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2O SISTEMA DE INJECO DIRECTA PARA MOTOR DIESELBOSCH COMMON RAIL

COMMON RAIL

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PREMBULOAs exigncias em matria de aumento das performances e de reduo do rudo, da poluio e doconsumo que sero exigidas aos motores DIESEL dos anos 2000 levaram a procurar solues nainjeco directa, empregando um sistema mais eficaz que as bombas de injeco de alta pressoactualmente utilizadas.

Este objectivo alcanado graas ao conjunto de gesto da injeco chamado Common rail cujoprincpio lembra o da injeco sequencial dos motores a gasolina, mas que utiliza a altssima pressocomandada electronicamente. um produto da sociedade Robert BOSCH que deve equipar umagrande parte da nova famlia de motores Diesel (A srie D.W...).

Este sistema proporciona uma diminuio do consumo de 20% em relao gerao precedente,melhorando ao mesmo tempo o prazer da conduo graas a um binrio superior de 50% a baixoregime e 25% de potncia a mais, com uma reduo das vibraes e dos rudos.

Um outro objectivo a performance ambiental. Os motores da nova gerao sero, logo aps olanamento, entre os mais limpos da sua categoria e possuem, com a catlise DENOX, grandescapacidades de evoluo a curto prazo.

PRINCPIOUma bomba de alta presso accionada pelo motor alimenta em permanncia uma reserva de gasleoa alta presso: o Rail ou rampa de alimentao.

A rampa est ligada por tubos a todos os injectores.

A abertura de cada injector comandada por uma electrovlvula de duas vias integrada.

Um calculador gere, em funo dos parmetros do motor:- A presso na rampa- O dbito da bomba- O tempo de abertura e o faseamento (Avano) de cada injector.

O sistema COMMON RAIL permite, para cada injector, vrias injeces num ciclo motor:- Uma injeco piloto ou pr-injeco- Uma injeco principal- Uma ps-injeco (Caso das despoluies mais severas no futuro, tais como Euro 2000)

O pequeno tempo concedido injeco piloto, e consoante o equipamento, ps-injeco, leva-nosa descobrir uma nova unidade: o microssegundo (s) mil vezes mais pequeno que o milissegundo

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ESQUEMA GERAL

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1

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9

7

4

5 6

3

2

Alta pressoBaixa pressoRetorno

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NOMENCLATURA

1 Calculador de controlo do motor2 Pr-filtro3 Bomba de alimentao forada baixa presso4 Filtro principal com decantador de gua5 Aquecedor6 Serpentina de arrefecimento de gasleo7 Bomba de alta presso de trs mbolos radiais8 Comando de desactivao do terceiro mbolo9 Regulador de presso10 Rampa de alimentao (ou common rail)11 Sensor de presso12 Sensor de temperatura gasleo13 Injectores de comando elctrico14 Sensor de posio do pedal do acelerador15 Sensor de regime16 Sensor de referncia cilindro17 Informaes provenientes de diversos sensores:

- O sensor de presso de sobrealimentao- O sensor de massa de ar (debimetro de filme quente)- O sensor de temperatura da gua- O sensor de temperatura do ar de admisso- O sensor do pedal dos traves- O sensor do pedal da embraiagem- O sensor de velocidade do veculo- Anti-arranque electrnico- Outras funes consoante o equipamento (C.V.A....).

18 Comando dos accionadores, sistemas anexos e interfaces com outros sistemas:- Presso de turbocompressor- Pr-aquecimento e ps-aquecimento- Sistema E.G.R. em circuito fechado- Gesto aquecimento adicional- Compressor de refrigerao- Outras funes consoante o equipamento

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FILTRO DE COMBUSTVEL

1

2

S3

3

E2

S2

54 S1

2a 2b 2c

E1

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DESCRIO - FUNCIONAMENTO PARTE HIDRULICAA BOMBA DE ALIMENTAO FORADAEst integrada no mdulo de aspirao situado no depsito e aspira atravs de um pr-filtro (limitede filtrao de 300 m).O seu dbito de 200 litros/hora para uma presso mxima de 2,5 bars.

O FILTRO PRINCIPALParticipa de maneira activa na proteco do sistema (limite de filtrao: 5 m) e decantao dagua). Est ligado aos diversos circuitos por meio de ligaes de encaixar. Possui na sua entradaum elemento termosttico que desvia, a frio, uma fraco do combustvel (gasleo) proveniente dabomba de alimentao forada para o aquecedor situado no motor. O filtro est munido de umregulador de baixa presso calibrado a 1,25 0,25 bars.

1 - Elemento filtrante 2 - Elemento termosttico 3 - Regulador de baixa presso 4 - Torneira de purga da gua decantada 5 - Caixa de sada de guaE1 - Entrada filtroS1- Sada para caixa de sada de guaE2 - Entrada de gasleo aquecidoS2 - Sada para bomba de alta pressoS3- Retorno depsito

O elemento termosttico formado por uma anilha bilmina que se deforma em funo da temperaturado combustvel.- Temperatura inferior a 15C: (2a) a bilmina deformada e fecha a passagem directa para o filtro.O combustvel orientado para a caixa de sada da gua do motor para ser aquecido antes dafiltragem.- Temperatura entre 15C e 25C: (2b) a bilmina endireita-se e divide o fluxo de entrada. Umaparte do combustvel passa directamente para o elemento filtrante e a outra parte continua a seraquecida.- Temperatura superior a 25C: (2c) a bilmina fecha a passagem directa para o circuito deaquecimento. Todo o combustvel orientado para o elemento filtrante

O AQUECEDOR DE GASLEOEst situado na caixa de sada de gua na cabea do motor. Aquece a fraco de gasleo que oelemento termosttico do filtro deixa circular.

O SISTEMA DE ARREFECIMENTO DE GASLEOAs altas presses existentes no circuito provocam um forte aquecimento do combustvel, o que influisobre a sua viscosidade e a segurana de funcionamento.Um sistema de arrefecimento, fixado sob a carroaria, colocado na canalizao de retorno paraarrefecer o combustvel antes do depsito. constitudo por uma serpentina metlica numa chapa com alhetas para aumentar as superfciesde troca.

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BOMBA DE ALTA PRESSO

C E

D

G

A

B

F

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A BOMBA DE ALTA PRESSOA bomba de alta presso, de trs mbolos radiais, accionada de maneira assncrona pela correiade distribuio. Por razes de controlo do dbito em todas as fases de funcionamento, a relao deaccionamento de 0,5.A alta presso de servio varia entre 200 e 1350 bars. Potncia mxima absorvida: 3,5 kW.

A - Entrada baixa pressoB - Vlvula de seguranaC - CmaraD - Desactivador 3 mboloE - Sada alta pressoF - Regulador de pressoG - Retorno ao depsito

O gasleo entra na bomba por A e atravessa a vlvula de segurana B que regula a alimentaoda bomba de alta presso:

- Se a baixa presso for pequena, o fluxo de combustvel atravessa a vlvula (por um orifciocalibrado) e serve prioritariamente lubrificao e ao arrefecimento.

- Quando o diferencial de presso entre a entrada e o retorno da bomba for superior a 0,8 bar,o mbolo da vlvula move-se e descobre o furo de alimentao dos elementos de bombagem. Ascmaras C enchem-se, o fluxo reservado lubrificao mantm-se.

Para diminuir a potncia absorvida em baixa carga, num momento em que no necessrio disporde um forte dbito, a bomba possui um sistema elctrico de desactivao de um mbolo D. Umsolenide, montado na cabea de um dos cilindros, move a haste de comando que mantm aberta avlvula de alimentao. No pode ocorrer nenhuma pressurizao do gasleo porque este voltapara a admisso.A desactivao do terceiro mbolo tambm realizada pelo calculador para limitar voluntariamenteo dbito no caso de incidente (aquecimento excessivo do gasleo, por exemplo).

O gasleo pressurizado dirige-se para a sada alta presso E, para a rampa e injectores.Paralelamente a esta sada, encontra-se o regulador de presso F de comando RCA (RelaoCclica de Abertura), assegurada pelo calculador. O regulador cria uma fuga controlada. A duraovarivel dos ciclos de abertura e de fecho regula a presso de injeco. O gasleo libertado por esteregulador volta para o depsito pela sada G para arrefecimento e lubrificao.Com o motor parado, no subsiste presso residual no circuito de alta presso.

A RAMPA DE ALIMENTAOA rampa de alimentao (o Common rail) serve de colector e de acumulador. em ao forjado.Encontram-se na rampa:

- A chegada do gasleo sob presso- As sadas de injectores- O sensor de temperatura do gasleo (no incio em srie)- O sensor de alta presso

A capacidade da rampa est adaptada cilindrada do motor.

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O SISTEMA DE INJECO DIRECTA PARA MOTOR DIESELBOSCH COMMON RAIL

O INJECTOR

Z

E

G

H

C

A

F

D

IK

J

B

N

M

L

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OS INJECTORES

A parte inferior de cada injector parecida com o modelo clssico multi-furos (de caractersticasadaptadas verso do motor, por exemplo, 5 furos de dimetro 0,16 mm ou 5x0,20 ou 6x0,15); otopo encimado por uma electrovlvula de comando.

A - Pulverizador de abertura do injectorZ - Pulverizador de realimentaoB - Agulha de injectorC - Cmara de pressoD - Mola de injectorE - mbolo de comandoF - Volume de comandoG - Ligao de entradaH - Filtro laminar includo na ligaoI - Mola principalJ - Agulha piloto e sua esferaK - SolenideL - Porca de fechoM,N - Folga de funcionamento da agulha piloto

O solenide da electrovlvula de comando est fixado no corpo do electro-injector poruma porca de grandes dimenses L que serve para fixar o conjunto das peas. No permitida a desmontagem do injector atravs desta porca com o risco da destruio doconjunto.

As presses de combustvel utilizadas no sistema Common rail no permitem o comando elctricodirecto dos injectores porque nem a potncia da electrovlvula nem a sua velocidade de comutaoso suficientes. A abertura destes , por conseguinte, realizada por um efeito de presso diferencial.

Em repouso, a agulha do injector B fica aplicada sobre a sua sede devido mola D.O mbolo de comando E est montado sobre a agulha livre no seu furo.Na cabea do mbolo encontra-se uma cmara F chamada Volume de comando.Esta cmara est em ligao com a rampa de alimentao atravs do calibre Z.Ela est em ligao com o retorno ao depsito por meio do calibre A. Este circuito fechado pelaesfera da agulha piloto J na qual se apoia a mola principal I.Observar na ligao de entrada G a presena de um filtro laminar H que impede a passagem deeventuais impurezas.A elevao mxima da agulha piloto de cerca de 60 microns

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PRINCPIO DA ELEVAO DE UM INJECTOR

Injector fechadoPV > PS-PR

Injector abertoPV < PS-PR

1 = PV = Esforo exercido no mbolo pela presso existente no volume de comando2 = PR = Esforo da mola do injector3 = PS = Presso exercida na seco da agulha do injector pela alta presso da bomba.

CARTOGRAFIA DE UM INJECTOR

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PRINCIPO DE ELEVAO DE UM INJECTORQuando o motor accionado pelo motor de arranque ou se j estiver a trabalhar, a alta pressofornecida pela bomba (presso rampa) atravessa a ligao de alta presso. Ela repartidaidenticamente pela cmara de presso sob a agulha do injector C e pelo volume de comando F.O injector permanece fechado.No momento desejado, o calculador fornece uma corrente elctrica electrovlvula, provocando aelevao da agulha piloto J.A esfera levantada da sua sede pela alta presso, permitindo uma fuga de gasleo para o retornoao depsito.O equilbrio entre a presso no injector (que no varia) e a presso na cmara do mbolo decomando (que diminui) rompido.O mbolo de comando sobe libertando o injector que se abre e deixa passar um jacto de gasleopara a cmara de combusto.A injeco dura enquanto o solenide permanecer sob tenso.Uma vez o impulso elctrico terminado, a mola da agulha piloto assenta a esfera sobre a sede. Afuga cessa, a presso aumenta no volume de comando e provoca o fecho do injector.O equilbrio das presses volta a ser encontrado e o dispositivo fica pronto para um novo ciclo.Os dois calibres A e Z introduzem a histerese (ou atraso) necessrio para o funcionamentocorrecto.

- A velocidade de abertura da agulha do injector depende da relao da seco entre os doiscalibres porque o volume impelido pelo mbolo de comando e o volume que passa atravs do calibreZ deve escoar atravs do calibre A. Como ele deve permitir a abertura da agulha do injector,A deve ser maior que Z.

- O dimetro de Z influi sobre o tempo de fecho.

A electrovlvula abre-se completamente durante cada impulso de comando (mesmo para um dbitomnimo). A abertura do injector depende da durao do comando:

- Impulso curto: o mbolo de comando apresente uma certa inrcia, a agulha do injector levantada muito ligeiramente. A superfcie de passagem do gasleo para aceder aos furos depulverizao do injector muito pequena e a presso de injeco igual presso rampa minoradapor uma perda de carga muito forte.

- Impulso longo. O mbolo de comando e agulha de injector so completamente levantados.A superfcie de passagem grande e o combustvel injectado presso rampa minorada deuma perda de carga menor que a precedente.

A quantidade de gasleo injectada depende:- Da presso fornecida pela bomba- Da durao do impulso elctrico fornecido pelo calculador.- Da seco de passagem na sada dos injectores (calibre dos furos e tomada em considerao

a elevao da agulha).

Estes elementos constituem a cartografia de cada injector. Esta cartografia conservada em memriapelo calculador.

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QUADRO SINPTICO

1261

1220

1221

1321

1115

7306

2100

1320

1210

1233 1253

1620

1312

1310

C001

1630 8020

BB00

1304

8221

V1300 42101313

7210

13311334

1208-6

1322

8098

1150

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NOMENCLATURA

COMPONENTESBOSCH P.S.A.

Bateria .............................................................................................................................. BB00Tomada diagnstico ......................................................................................................... C001Luz avisadora diagnstico motor ..................................................................................... V1300Sensor de referncia cilindro ........................................................................................... 1115Caixa Rel de pr-aquecimento....................................................................................... 1150Desactivador 3 mbolo ....................................................................... EAV ................... 1208-6Bomba de alimentao forada ........................................................... EKP3.1D ........... 1210Sensor de temperatura da gua ...................................................................................... 1220Sensor de temperatura do gasleo .................................................................................. 1221Electrovlvula de regulao de presso do turbocompressor ......................................... 1233Electrovlvula EGR .......................................................................................................... 1253Sensor de posio do pedal do acelerador ...................................................................... 1261Rel duplo ........................................................................................................................ 1304Debimetro de ar ............................................................................................................... 1310Sensor de presso de ar de admisso ............................................................................ 1312Sensor de PMS e regime motor ....................................................................................... 1313Calculador de controlo motor ............................................................... EDC15C2 .......... 1320Sensor de alta presso gasleo........................................................... RDS2 ................ 1321Regulador de alta presso gasleo ..................................................... DRV .................. 1322Conjunto porta-injector completo ........................................................ CRI1 .................. 1331-1334Sensor velocidade do veculo .......................................................................................... 1620Ligao com o calculador da C.V.A ................................................................................. 1630Contactor de stop ............................................................................................................. 2100Conta-rotaes................................................................................................................. 4210Computador de bordo ...................................................................................................... 7210Contactor do pedal de embraiagem ................................................................................. 7306Compressor de refrigerao ............................................................................................ 8020Rel de alimentao do aquecimento adicional ............................................................... 8098Transponder ..................................................................................................................... 8221

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O DISPOSITIVO DE CONTROLO DO MOTOR

O princpio de base da aco do controlo do motor muito semelhante ao de um dispositivo deinjeco sequencial num motor a gasolina, com a adaptao tornada necessria devido existnciade presses muito altas e de injeces mltiplas:

- Os sensores medem as condies de funcionamento actuais e transformam os valores fsicosem sinais elctricos.

- O calculador capta estes valores, trata-os e transforma-os em ordens ou informaesdestinadas:

- Aos accionadores principais (Regulao presso, injectores, etc.)- Aos accionadores secundrios (Electrovlvula de comando da reciclagem dos gasesde escape, por exemplo)

- Interfaces com outros sistemas

O calculador controla em tempo real a distribuio de combustvel e a sincronizao da injeco pelacorrente de comando dos injectores.

OS COMPONENTES DO SISTEMA

O calculadorO calculador contm em referncia um sensor de pressoatmosfrica.Possui um andar de potncia capaz de fornecer a corrente decomando muito elevada necessria ao funcionamento dosinjectores.Est ligado ao feixe por um conector de 88 vias (ver contactosem anexo).Utiliza a tecnologia FLASH EPROM e telecarregvel.

O sensor de regimeAs informaes regime e posio do motor so fornecidas poreste sensor fixado no crter da embraiagem.Ele define a posio da cambota numa coroa que possui 60 menos2 dentes montada no volante do motor.O sinal ocorre a 114 do volante antes do P.M.S.

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O sensor de referncia cilindro

um sensor de efeito de Hall que d um sinal quadradodirectamente utilizvel pelo calculador.Est fixado na tampa da rvore de cames em frente de uma rodadentada accionada por esta.A roda possui duas coroas largas seguidas de duas coroasestreitas.Um entreferro entre o sensor e a coroa deve ser respeitado:1,2 + 0/+0,1 mm.

A sonda de temperatura do motor

uma termistncia C.T.N. que informa sobre o estado trmico domotor. Est situada na caixa de sada de gua.

O sensor de presso rampa

Informa o calculador sobre o valor da alta presso.O calculador:- Utiliza o parmetro presso para calcular o volume a injectar.- Modifica eventualmente a presso com o regulador da bombade alta presso.

O debimetro de ar um debimetro de filme quente que integra uma sonda C.T.N.de medio da temperatura do fluxo de ar. Permite calcular amassa de ar absorvida pelo motor mediante a medio conjuntado fluxo de ar e da sua temperatura.O calculador mede a resistncia de um condutor elctrico planoaquecido por uma corrente e arrefecido pelo fluxo de ar admitido.O valor encontrado utilizado para a limitao dos fumos duranteas fases transitrias (acelerao, desacelerao).A informao dbito serve para o clculo da taxa de reciclagemdos gases de escape (E.G.R.)O debimetro est montado entre o filtro de ar e o turbocompressor.

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O sensor de presso de sobrealimentao

Fornece a informao carga medindo a presso desobrealimentao.Esta informao utilizada para:- a regulao da presso de injeco- a regulao da durao da injecoAlimentado com corrente de 5 volts pelo calculador, fornece umatenso proporcional presso medida.

O sensor de temperatura do gasleo

um sensor C.T.N. fixado na rampa. Mede a temperaturamatria. Uma variante desta montagem mede directamente atemperatura do gasleo no circuito de retorno ao depsito.A densidade do combustvel e a sua viscosidade variam em funoda sua temperatura.O calculador corrige o dbito a partir deste dado.

O sensor do pedal de acelerador

Accionado pelo pedal do acelerador, traduz a aco do condutor. constitudo por dois pontencimetros cuja resistncia variaproporcionalmente com a posio do acelerador.As informaes provenientes de cada potencimetro socomparadas constantemente entre elas a fim de detectareventuais incoerncias.As medies so comparadas constantemente com as medidasdos outros sensores a fim de detectar incoerncias eventuais.

O sensor do pedal dos traves

Permite remediar uma informao incoerente proveniente dosensor do pedal do acelerador.

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O sensor do pedal da embraiagem

Permite remediar uma informao incoerente proveniente dosensor do pedal do acelerador.O seu estado (aberto, fechado) intervm na gesto do ralenti.

O sensor de velocidade

A sua aco sobre o funcionamento do motor consiste em informaro calculador de diversas situaes:- Veculo parado- Veculo em andamento (a mais de 2 km/h)- Veculo em desaceleraoOs seus sinais so utilizados por diversos sistemas (direcovarivel, suspenso) e pelo regulador de velocidade.

A bateriaO seu valor de tenso importante.O calculador memoriza uma situao de defeito:- superior a 17,5 V- inferior a 7 V.Abaixo de 10 V, o funcionamento ser aleatrio porque a correntenecessria para o funcionamento correcto dos injectores circulamuito mal por causa da resistncia total (calculador - cablagens -injectores).Em funo da tenso da bateria, o calculador regula o ralentiactuando no tempo de injeco e na presso de servio.

O rel duploO rel duplo alimenta:- O calculador- A bomba de combustvel- As electrovlvulas EGR e regulao do turbocompressor.

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O transponderSistema convencional

Os injectoresElementos estudados noutro lugar

O regulador de alta pressoElemento estudado noutro lugar

O desactivador do 3 mboloElemento estudado noutro lugar

O rel de pr-aquecimento

Rel de alimentao das velas de pr-aquecimento.O procedimento decidido pelo calculador. Depende daindicao da sonda de temperatura da gua do motor.

O rel de comando do aquecimento adicional

Este sistema de que existem vrias variantes (com resistnciaselctricas, queimador) refora o aquecimento pelo radiador declimatizao.Funciona, se necessrio, depois do arranque do motor.

Electrovlvula de regulao de presso de admisso

Comandada pelo calculador, provoca a abertura ou o fecho davlvula de regulao de presso do turbocompressor

Electrovlvula E.G.R.

Comanda a manobra da vlvula de reciclagem E.G.R.

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Funes acessrias:

- Conta-rotaes- Luz avisadora de diagnstico- Opo computador de bordoEstes acessrios normais de conduo fornecem informaesao condutor. O seu funcionamento semelhantes ao dos veculosa gasolina.

Opo climatizao

O calculador gere:- O funcionamento dos moto-ventiladores de arrefecimento.- O desembraiar do compressor na acelerao

Opo C.V.A.

O calculador motor dialoga com o calculador da C.V.A. (Pedidode reduo do binrio na passagens das velocidades).

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CARTOGRAFIA DE DBITO DO CALCULADOR

CARTOGRAFIA DAS PRESSES

T em microssegundos (s)V Volume global a injectar num cilindro em mm3P Presso em bar

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PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO DA INJECOA bateria alimenta o calculador e o rel duplo que distribui a corrente aos diversos rgos. Otransponder autoriza o arranque.Por accionamento do motor de arranque so precisas pelos menos duas rotaes do motor para quea bomba de alta presso proporcione a presso mnima de 200 bars rampa.

O calculador identifica a posio do motor:- Atravs do sensor de posio e regime, que l a posio do motor no volante (possuindo 60 dentessendo 2 fresados).- Atravs de um sensor que precisa a posio do motor por meio de uma coroa dentada situada atrsdo careto da rvore de cames.

Tem em conta as indicaes dos sensores:- Principais:

- Posio do pedal do acelerador- Temperaturas (gua de arrefecimento, gasleo)- Regime do motor- Presses (sobrealimentao, atmosfrica)- Dbito de ar de admisso e sua temperatura

- Secundrias:- Dbito de EGR- Sensor de velocidade na sada de caixa- Interruptores dos pedais dos traves e da embraiagem.

Tem em conta as fases de funcionamento:- Arranque (procedimento de dbito particular enquanto o motor no for posto a trabalhar)- Ralenti (dbito reservado)- Marcha normal (Amortecimento dos estices, regime mximo autorizado).

Estes parmetros, cuja lista no exaustiva (h mais de 1400) permitem-lhe determinar o volumeterico a injectar (clculo do dbito total formado pela adio do dbito da injeco piloto, do dbitoda injeco principal e se necessrio do dbito de ps-injeco).Baseando-se nas caractersticas do injector, o calculador escolhe na sua prpria cartografia a relaoPresso / volume que lhe permite obter o tempo de injeco.O calculador regula a alta presso actuando no regulador da bomba. A baixo regime, uma pequenapresso indispensvel para obter um pequeno dbito com preciso. A alto regime, o curto tempodisponvel para a injeco impe uma alta presso para obter o dbito necessrio ao funcionamentocorrecto.

A partir da informao Regime, o valor da alta presso escolhido para que o volume disponvelseja sempre suficiente . (Cartografia: Presso).O incio da injeco determinado a partir dos parmetros Sensor regime e referncia cilindro.No instante pretendido, o solenide do respectivo injector alimentado por uma forte corrente dechamada (20 A a 80 V, durao 300 s) e a injeco comea. Quando a fase de chamada terminar,o calculador reduz a corrente de comando para uma corrente de manuteno (12 A a 50 V).A injeco dura enquanto o solenide for alimentado.

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CURVAS COMPARATIVAS. INFLUNCIA DAS INJECES PILOTO

= ngulo de rotao da cambotaIP = Injeco pilotoP = presso (bars)Pm = presso mdia no cilindro

1 = elevao da agulha com sistema convencionala = tempo de inflamao sem injeco piloto2 = forte pico de presso RUDO IMPORTANTE3 = presso correspondente no cilindro4 = elevao da agulha com Common railb = tempo de inflamao com injeco piloto5 = subida progressiva da presso POUCO RUDO6 = presso correspondente no cilindro7 = comparao das presses

IP

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ESTRATGIA DE INJECOO tempo de inflamao (tempo que decorre entre o incio da injeco e o incio da inflamao) , noDiesel, o principal factor de produo de rudo. O sistema Common rail permite encurtar estetempo de inflamao.

Comparemos os sistemas. Numa injeco diesel clssica, uma grande quantidade de gasleo estj introduzida no cilindro antes que a elevao de temperatura devido compresso o possa inflamar(curva 1, em cima esquerda).

A inflamao brutal de um grande volume de combustvel provoca uma sbita subida da presso euma forte elevao do rudo.(O que corresponde ao estalido caracterstico do motor Diesel, perceptvelsobretudo a frio, pico de presso curva 2).

O sistema Common rail diminui o tempo de inflamao graas:- sua presso de injeco muito elevada que permite uma pulverizao muito fina- ao seu comando dos injectores independentes e varivel que autoriza injeces mais prximasdurante um ciclo no mesmo cilindro:

- Uma injeco piloto ou pr-injeco- Uma injeco principal- Consoante a despoluio, uma ps-injeco.

A injeco piloto IP, disparada antes da injeco principal (curva 4), provoca o pr-acondicionamentoda cmara de combusto nos planos temperatura e presso.

Quando ocorre a injeco principal, o tempo de inflamao consideravelmente reduzido pelatemperatura e presso mais elevadas no espao morto. A combusto torna-se mais suave e maiscompleta, e a subida de presso menos brutal (curva 5), o que tem como consequncias:- Menos rudo e uma maior flexibilidade- Um menor consumo e menos emisses nocivas

A comparao das presses mdias no cilindro mostra-nos:- curva 3, injeco convencional, o pico de presso- curva 6, injeco do Common rail, a presso mdia mais repartida- curva 7, sobreposio das duas curvas (Distingue-se o ganho de binrio)

A quantidade de gasleo pr-injectada representa 1 a 2% do dbito da injeco principal em plenacarga.A diferena da injeco piloto em relao injeco principal de cerca de 1 milissegundo, o desvioangular aumenta com o regime.A injeco piloto est presente at cerca de 3 000 r.p.m.

A antecipao exagerada das injeces piloto aumenta os rudos de combusto. O dbito excessivo gerador de partculas.

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O PR-AQUECIMENTO E PS-AQUECIMENTO

A funo pr-aquecimento gerida pelo calculador.

(1150) caixa de pr-aquecimento(1160) velas de pr-aquecimento(1320) calculador de controlo do motor(V 1150) luz avisadora de pr-aquecimento

Funcionamento do pr-aquecimentoLogo que se liga a ignio, o calculador de controlo do motor comanda a caixa de pr-aquecimentoque alimenta as resistncias das velas e a luz avisadora do painel de instrumentos.A durao do pr-aquecimento varia em funo da temperatura da gua.A luz avisadora indica: - quando acende, o funcionamento do dispositivo- quando se apaga, que o motor pode ser posto a trabalhar.Quando o motor de arranque no solicitado depois da extino da luz avisadora, as velaspermanecem alimentadas durante 10 segundos no mximo.Durante a fase de arranque, as velas so alimentadas se:

- A temperatura da gua for inferior a 20C- O motor trabalhar a mais de 70 r.p.m. durante 0,2 segundos.

Funcionamento do ps-aquecimentoO ps-aquecimento consiste em prolongar o funcionamento das velas durante sessenta segundosno mximo depois da fase de arranque.Os parmetros que podem interromper o ps-aquecimento so:

- Temperatura da gua do motor superior a 20C- Dbito injectado superior a 35 mm3- Regime do motor superior a 2000 r.p.m.

Temperatura da gua do motor

- 30C- 10C

0C+ 10C+ 18C+ 40C

Durao do pr-aquecimento(segundos)

16 s5 s

0,5 sExtrapolado: 0,25 s

0 s0 s

Durao do ps-aquecimento(segundos)

180 s180 s60 s60 s

Extrapolado: 30 s0 s

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FUNO DESPOLUIO

Nota: os poluentes

A combusto produz diversos resduos sendo a maioria poluentes.- gua (OH2)- Dixido de carbono (CO2)- Monxido de carbono (CO)- Hidrocarbonetos no queimados (HC)- xidos de azoto (NOX)- Anidrido sulfuroso (SO2)- cido sulfrico (H2SO4 )- Partculas de fuligem

Formao das partculas de fuligem

Durante o aquecimento das zonas ricas, as gotculas de combustvel fraccionam-se em vapor e empartculas de carbono livre. Se estas partculas de carbono no queimarem por causa de uma misturaincompleta, de uma falta local de oxignio ou depois da extino da chama num local frio, elas vo-se encontrar nos gases de escape.A estas partculas de carbono vo-se adicionar os hidrocarbonetos no queimados ou parcialmentequeimados (so principalmente aldedos de cheiro penetrante) e elementos parasitas do gasleo,tais como o enxofre, formando o conjunto da fuligem.

A despoluioDesde 1 de Janeiro de 1993, os motores Diesel esto equipados com um dispositivo de reciclagemdos gases de escape (E.G.R.).Receberam para o ano modelo 97 um catalisador de oxidao. Esta adaptao foi possibilitada pelacomercializao de um gasleo com baixo teor de enxofre.O catalisador de oxidao ataca os hidrocarbonetos no queimados e o monxido de carbono (CO).O dispositivo E.G.R. tem como funo diminuir a quantidade de xidos de azoto (NOX) rejeitada nosgases de escape.Os xidos de azoto so produzidos pela combinao do azoto e do oxignio do ar de admissodevido a uma temperatura muito alta (>1800C). O motor Diesel trabalha com um excesso de ar ( =1,2 a 1,4) e por conseguinte em presena de muito oxignio.O E.G.R. diminui, durante certas fases de funcionamento, a quantidade de oxignio disponvel nocilindro.A vlvula de reciclagem E.G.R. permite introduzir no tubo de admisso uma certa quantidade degases de escape pobres em oxignio para substituir o ar.Uma demasiada quantidade de gases de escape reciclada provoca o aumento das taxas de fuligem,do monxido de carbono e dos hidrocarbonetos por causa da falta de ar. A dosagem pilotada pelocalculador do motor em funo de certos critrios de temperatura, regime e carga do motor muitoespecficos.

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ADAPTAO S FUTURAS NORMASAs futuras normas (EURO 2000) tm como objectivo atacar de uma maneira mais eficaz os NOX eas fuligens. Para as fuligens, a melhoria da injeco permitiu diminuir a sua quantidade. Outrassolues mais radicais esto a ser estudadas.

A E.G.R. permitiu um limite mais baixo para os xidos de azoto ( 12 %).A possibilidade do Common rail realizar vrias injeces durante o ciclo de um cilindro autoriza autilizao de um catalisador do tipo Denox capaz de limitar de maneira mais consequente asemisses de NOX ( 20%).

O redutor necessrio reaco de converso dos NOX constitudo por hidrocarbonetos. A ps-injeco (funo potencial do Common rail) permite injectar uma pequena quantidade de gasleoao tempo Escape, quando a vlvula est aberta. A reaco que se desenvolve transforma umafraco dos NOX em outros produtos que so tambm poluentes mas que podem ser neutralizadosmais facilmente.

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PROCEDIMENTO DE ALERTA

Condies de acendimento da luz avisadora do painel de instrumentos

A luz avisadora permanece acesa durante 4 segundos no arranque. Durante este perodo, ela testaos seus circuitos e componentes.Se no se apagar, porque existe uma avaria.Acendimento em andamento: ocorrncia de uma avaria.

ESTRATGIA DE EMERGNCIA

O calculador extrapola a informao ausente a partir de outros valores disponveis a fim de limitar asconsequncias do defeito.Consoante as circunstncias, impe o modo dbito reduzido que consiste em limitar arbitrariamenteo dbito a 30 mm3 por curso actuando no tempo de injeco e o regime a 2500 r.p.m.

Sensor de regime:Paragem do motor

Sensor de referncia cilindro:Incidente que ocorre com o motor a trabalhar: sem paragem do motor.Depois da paragem do motor, arranque impossvel.

Sensor de temperatura gasleo:Valor de substituio: 70CSe temperatura do gasleo superior a 106C, desactivao do terceiro mbolo da bomba de altapresso a baixa carga.

Sensor de temperatura da gua:Valor de substituio: a temperatura fictcia de 110C, com o motor a trabalhar.Se motor parado, temperatura fictcia de -10C

Sensor do pedal do acelerador:A via defeituosa no tomada em considerao a aplicao do modo dbito reduzido se uma nicavia estiver defeituosa.Diferena de valor de referncia: a via tomada em considerao a que indica o valor de refernciamais baixo, modo dbito reduzido.Aps uma temporizao, diminuio do regime do motor por reduo progressiva do dbito.

Sensor de presso de ar de admisso:Valor de substituio: P = atmosfrica, ou 900 mBar. Se P = atmosfrica, incorrecto.Corte EGR (Ausncia de comando da electrovlvula).

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Sensor de presso atmosfrica:Valor de substituio: presso de admisso quando o regime do motor inferior a 900 r.p.m., depois900 mBar se a presso de admisso for incorrecta.

Sensor de alta presso gasleo (presso rail):Modo de emergncia por colocao em dbito reduzido e valor fictcio de 1500 bar. Este valor no tomado em considerao para a regulao da presso.

Debimetro:- Valor de substituio correspondente a 1000 mg de ar por curso.- Modo dbito reduzido- Corte EGR e ps-injeco se equipado).

Electrovlvula EGR:Corte da alimentao da electrovlvula EGR.

Electrovlvula borboleta:Corte da alimentao da electrovlvula borboleta (se equipado).

Electrovlvula de comando de presso do turbo-compressor:- Limitao do dbito se a presso de sobrealimentao for muito importante.- Ausncia de estratgia se for muito pequena (adaptao dbito).

Calculador:Valores por defeito ou paragem do motor consoante o nvel de defeito.

Injector:- Paragem do motor

Sensor de velocidade do veculo:- Valor de substituio = 150 km/h, acesso progressivo a este valor.- Seleco do dbito de plena carga menos elevado tendo em conta a relao da caixa de velocidades(CVA).- Estratgia anti-ebulio aplicada independentemente da velocidade do veculo- Funo prazer de conduo especfica.

Interruptor de pedal dos traves:- Regulao da velocidade interdita (especfica).- Teste de coerncia com o sensor pedal mais operacional.

Interruptor do pedal da embraiagem:- Valor de substituio fixo = posio desembraiada (especfica regulao de velocidade).- Regulao da velocidade interdita

Comando de regulao da velocidade:- Regulao da velocidade interdita

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FUNES OU CIRCUITOS VIGIADOS DEFEITOS Sem acendimento da luz Com acendimento da luz

Sensor referncia cilindro XRel de pr-aquecimento XDesactivador 3 mbolo XSensor de temperatura da guaSensor de temperatura da gua XSensor de temperatura do gasleo XElectrovlvula de regulao de presso doturbocompressor XElectrovlvula EGR XSensor de posio do pedal do acelerador XDebimetro de ar XSensor de presso de ar de admisso XSensor de PMS e regime motor XCalculador de controlo do motor XSensor alta presso gasleo XRegulador alta presso gasleo XConjunto porta-injector completo XLigao com o calculador da C.V.A. XSensor velocidade do veculo XContactor de paragem XTransponder X

AJUDA AO DIAGNSTICOAteno:Como o dispositivo de injeco Common rail trabalha a altssima presso, ele possuicircuitos de alta e baixa presso que requerem um cuidado especial durante as intervenesnas ligaes hidrulicas e durante a manuteno corrente (ver captulo particular).As operaes de controlo visam sempre adiar ao mximo a interveno de abertura doscircuitos de combustvel a fim de evitar a penetrao de poeiras.

Princpio:O calculador controla em permanncia as suas entradas e sadas para detectar as anomalias quepossam ocorrer.

Memorizao:Os defeitos permanentes ou intermitentes e o contexto em que eles ocorrem so memorizados pelocalculador.Em caso de defeito importante (risco mecnico ou risco de poluio), o calculador comanda oacendimento da luz avisadora no painel de instrumentos e implementa uma estratgia de emergncia.

Defeitos memorizados:

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TESTE DOS ACCIONADORES

Comando rgos ou funes

Regulao de presso do Common railDesactivao 3 mbolo bomba de alta pressoElectrovlvula de comando presso de sobrealimentaoElectrovlvula de comando vlvula E.G.R.Corte climatizaoLuz avisadora de diagnsticoLuz avisadora de pr-aquecimentoLuz avisadora de temperatura da guaCaixa de pr-aquecimentoPequena velocidade GMVGrande velocidade GMVCorte elctrico (rel duplo)

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PARTICULARIDADES LIGADAS AO COMMON RAIL E INTERVENESA presso elevada ao nvel do assentamento do injector torna crtica a falta de estanquecidade nestelugar:

- O combustvel injectado de maneira contnua- A combusto prematura (cerca de 40 antes do P.M.S.)- Isto provoca uma forte subida da presso no cilindro (at 240 bars em vez de 145 potncia

mxima), o que pode ocasionar a destruio do motor.A presena de aparas metlicas ou de poeiras de pequenas dimenses (alguns microns) pode sersuficiente para perturbar muito gravemente o funcionamento do sistema. O cliente deve ser advertido.Instrues imperativas so dadas Rede:

- Uma janela de informao ser includa nos manuais cliente:O motor de injeco directa recorre a uma tecnologia que requer um cuidado e uma qualificaoque somente a rede (PSA) pode prestar-lhe.- A seguinte janela figurar em prembulo dos documentos Aps-Venda:

- Apresentao motor HDI- Desmontagem-montagem

ATENO: este motor recorre a uma tecnologia de injeco alta presso sofisticada querequer um cuidado particular durante as intervenes nos circuitos hidrulicos de alta e baixapresso:

- Limpeza- Binrios de aperto

- As seguintes instrues figuraro em prembulo nos documentos de IntervenoInstrues de limpeza antes da desmontagemO local de trabalho deve estar limpo (bancada, pavimento, tecto, ferramentas [chaves de caixa /falsavela para medio das compresses / encaixes + manmetros de controlo da baixa presso], roupa).Deve estar separado das zonas expostas s projeces de partculas metlicas ou de poeiras(carroaria, trabalhos de mecnica).Qualquer interveno num motor sujo requer antes disso uma limpeza em caso:

- de abertura dos circuitos de alta e baixa presso- de desmontagem da cabea do motor.

proibida a utilizao de um aparelho de limpeza de alta presso e ar comprimido.Proteger os rgos elctricos contra qualquer projeco (alternador + motor de arranque)Limpar cada ligao a abrir e as peas com um pincel + produto desengordurante homologado.Utilizar um aspirador para aspirar os resduos.Instrues de limpeza durante a desmontagemLogo aps a abertura dos circuitos de AP e BP, obturar imediatamente os orifcios com tampesadaptados (embalagem por lote em P.S.), nas seguintes peas:

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SEGURANA DURANTE AS INTERVENESComo as presses desenvolvidas pelo sistema so muito elevadas, formalmente proibido intervircom o Motor a trabalhar nas diversas ligaes.

Desligar a ignio e esperar 20 a 30 segundos antes de qualquer desmontagem.

- Bomba AP (+ regulador AP + desactivador 3 mbolo)- Rampa de injeco (+ sensor AP)- Injector + porta-injector, nariz de injector- Orifcios rampasArrumar as peas desmontadas ao abrigo das poeiras e impurezas, no deixar aberto o vaso defiltrao durante as intervenes.Reduzir o tempo aberto no circuito de AP.

Instrues de limpeza durante a montagemQuando substituir o filtro de gasleo, limpar o fundo do vaso com um pano limpo e no felpudo (noutilizar algodo de limpeza).Abrir a embalagem Pea Sobresselente somente antes da montagem.Evitar qualquer presena de partculas metlicas durante a montagem dos tubos de AP.Retirar os bujes e obturadores medida que faz a montagem.

Instrues relativas ao injector:

ATENO:NENHUMA ferramenta deve ser aplicada na porca superior.Utilizar o extractor de inrcia especfico se necessrio para a desmontagem do injector.

ATENO: QUALQUER limpeza do injector (mesmo com o limpador a ultras sons) PROIBIDA.Separao injector-porta-injector EXCLUDA.

IMPERATIVO: No reutilizar os tubos de alta presso desmontados (1 tubo bomba-commonrail, 4 tubos de injectores). Montar tubos novos.

Respeitar o mtodo de montagem:1) montagem injector2) montagem tubo com encaixe de anilha bicnica3) aperto injector4) aperto tubo

IMPERATIVO: respeitar os binrios de aperto recomendados.

Antes de qualquer interveno, efectuar uma leitura das memrias do calculador com aferramenta de diagnstico. A metodologia de busca de avarias (documento diagnstico, rvorede defeitos) adia ao mximo as intervenes nos circuitos BP e AP.

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REPARAO INJECTOR E BOMBA DE ALTA PRESSOInterveno no injector excluda, seja qual for a origem da avaria.Substituio do regulador de alta presso da bomba ou desactivador do terceiro mbolo excludadurante o perodo de garantia.

NOVO ARRANQUE DEPOIS DE UMA AVARIA POR FALTA DE COMBUSTVELNo existe nenhum procedimento especial de ferragem; basta pr gasleo no depsito.

ERRO DO TIPO DE COMBUSTVEL- Esvaziar o depsito.- Purgar o circuito situado entre o filtro e a rampa.- Substituir o elemento filtrante e limpar o vaso.

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ANEXO

Afectao dos terminais do calculador

Primeira fiada

1 + alimentao comutada 2 Comando injector n1 (massa) 3 Comando injector n3 (massa) 4 Comando injector n4 (massa) 5 Comando injector n2 (massa) 6 Comando injector n2 (mais) 7 Reduo do binrio/posio C.V.A. 8 Diagnstico GMV 9 CAN H10 Diagnstico linha L11 Sensor de temperatura do ar / debimetro12 Sada 5V: Alimentao sensor n113 Sinal dbito de ar (debimetro)14 Sinal sensor regime15 Sinal sensor pedal do acelerador1617 Entrada regulador de velocidade18 Sinal sensor de referncia cilindro19 Sinal sensor de velocidade veculo20 Sinal sensor pedal da embraiagem sem contacto21 Sinal sensor pedal da embraiagem (ou neutro CVA)2223 Alerta temperatura da gua do motor2425 Comando GMV 126 Comando electrovlvula presso de sobrealimentao2728

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Segunda fiada

29 +alimentao comutada redundante30 Comando injector n1 (mais)31 Comando injector n3 (mais)32 Comando injector n4(mais)33 Massa de potncia n134 Massa dos sensores35 Modo de funcionamento CVA36 Comutador ADC37 Can L38 Diagnstico linha K39 Sensor de temperatura combustvel40 Massa sensores41 Sinal sensor de regime +424344 Alimentao 5 V sensores45 Massa sensores temperatura da gua46 Sensores de temperatura da gua do motor47 Entrada climatizao Ar Condicionado / TH48 Entrada contactor de paragem49 Massa de potncia n350 Controlo da presso de combustvel5152 Comando vlvula EGR53 Massa de potncia n25455 Electrovlvula de comando borboleta E.G.R

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Terceira fiada

56 Sada luz avisadora de pr-aquecimento5758 Comando aquecimento adicional5960 Entrada regulao de velocidade (Anulao)61 Entrada regulao de velocidade (Desacelerao /memo)62 Sada regime moto63 Sada consumo de combustvel64 Sada vontade do condutor65 Sada binrio motor para C.V.A.66 Sada + despertar para A.D.C6768 Sinal coerncia posio pedal69 + aps-contacto70 Entrada temperatura catalisador71 Entrada presso de ar de admisso72 Entrada diagnstico pr-aquecimento73 Entrada contactor travo redundante74 Entrada presso combustvel757677 Entrada necessidade velocidade Grupo Moto-Ventilador para climatizao78 Entrada foragem velocidade Grupo Moto-Ventilador7980 Controlo dbito de bomba (desactivao 3 mbolo)81 Sada informao temperatura da gua do motor82 Sada lmpada defeito (diagnstico)83 Sada rel GMV 284 Sada climatizao Ar Condicionado / OUT85 Comando aquecimento adicional 286 Comando rel principal87 Comando rel de potncia88 Comando vlvula E.G.R.

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O SISTEMA DE INJECO DIRECTAPARA MOTOR DIESEL

BOSCH COMMON RAIL

Rf. : 01239 - P - 06/98

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NDICENDICE ................................................................................................................................. 1

O COMMON RAIL (esquema) ................................................................................ 2PREMBULO....................................................................................................................... 3PRINCPIO ........................................................................................................................... 4ESQUEMA GERAL .............................................................................................................. 4NOMENCLATURA ............................................................................................................... 5

FILTRO DE COMBUSTVEL (esquema)..................................................................... 6DESCRIO - FUNCIONAMENTO PARTE HIDRULICA ................................................. 7

A BOMBA DE ALTA PRESSO GASLEO (esquema) .............................................. 8A BOMBA, A RAMPA DE ALIMENTAO ........................................................................... 9

O INJECTOR (esquema) ............................................................................................ 10OS INJECTORES ................................................................................................................ 11

PRINCPIO DE ELEVAO DE UM INJECTOR (esquema) ...................................... 12PRINCPIO DE ELEVAO DE UM INJECTOR ................................................................. 13QUADRO SINPTICO......................................................................................................... 14NOMENCLATURA ............................................................................................................... 15O DISPOSITIVO DE CONTROLO DO MOTOR. OS COMPONENTES .............................. 16 a 21

CARTOGRAFIAS DAS PRESSES, DO DEBITO (esquema)................................... 22PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO DA INJECO ........................................................... 23

CURVAS COMPARATIVAS (esquema) ...................................................................... 24ESTRATGIA DE INJECO.............................................................................................. 25O PR-AQUECIMENTO E PS-AQUECIMENTO .............................................................. 26FUNO DESPOLUIO ................................................................................................... 27ADAPTAO AS FUTURAS NORMAS ............................................................................... 28PROCEDIMENTO DE ALERTA, ESTRATGIA DE EMERGNCIA .................................... 29 a 30AJUDA AO DIAGNSTICO ................................................................................................. 31TESTE DOS ACCIONADORES ........................................................................................... 32PARTICULARIDADES LIGADAS AO COMMON RAIL E INTERVENES ................... 33 a 35ANEXO: AFECTAO DOS TERMINAIS DO CALCULADOR ............................................ 36 a 38

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