FUNCIONAMENTO DO SISTEMA COMMON RAIL DE INJEÇÃO

ELETRÔNICA DIESEL

O sistema Common Rail de injeção

eletrônica Diesel

• é um dos mais modernos e flexíveis

sistemas de injeção existentes no

mercado, preenchendo todos os

requisitos de níveis de emissões e ao

mesmo tempo oferecendo baixo nível

de ruído e consumo, alto conforto e

potência ao usuário.

• Sistema Common Rail completo, com:

1 = Bomba de alta pressão tipo CP3.3

2 = Injetores

3 = Rail

4 = tubos de pressão Rail Injetores

5 = tubo de pressão Bomba Rail

6 = Caixa de Comando

vista fantasma de um motor com Common Rail e ampliação de um injetor em corte

vista esquemática dos componentes de um sistema de injeção Common Rail, incluindo os sensores principais

1. Sensor de massa de ar

2. Caixa de comando

3. Bomba alta pressão

4. Acumulador de pressão (Rail)

5. Injetores

6. Sensor de rotação/ virabrequim

7. Sensor temperatura motor

8. Filtro de combustível

9. Sensor do pedal do acelerador

• 3.1 NOMENCLATURA • 1 Calculador de controle do motor • 2 Pré-filtro • 3 Bomba de alimentação forçada baixa pressão • 4 Filtro principal com decantador de água • 5 Aquecedor • 6 Serpentina de arrefecimento de gasóleo • 7 Bomba de alta pressão de três êmbolos radiais • 8 Comando de desativação do terceiro êmbolo • 9 Regulador de pressão • 10 Rampa de alimentação (ou common rail) • 11 Sensor de pressão • 12 Sensor de temperatura gasóleo • 13 Injetores de comando elétrico • 14 Sensor de posição do pedal do acelerador • 15 Sensor de regime • 16 Sensor de referência cilindro

17 Informações provenientes de diversos sensores:

• O sensor de pressão de sobre alimentação

• O sensor de massa de ar (debimetro de filme quente)

• O sensor de temperatura da água

• O sensor de temperatura do ar de admissão

• O sensor do pedal dos travões

• O sensor do pedal da embraiagem

• O sensor de velocidade do veículo

• Anti-arranque electrónico

• Outras funções consoantes o equipamento (C.V.A...).

18 Comandos dos acionadores, sistemas

anexos e interfaces com outros sistemas:

• Pressão de turbo compressor

• Pré-aquecimento e pós-aquecimento

• Sistema E.G.R. em circuito fechado

• Gestão aquecimento adicional

• Compressor de refrigeração

• Outras funções consoantes o equipamento

A RAMPA DE ALIMENTAÇÃO

• A rampa de alimentação (o Common rail) serve de coletor e de acumulador. É em aço forjado.

• Encontram-se na rampa: A chegada do gasóleo sob pressão

As saídas de injetores

O sensor de temperatura do gasóleo (no início em série)

O sensor de alta pressão

A capacidade da rampa está adaptada à cilindrada do motor.

A RAMPA DE ALIMENTAÇÃO

9. BOMBA DE ALTA PRESSÃO

• Bomba radial de três pistões que recebe o óleo diesel do circuito de baixa pressão e o comprime a pressões de até 1350bar, sendo que o fluxo de óleo é definido pela válvula reguladora de fluxo (ZME), que é comandada pela caixa de comando. Este modelo de bomba é lubrificado com o próprio óleo diesel do sistema.

• A - Entrada baixa pressão

• B - Válvula de segurança

• C - Câmara

• D - Desativador 3° êmbolo

• E - Saída alta pressão

• F - Regulador de pressão

• G - Retorno ao depósito

Injetores Common Rail:

• Os injetores recebem o óleo diesel pressurizado do rail e o injetam na câmara de combustão do motor. A injeção é feita comandada pela caixa de comando, que aciona eletricamente o magneto (solenóide) de cada injetor. Como a pressão está sempre disponível no Rail, a injeção pode ser feita de maneira bastante flexível, podendo-se realizar até duas pré-injeções, uma injeção principal e duas pós injeções. Isto é importante para a diminuição do ruído do motor, otimização da combustão e redução de emissões gasosas.

Injetores Common Rail:

16. O DISPOSITIVO DE CONTROLE

DO MOTOR

• O princípio de base da ação do controle do

motor é muito semelhante ao de um

dispositivo de injeção sequencial num motor a

gasolina, com a adaptação tornada necessária

devido à existência de pressões muito altas e

de injeções múltiplas:

– Os sensores medem as condições de

funcionamento atuais e transformam os valores

físicos em sinais elétricos.

O DISPOSITIVO DE CONTROLE DO

MOTOR

• O calculador capta estes valores, trata-os e transforma-os em ordens ou informações destinadas:

– Aos acionadores principais (Regulação pressão, injetores, etc.)

– Aos acionadores secundários (Eletroválvula de comando da reciclagem dos gases de escape, por

– exemplo)

– Interfaces com outros sistemas

• O calculador controla em tempo real a distribuição de combustível e a sincronização da injeção pela corrente de comando dos injetores.

17. OS COMPONENTES DO SISTEMA

• O Calculador

• O Sensor de Regime

• O Sensor de Referência Cilindro

• A Sonda de Temperatura do Motor

• O Sensor de Pressão RAMPA

• O Debimetro de Ar

• O Sensor de Pressão de Sobrealimentação

• O Sensor de Temperatura do Gasóleo

• O Sensor do Pedal de Acelerador

• O Sensor do Pedal dos Travões

• O Sensor do Pedal da Embreagem

• O Sensor de Velocidade

• A Bateria

• O Relé Duplo

• O Transponder

• O Relé de Pré-Aquecimento

• O Relé de Comando do Aquecimento Adicional

• Eletroválvula de Regulação de Pressão de Admissão

• Eletroválvula E.G.R.

• Funções Acessórias:

• Opção Climatização

• Opção C.V.A.

Caixa de Comando ou calculador:

• A caixa de comando é responsável por receber dados dos sensores (p. ex. sensores de rotação, temperaturas da água, óleo e ar, pressão do turbo e do combustível no rail, posição do pedal do acelerador, etc.), avaliar os dados baseado nos mapas de comando previamente programados em sua memória e desta forma comandar o sistema de injeção, definindo a quantidade injetada, a pressão do sistema, entre outros parâmetros.

PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DA

INJEÇÃO

• A bateria alimenta o calculador e o relé duplo que distribui a corrente aos diversos órgãos. O transponder autoriza o arranque.

• Por acionamento do motor de arranque são precisas pelos menos duas rotações do motor para que a bomba de alta pressão proporcione a pressão mínima de 200 bars à rampa.

• O calculador identifica a posição do motor: – Através do sensor de posição e regime, que lê a posição do

motor no volante (possuindo 60 dentes sendo 2 fresados). – Através de um sensor que precisa a posição do motor por meio

de uma coroa dentada situada atrás do carreto da árvore de cames.

Têm em conta as indicações dos sensores:

• Principais: – Posição do pedal do acelerador – Temperaturas (água de arrefecimento, gasóleo) – Regime do motor – Pressões (sobre alimentação, atmosférica) – Débito de ar de admissão e sua temperatura – Secundárias: – Débito de EGR – Sensor de velocidade na saída de caixa – Interruptores dos pedais dos travões e da

embraiagem

• Baseando-se nas características do injetor, o calculador escolhe no seu próprio gráfico a relação Pressão / volume que lhe permite obter o tempo de injeção.

• O calculador regula a alta pressão atuando no regulador da bomba. Abaixo regime, uma pequena pressão é indispensável para obter um pequeno débito com precisão. O alto regime, o curto tempo disponível para a injeção impõe uma alta pressão para obter o débito necessário ao funcionamento correto.

• A partir da informação Regime, o valor da alta pressão é escolhido para que o volume disponível seja sempre suficiente. (Gráfico: Pressão).

• O início da injeção é determinado a partir dos parâmetros Sensor regime e referência cilindro.

• No instante pretendido, o solenoide do respectivo injetor é alimentado por uma forte corrente de chamada (20 A a 80 V, duração 300 μs) e a injeção começa. Quando a fase de chamada terminar, o calculador reduz a corrente de comando para uma corrente de manutenção (≅12 A a 50 V).

• A injeção dura enquanto o solenoide for alimentado.

O PRÉ-AQUECIMENTO E PÓS-AQUECIMENTO

• A função pré-aquecimento é gerida pelo calculador.

• (1150) caixa de pré-aquecimento

• (1160) velas de pré-aquecimento

• (1320) calculador de controle do motor

• (V 1150) luz alerta de pré-aquecimento

Funcionamento do pré-aquecimento:

• Logo que se liga a ignição, o calculador de controle do motor comanda a caixa de pré aquecimento que

• alimenta as resistências das velas e a luz alerta do painel de instrumentos.

• A duração do pré-aquecimento varia em função da temperatura da água.

• A luz alerta indica: – Quando acende o funcionamento do dispositivo – Quando se apaga que o motor pode ser posto a

trabalhar.

• Quando o motor de arranque não é solicitado depois da extinção da luz alerta, as velas permanecem alimentadas durante 10 segundos no máximo.

• Durante a fase de arranque, as velas são alimentadas se: – A temperatura da água for inferior a 20°C

– O motor trabalhar a mais de 70 r.p.m. durante 0,2 segundos.

Funcionamento do pós-aquecimento

• O pós-aquecimento consiste em prolongar o funcionamento das velas durante sessenta segundos no máximo depois da fase de arranque.

• Os parâmetros que podem interromper o pós-aquecimento são: – Temperatura da água do motor superior a 20°C

– Débito injetado superior a 35 mm3

– Regime do motor superior a 2000 r.p.m.