora atravs da fora centrfuga. O efeito de bombeamento produzido pelos roletes em movimento, que possuem um aumento de volume na placa guia 4, no lado de suco, e uma diminuio de volume no lado de presso

Atuadores

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Bomba Eltrica de Combustvel

Atuadores

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Para atender s severas disposies legislativas sobre as emisses de resduos

nocivos dos motores de combusto interna, alm de uma dosagem sempre precisa da mistura

ar-combustvel, o veculo est equipado com os dispositivos que controlam essas emisses.

Sistema de Controle de Emisses

Recirculao dos gases do crter

O motor em funcionamento gera gases internamente. Para manter o seu correto

funcionamento, estes gases devem ser expulsos e isto feito atravs do respiro do motor.

Uma parte destes gases txica e por isso deve ser queimada para no ser jogada

diretamente no ambiente.

Alm dos vapores de lubrificantes, gases de escapamento constitudos por misturas de

ar-combustvel e pelos gases queimados que passam pela vedao dos anis dos pistes so

gerados na regio do crter. Torna-se necessrio um sistema que efetue a recirculao dos

gases, para impedir que atinjam a atmosfera e elevem a presso interna do motor

demasiadamente, o que poderia determinar vazamentos.

Um sistema de chicanas ou um filtro recuperam o leo que poderia ser arrastado

juntamente com os vapores. No interior da tubulao montado um corta-chamas para

prevenir fenmenos de combusto devido ao retorno da chama ao corpo de borboleta.

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Vlvula PCV (positive crankcase ventilation) ou ventilao positiva do crter

Essa vlvula tem a funo de impedir que um volume acentuado de lubrificante

venha a ser arrastado junto com os gases do crter para admisso, o que determinaria um

consumo exagerado de lubrificante.

No caso de elevada diferena de presso entre a admisso e o crter

(desaceleraes, por exemplo) a vlvula fecha, impedindo momentaneamente a

recirculao dos gases. To logo a diferena de presso se suavize, o sistema volta a

operar normalmente.



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Eletrovlvula de purga do canister

A eletrovlvula de purga do canister o componente que controla o fluxo de

vapor (purga) do canister (filtro de carvo ativado) para o coletor de admisso durante

vrias condies de funcionamento do motor.

A eletrovlvula do tipo normalmente fechado. Para ativ-Ia, eleve o giro do

motor por alguns instantes. Alguns sistemas possuem uma eletrovlvula que controla a

abertura ou o fechamento do orifcio atmosfrico do canister, isto permite que a ECU,

em conjunto com a eletrovlvula de purga do canister, abaixe a presso do reservatrio

de combustvel.

Atuadores

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Emisses Evaporativas

CanisterO canister, como j foi dito, constitudo por um reservatrio que possui carvo ativado

atuando como filtro dos vapores oriundos do tanque de combustvel.O canister possui

normalmente trs conexes:

Ventilao do tanque uma mangueira conectada parte superior do tanque conduz os

vapores at o filtro;

Purga faz a ligao do canister ao coletor de admisso para enviar os vapores a serem

queimados durante a purga;

Atmosfera promove o contato do canister com o ar atmosfrico.

Os vapores so conduzidos parte inferior do filtro onde sobem sendo filtrados pelo

carvo ativado em forma de pequenas esferas. Na parte superior, uma espuma atua como

filtro, impedindo que o carvo ativado penetre na linha de purga.

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Vlvula de purga

A vlvula que controla o fluxo de vapores de combustvel do canister para o coletor

de admisso pode ser mecnica ou eletricamente comandada pela central de controle do

motor.

A vlvula, quando eltrica, acionada pelo mdulo de controle do motor atravs de

ciclos de trabalho determinando nveis de abertura compatveis operao do motor



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Abastecimento

O posicionamento do canister varia a depender do modelo de veculo, mas muitas das

vezes pode ficar em uma altura inferior tampa de enchimento do tanque.

Em caso de enchimento excessivo, o combustvel tender a, por gravidade, atingir o

filtro de carvo ativado. Uma vez contaminado com combustvel, o carvo ativado tende a

se dissolver e quando acionada a purga, ocorrer contaminao do coletor de admisso e

cilindros do motor, provocando carbonizao com conseqente reduo da sua vida til.

Para evitar problemas dessa natureza, abastecer at o desligamento automtico do bico

da bomba, evitando encher o gargalo. Agindo assim protege-se no s o canister e o motor,

como evita-se que combustvel transborde e danifique a pintura.



Tampa do tanque de combustvel

A tampa do tanque possui uma vlvula que tem como funo manter os vapores no

tanque com segurana. Em caso de substituio, imperativo que se faa por uma de

modelo idntico para preservar o correto funcionamento do sistema de controle de

emisses evaporativas

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Recirculao de gases do escapamento

As altas temperaturas da cmara de combusto propiciam a formao dos xidos de

Nitrognio, que so poluentes. Para conter essa emisso reduz-se a temperatura da

cmara. Isso pode ser feito recirculando parte dos gases de escapamento.

O cruzamento de vlvulas por si s faz com que parte dos gases resultantes da

queima voltem admisso, auxiliando na tarefa de conter as emisses. Para um

controle mais efetivo torna-se necessrio o uso de mecanismos que faam a

recirculao de forma controlada e em momentos que no prejudiquem o consumo e o

desempenho do motor.

Uma vlvula controlada pela central eletrnica de controle do motor, pilota uma

vlvula denominada vlvula EGR de Recirculao dos gases de escapamento

(Exhaust Gas Recirculation). A vlvula acionada sob as seguintes condies:

Motor aquecido temperatura operacional a recirculao dos gases com o motor frio

traria problemas de controle da mistura, que deve ser rica nesses momentos;

Rotao superior marcha lenta se a vlvula abrir durante a marcha lenta, ocorrer

instabilidade da rotao e o motor ficar vibrando ou apagar. Esse problema ocorre

pois a quantidade de ar admitida mnima e a recirculao provocaria perda do

oxignio necessrio a queima do combustvel sob essas condies.



Prof. Silvio Shizuo



aula 10 - injeção eletrônica 2014-2

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