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<p>2010</p> <p>INFORMAES TCNICAS DIAGNSTICO DOS COMPONENTES VERIFICAO DE CIRCUITOS E COMPONENTES SISTEMA DE ARREFECIMENTOTEMPERATURA E INJEO ELETRNICA</p> <p>NDICEPARTE</p> <p>A INFORMAES TCNICAS 1Combusto 2 Emisses 4 Injeo de Combustvel 5 Sistemas de Controle Integrado 6 Sistema de Ignio 7 Sistemas de Injeo e Ignio Eletrnica 8</p> <p>PARTE</p> <p>B DIAGNSTICO DOS COMPONENTES 9Sensor de Detonao 10 Sensor de Rotao 11 Mdulo de Ignio 12 Sensor de Presso do Coletor 13 Sensor de Massa de Ar 14 Sensor de Posio da Borboleta 15 Eletrovlvula do Canister 16 Regulador de Presso 17 Motor de Passo 18 Vlvula do Controle da Marcha Lenta 19 Vlvula Injetora 20 Sensor Lambda 21</p> <p>PARTE PARTE</p> <p>C VERIFICAO DE CIRCUITOS E COMPONENTES 25 D SISTEMA DE ARREFECIMENTO 29Vlvula Termosttica 30 Interruptor Trmico 31 Plug Eletrnico 32 Sensor de Temperatura 33 Glossrio 34 Mais Informaes 36</p> <p>PARTE</p> <p>INFORMAES TCNICAS</p> <p>A</p> <p>COMBUSTO atravs do processo de combusto que a energia contida no combustvel, liberada e transformada em trabalho mecnico, em potncia. Este processo de combusto, no entanto, deve ocorrer de forma controlada para que a energia disponvel no seja desperdiada. Ainda assim, no possvel transformar toda a energia, contida no combustvel, em trabalho ou potncia til; sempre haver uma certa porcentagem no aproveitada. Por limites impostos pelo seu princpio de fun-cionamento, os motores de combusto interna, que equipam os veculos de transporte, tm uma eficincia inferior a 100%; na prtica verifica-se que o rendimento est entre 25% e 35%. Ou seja, entre 65% e 75% da energia disponvel no combustvel desperdiada na forma de calor, no lquido de arrefecimento e nos gases de escape. Estes ltimos, alm de energia no aproveitada, contm alguns agentes poluidores. Assim, os modernos mtodos de controle eletrnico so de vital importncia tanto para o aumento da eficincia como para a diminuio das emisses resultantes do processo de combusto.</p> <p>1</p> <p>Processo de CombustoA ocorrncia da combusto s o possvel na presena de trs elementos (1): Combustvel. Oxignio ou comburente (oxignio contido no ar). Calor. Nos motores de combusto interna, a combusto ou queima do combustvel, acontece num recinto fechado denominado cmara de combusto. Como resultante da combusto, o motor libera: a) Potncia, que movimenta o veculo. b) Gases de escape, compostos basicamente de: vapor de gua, CO 2 (dixido de carbono), N (nitrognio), CO (monxido de carbono), HC (hidrocarbonetos ou combustvel sem queimar), NOx (xidos de nitrognio). Os trs ltimos so gases poluentes. c) Calor (energia no aproveitada) transportado pelo lquido arrefecedor e pelos gases de escape. O que realmente interessa a potncia fornecida pelo motor. O resto energia desperdiada. O mais grave que os gases de escape alm transportarem calor, que energia no aproveitada, so fonte de poluio, j que alguns dos seus componentes agridem intensamente o meio ambiente. Podemos, portanto, enunciar de forma bastante ampla, as necessidades bsicas impostas aos motores modernos, as quais so: obter a mxima potncia com o menor consumo de combustvel e menor nvel de emisso de poluentes, compatveis com tal potncia. Em resumo: mxima eficincia com mnimo de emisses. Nos motores de combusto interna, a combusto da mistura se d de forma violenta e rpida; na realidade, uma exploso. Desta forma, a combusto provoca um aumento considervel da presso dentro do cilindro, que, por sua vez, gera a fora que impulsiona o pisto no sentido de fazer girar o virabrequim, produzindo trabalho mecnico, ou seja, gerando potncia.</p> <p>2</p> <p>Tipos de MotoresEntre os motores de combusto interna podemos mencionar dois tipos, os quais sero de interesse para a anlise do processo de combusto. So eles: Motor de ciclo Otto Motor de ciclo Diesel</p> <p>Ciclo OTTO (2) Na cmara de combusto admitida uma mistura de ar e combustvel, a qual comprimida pelo pisto e, no momento apropriado, prximo do fim do ciclo de compresso, fornecido o calor necessrio combusto, na forma de uma centelha na vela correspondente quele cilindro. A gerao da centelha no momento apropriado responsabilidade do sistema de ignio. Ciclo DIESEL (3) Na cmara de combusto admitido somente ar, o qual comprimido intensamente. Isto provoca o aumento da sua temperatura num nvel tal que, quando o combustvel injetado, prximo do fim do ciclo de compresso, ocorre a combusto.</p> <p>MTE-THOMSON</p> <p>2</p> <p>MTE-THOMSON</p> <p>Ciclos</p> <p>Ambos tipos de motores funcionam de forma similar, efetuando 4 ciclos alternativos que se repetem enquanto o motor funciona: 1. Ciclo de admisso: Com o motor j em funcionamento, e com o pisto no extremo superior da cmara (PMS: ponto morto superior) e com a vlvula de admisso aberta, o pisto comea a descer o que provoca a admisso de mistura (ciclo Otto) ou ar (ciclo Diesel). Ao chegar ao extremo inferior da cmara (PMI: ponto morto inferior), a vlvula de admisso fecha. Finaliza o ciclo de admisso. 2. Ciclo de compresso: Ao subir, com ambas as vlvulas fechadas, a mistura ou o ar presentes na cmara, comprimido. Pouco antes de atingir o PMS, perto do fim do ciclo de compresso, gerada a fasca (ciclo Otto) ou injetado o combustvel (ciclo Diesel). Esta antecipao denomina-se "avano da ignio" (ciclo Otto) ou "avano da injeo" (ciclo Diesel). Inicia-se a combusto e com isto, o aumento da presso na cmara. 3. Ciclo de expanso: Com ambas as vlvulas ainda fechadas, o aumento de presso impulsiona o pisto. Este (dos 4 ciclos) o nico ciclo de produo de potncia. 4. Ciclo de escape: Ao chegar ao PMI, abre a vlvula de escape e se inicia o ciclo de escape. Com o pisto subindo, os gases resultantes da combusto so expulsos da cmara. A anlise a seguir, ser feita com base nos motores de ciclo Otto.</p> <p>3</p> <p>Tipos de misturasNos motores de ciclo Otto, a mistura ar/combustvel admitida nos cilindros, deve possuir quantidades desses elementos, em propores bastante bem definidas, par cada regime de operao; isto, para que a centelha da vela possa provocar a sua ignio. Somente assim possvel obter o mximo de rendimento com o mnimo de emisses. As propores de ar e combustvel mais adequadas para um bom funcionamento do motor, so aquelas em torno de uma proporo ideal. Essa proporo ideal definida, teoricamente, como aquela mistura que possui uma quantidade de ar capaz de queimar todo o combustvel presente na mesma. Essa relao ar/combustvel ideal corresponde mistura estequiomtrica. A queima da mistura ideal produz no escapamento (s na teoria): Dixido de carbono (CO2), gua (H2O) e Nitrognio (N) Estes gases no so poluentes. Esta definio s terica, j que na realidade, verifica-se que o nitrognio (contido no ar) oxidado, formando NOx (xidos de nitrognio); isto, devido s altas temperaturas presentes na cmara de combusto. Outros componentes do combustvel (enxofre, por exemplo), por sua vez, daro origem a gases nocivos sade e ao meio ambiente. Quando a mistura admitida nos cilindros possui menos ar que o correspondente mistura ideal (excesso de combustvel), uma parte do combustvel no queimada, e a combusto torna-se incompleta. Como resultado, aumenta o nvel de emisso de poluentes. As misturas com excesso de combustvel so as misturas ricas. No caso oposto, ou seja, quando a mistura possui menos combustvel que o necessrio (excesso de ar), parte do oxignio no utilizado. No entanto, a combusto tambm, torna-se ineficiente, e verifica-se um aumento do nvel de emisses. As mistura com excesso de ar denominam-se misturas pobres. A prtica demonstra que o mnimo de emisses e consumo se d quando o motor admite mistura ideal o prximo dela.</p> <p>Fator LambdaPara facilitar a anlise do processo de combusto e a qualidade das emisses no escapamento, definido um nmero denominado Fator Lambda. O fator Lambda mede o desvio da mistura realmente admitida nos cilindros, com relao mistura ideal ou estequiomtrica, e pode ser utilizado para caracterizar os diferentes tipos de misturas, independentemente do combustvel utilizado. Assim: Lmbda &gt; (1 lambda maior que 1) indica misturas pobres (excesso de ar). Lmbda &lt; (1 lambda menor que 1) indica misturas ricas (excesso de combustvel). Lambda = 1 indica mistura estequiomtrica ou ideal. Para motores de ciclo Otto, a condio de mximo rendimento, com mnimo de consumo e emisso de poluentes, acontece para mistura estequiomtrica, ou prximo dela; ou seja, para Lambda = 1.</p> <p>MTE-THOMSON</p> <p>3</p> <p>MTE-THOMSON</p> <p>EMISSESNos veculos automotivos, as emisses de poluentes podem ter sua origem (4): Nos gases presentes no escapamento. So as emisses resultantes do processo de combusto, o qual nunca perfeito. Seja devido a deficincias de projeto, ou desregulagem do motor, os gases de escape possuem, sempre, uma proporo de componentes poluentes. Na evaporao do combustvel do tanque e da cuba do carburador, provocada por temperatura ambiente elevada. So as "emisses evaporativas". Uma combusto completa produz gua (H2O) e di-xido de carbono (CO2) no escape. O nitrognio, e outros gases contidos no ar passam inalterados pelo processo de combusto. J uma combusto incompleta produz, alm dos citados acima: Monxido de carbono (CO): Resulta da combusto incompleta de mistura ricas; a respirao de ar, num ambiente fechado com 0.3% de CO, pode provocar a morte em 30 minutos. Hidrocarbonetos (HC): combustvel no queimado que resulta da admisso de misturas ricas; o HC um fator importante na formao de oznio o que, por sua vez, d origem nvoa seca. xidos de nitrognio (NOx): O nitrognio se junta ao oxignio, por causa das altas temperaturas presentes na cmara de combusto. Os NOx so tambm, componentes importantes na formao de oznio.</p> <p>4</p> <p>Formas de Controle das emissesComo visto, existem 2 fontes geradoras de emisses no veculo: A evaporao de combustvel armazenado no tanque e na cuba do carburador (emisses evaporativas). Os gases de escape Nota: Existe uma outra fonte que so os vapores de combustvel no queimado acumulados no carter e resultantes do vazamento de mistura atravs da folga existente entre os anis e as paredes dos cilindros. Para controlar e diminuir tais emisses so aplicados diver-sos procedimentos, como os apresentados a seguir (5): Controle da mistura: O controle preciso da mistura em torno da mistura ideal (lambda =1), resulta num processo de combusto que, em teoria, produz o mnimo nvel de emisses. A injeo eletrnica a nica forma de atender este requisito. Ps-tratatamento dos gases de escape: Ainda com a providncia anterior, existe uma certa porcentagem de componentes poluentes nos gases de escape. O ps-tratamento dos mesmos, atravs do uso do catalisador, por exemplo, contribui na reduo do nvel de emisses. Recirculao dos gases de escape (EGR): A recirculao de uma parte dos gases de escape, integrando-os mistura admitida nos cilindros, uma medida eficiente para a reduo do nvel de Nox. Filtro de carvo ativado (canister): Os vapores de combustvel gerados no tanque de combustvel e na cuba do carburador, so temporariamente retidos num filtro de carvo ativado (canister) para, posteriormente, no momento apropriado, serem integrados mistura admitida e queimados. Controle do avano do ponto de ignio: A determinao precisa do momento de gerao da centelha tem provado ser outra forma eficiente de diminuio das emisses geradas no processo de combusto. A ignio eletrnica a nica forma de atender este requisito. Injeo de ar secundrio: Atravs deste procedimento, injetado ar limpo no coletor de escape durante a fase de aquecimento do motor. Tem por objetivo, a queima do combustvel residual presente nos gases de escape durante esta fase.</p> <p>5</p> <p>6</p> <p>Catalisador o principal componente do sistema de ps-tratamento dos gases de escape, sendo seu uso, um mtodo eficaz de reduo das emisses nocivas resultantes da combusto. Catalisador de Trs Vias (6). o mais utilizado atualmente. Consegue reduzir (converter), os trs componentes nocivos (CO, HC, NOx) simultaneamente, e com elevada eficincia de converso (prxima de 90%). Para obter mxima eficincia de converso, o catalisador deve processar gases que sejam o resultado da queima de misturas prximas da estequiomtrica (ideal). Isto impe a utilizao de mtodos de formao e controle de mistura de elevada preciso. Outro requisito que o sistema de ignio dever funcionar corretamente j que todo ciclo de ignio, que no produz a fasca com a suficiente energia, provoca o aumento do nvel de HC no escape devido queima incompleta da mistura.</p> <p>Cuidados com o catalisadorEm casos extremos, o mau funcionamento de um sistema de alarme instalado de forma incorreta, ou o funcionamento defeituoso do sistema de ignio, podem provocar a rpida deteriorao do catalisador. Nesses casos extremos, pode haver acmulo de combustvel no queimado dentro do mesmo. Quando atingida a temperatura de funcionamento, o combustvel acumulado no catalisador pode entrar em combusto e provocar um aumento exagerado da temperatura interna, acima dos 700 graus. Esses nveis de temperatura podem resultar na fuso do catalisador e o seu entupimento, impedindo at, o funcionamento do motor.</p> <p>MTE-THOMSON</p> <p>4</p> <p>MTE-THOMSON</p> <p>INJEO DE COMBUSTVELFuno do Sistema de DosagemComo j mencionado, para funcionar corretamente, a mistura dever conter as propores convenientes, de ar e de combustvel, a cada regime de funcionamento do motor. Nos motores de ciclo Otto a quantidade de ar admitida controlada pela abertura da vlvula de acelerao (borboleta). Por tanto, para obter a correta dosagem de combustvel, dever existir um dispositivo, ou mecanismo, capaz de medir a massa de ar admitida nos cilindros e, a partir desse dado, adicionar a quantidade de combustvel necessria para manter o Lambda da mistura no valor mais conveniente quele regime de funcionamento do motor: Na marcha lenta e cargas parciais, a mistura deve ser a ideal ou prximo dela, para obter economia e baixo nvel de emisses. Nas aceleraes e plena carga, o motor admite mistura rica fazendo que uma maior quantidade de combustvel se junte ao ar, afim de obter a potncia necessria. Nas desaceleraes, a quantidade de combustvel pode ser reduzida, resultando na admisso de mistura pobre. O primeiro dispositivo utilizado nos motores de ciclo Otto, para a dosagem de combustvel, foi o carburador. A partir de meados dos anos 50 comeou a ser utilizada a injeo de combustvel, como mecanismo de formao e controle da mistura admitida.</p> <p>7</p> <p>8</p> <p>Injeo de combustvel (7)Nos sistemas injetados, o combustvel trazido do reservatrio, pela bomba, a uma presso maior que a atmosfrica. Com tal sobre-presso, o combustvel injetado em algum ponto da corrente de ar que se dirige aos cilindros, na forma de finas gotculas, formando assim a mistura. O regulador de presso o responsvel por assegurar a sobre-presso necessria. A injeo se efetua atravs da "vlvula de injeo" ou "injetor". Como em todo motor de ciclo OTTO a massa de ar admitida nos cilindros funo da abertura da vlvula de acelerao ou borboleta. Esta se encontra alojada no "corpo da borboleta". Por sua vez, para cumprir sua funo, o sistema de injeo deve conhecer, a todo instante, a massa...</p>