Injeção Eletrônica , Notas de estudo de Eletromecânica

Baixe Injeção Eletrônica e outras Notas de estudo em PDF para Eletromecânica, somente na Docsity! INJEÇÃO ELETRÔNICA Autor: Luciano Ferrari Pedroso Orientador: Prof. Luiz Carlos Martinelli Jr. Panambi, abril de 2002 2 Sumário INTRODUÇÃO ....................................................................................................................... 4 Gasolina Aditivada....................................................................................................... 6 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO ......................................................................................... 8 CLASSIFICAÇÃO................................................................................................................... 9 COMPONENTES .................................................................................................................. 11 UNIDADE DE COMANDO ELETRÔNICO ............................................................................. 11 Recovery..................................................................................................................... 13 Visão Geral da Unidade de Comando Eletrônico........................................................ 13 Cuidados com a Unidade de Comando........................................................................ 15 SENSORES ....................................................................................................................... 16 Sensor de Pressão Absoluta do Coletor (MAP) ........................................................... 16 Sensor de Temperatura do Líquido de Arrefecimento (CTS)........................................ 18 Sensor de Temperatura do Ar (ACT)........................................................................... 19 Sensor de Velocidade do Veículo (VSS)....................................................................... 20 Sensor de Rotação ...................................................................................................... 21 Sonda Lambda............................................................................................................ 25 Sensor de Detonação (KS) .......................................................................................... 29 Sensor de Posição da Borboleta de Aceleração (TPS)................................................. 30 Conector de Octanagem.............................................................................................. 31 ATUADORES.................................................................................................................... 32 Bomba Elétrica de Combustível .................................................................................. 32 Conversor Catalítico................................................................................................... 33 Válvulas Injetoras....................................................................................................... 36 Motor de Passo da Marcha Lenta (IAC)...................................................................... 36 Sistema de Ignição Direta (DIS) ................................................................................. 37 OUTROS COMPONENTES DO SISTEMA .............................................................................. 37 Tanque de Combustível............................................................................................... 38 Cânister...................................................................................................................... 38 Filtro de Combustível ................................................................................................. 38 Regulador de Pressão................................................................................................. 39 Filtro de Ar................................................................................................................. 39 Corpo de Borboleta .................................................................................................... 39 Bateria ....................................................................................................................... 40 ESTRATÉGIAS DE CONTROLE DO SISTEMA........................................................................ 42 CONTROLE DO CONJUNTO DE SINAIS............................................................................... 42 CONTROLE DA INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL ...................................................................... 43 Autoadaptação............................................................................................................ 44 Partida e Pós Partida ................................................................................................. 44 Funcionamento a Frio ................................................................................................ 45 5 Os sistemas de injeção eletrônica têm essa característica de permitir que o motor receba somente o volume de combustível que ele necessita. Com isso eles garantem: ? ? menor poluição; ? ? maior economia; ? ? melhor rendimento; ? ? partidas mais rápidas; ? ? não utilização do afogador. O combustível normalmente utilizado em veículos com injeção eletrônica é a gasolina, que é uma mistura balanceada de centenas de solventes (classificados pela química em aromáticos, oleofínicos e saturados). Esta, para ser adequada deve apresentar as seguintes características: entrar em combustão por meio da centelha da vela de ignição, de forma homogênea e progressiva, sem detonar, proporcionando bom desempenho do motor, sem ocasionar danos. vaporizar-se completamente no interior da Câmara de combustão, e mistura com ar, de forma a queimar-se completamente e com mínimo de formação de resíduos. 1. vaporizar-se suficientemente com motor frio. 2. não ser corrosiva para evitar desgaste no motor. 3. não formar quantidade excessiva de poluentes durante a queima para não produzir danos ambientais. 4. oferecer segurança e possuir baixo teor de produtos tóxicos. Para atender esses requisitos da qualidade, são especificados valores para determinadas características da gasolina que permitem a assegurar o correto funcionamento do motor, entre essas características estão: A capacidade de evaporação da gasolina, denominada Volatilidade, é determinada pelas seguintes análises de laboratório: pressão de vapor e curva de destilação. Essa capacidade de vaporização deve produzir as quantidades correta de vapor do produto para atender as necessidades do motor, desde a partida até o seu completo aquecimento. Assim, a gasolina deve apresentar uma distribuição correta do conteúdo das frações leves, médias e pesadas de forma a fornecer as quantidades necessárias do produto, para que o motor funcione bem. Pressão de vapor: Ao aquecer uma substância, sua pressão interna (pressão de vapor), aumenta até ultrapassar a pressão externa, no interior do equipamento onde está armazenada. Quando isso acontece, se inicia a valorização ou ebulição. Quanto mais baixa for a temperatura de início da valorização, maior será sua pressão de vapor e maiores devem ser os cuidados para o manuseio do produto. Curva de destilação: A gasolina é composta de uma mistura com grande número de substâncias classificadas como leves, médias e pesadas, de acordo com seus pesos moleculares. Ao ser aquecida durante o processo de destilação, as substâncias vaporizam e em temperaturas diferentes, gerando uma curva de vaporização ou de destilação. Dentro desse intervalo de temperatura, são identificadas em porcentagem do volume total em teste. A correta formulação da gasolina contribui para que o veículo tenha adequada dirigibilidade. A formação de depósito no motor pode ser decorrente da existência de substâncias pastosa conhecida como goma, que depende da presença de substâncias que se oxidam com maior facilidade na gasolina, e das condições de sua utilização. A goma é um produto com características diversas. É insolúvel na gasolina e de difícil vaporização. Normalmente gera resíduos que se depositam onde são formadas, sem deslocar. Portanto, podem se depositar tanque, no sistema de injeção e, nas válvulas de admissão ou na Câmara de combustão, causando problemas de desempenho. Para evitar sua formação deve se: 6 observar o correto tempo de estocagem do combustível na oficina, esse deverá ser menor que um mês. utilizar um combustível incorreto para cada sistema de alimentação. Para carburadores de duplo e estágios, sistemas de injeção mono e multiponto, recomenda-se à gasolina aditivada. Gasolina Aditivada A gasolina aditivada foi desenvolvida com o objetivo de melhorar o desempenho da gasolina através de agentes detergentes e dispersantes na sua composição. Vantagens da utilização da gasolina aditivada: 1. inibição o da formação de depósitos de baixa temperatura no carburador e eletroinjetores, assim como nos coletores e válvulas de admissão. 2. redução do ataque de agentes oxidantes sobre os elementos do sistema de alimentação. 3. redução da probabilidade de falhas de operação do motor em razão da formação de borras no sistema de alimentação. Na formulação da gasolina é introduzido um corante especial que lhe confere cor distinta daquela apresentada pela gasolina comum. Aditivos utilizados: 1. antioxidantes: tem a função de inibir a oxidação do combustível e evitando a formação de borras e gomas oriundas deste tipo de reação. 2. inibidores de corrosão: tem a função de evitar que o combustível reaja com os elementos do sistema de alimentação gerando óxidos capazes de entupir as tubulações do sistema de alimentação. 3. detergentes: e a função de promover a limpeza através da ação de agentes detergentes nos conduto de alimentação. 4. desativadores metálicos: tem a função de aumentar a estabilidade da gasolina permitindo seu estoque por maior tempo Mistura ar/combustível Para que o motor funcione com eficiência não basta haver combustível, há necessidade de se promover uma mistura ar/combustível (comburente/combustível), que é admitida nos cilindros e deve apresentar quantidades precisas desses elementos. Essa proporção determina uma relação ideal, que depende do tipo de combustível usado. Sem isso, o motor não atingirá seu rendimento máximo e pode até mesmo não funcionar. São três os tipos de mistura: estequiométrica: apresenta a relação ideal possuem uma quantidade de ar capaz de queimar todo o combustível presente. A combustão é teoricamente perfeita; rica: quando a mistura admitida nos cilindros possui menos ar do que o necessário, uma parte do combustível não é queimada. A combustão torna-se incompleta e aumenta o nível de emissão de poluentes; pobre: quando a mistura possui menos combustível do que o necessário, parte do oxigênio não é utilizada. A combustão é ineficiente e o nível de emissões aumenta. 7 A mistura ideal ou estequiométrica, quando queimada, produz no escapamento somente dióxido de carbono, água e nitrogênio mas, devido às imperfeições da combustão na câmara de combustão, sempre existirão poluentes nos gases de escapamento. A relação estequiométrica varia de acordo com o tipo de combustível e pode ser calculada pela seguinte equação: ??? ? ??? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? kg kg zy zy lcombustívear 1612 24 1.84,137 onde y e z são as quantidades de hidrogênio e oxigênio dos combustíveis (CHyOz = fórmula bruta média).1 Assim têm-se, aproximadamente as seguintes relações: Produto ar/comb kg/kg densidade ml/kgar Metanol CH4O 6,46 0,796 194,5 Etanol CH3O0,5 8,989 0,794 140,1 MTBE CH2,4O0,2 11,75 0,744 114,4 Gasolina Pura CH1,86 14,569 0,7426 92,4 gasolina: 14,7:1 gasolina com 20% de álcool: 12,5:1 álcool: 8,5:1 No caso do motor a gasolina, são necessárias 14,7 partes de ar para a cada parte de combustível, para obter nos uma mistura estequiométrica. A combustão incompleta produz, além do dióxido de carbono e do vapor de água, os seguintes poluentes: ? ? monóxido de carbono: um ambiente com 0,3% de CO provoca a morte em cerca de 30 minutos; ? ? hidrocarbonetos: combustível não queimado; ? ? óxidos de nitrogênio: o nitrogênio, que deverá passar inalterado pela combustão, se associa ao oxigênio formando os óxidos de nitrogênio. No Brasil, os veículos não são feitos para gasolina pura e sim para gasolina “C” (com 22% de etanol), fazendo com que a dosagem seja (para o estequiométrico) da ordem de 100ml por quilograma de ar. Verifica-se que os motores brasileiros consomem cerca de 8,2% mais de combustível (em volume) por conta deste fato (100 ? 92,4 = 1,082). Portanto não é possível comparar com a autonomia do mesmo modelo em um outro país. 1 Fonte: Petrobrás: www.petrobras.com.br 10 onde: 1 Entrada de combustível 4 Coletor de Admissão 2 Ar 5 Válvulas de Injeção 3 Borboleta de Aceleração 6 Motor O sistema monoponto destaca-se por possuir uma única válvula de injeção para os diversos cilindros do motor. O sistema multiponto utiliza uma válvula de injeção para cada cilindro do motor. Figura 4 – Sistema Multiponto onde: 1 Galeria de Distribuição (entrada de combustível) 4 Coletor de Admissão 2 Ar 5 Válvulas de Injeção 3 Borboleta de Aceleração 6 Motor No último caso, a classificação segundo a estratégia de definição do tempo de injeção divide os sistemas existentes em quatro grupos: Mapeamento ângulo X Rotação: neste caso, o temo básico de injeção é definido em testes de bancada em laboratório em função de ângulo da borboleta de aceleração e da rotação do motor, gerando uma tabela de tempos básicos de injeção que são memorizados. Densidade X Rotação: o tempo básico de injeção é calculado, indiretamente, em função do fluxo de massa de ar admitido. O fluxo de massa de ar é determinado ela rotação do motor, pelo volume dos cilindros e pela densidade do ar, e este é calculado segundo a pressão no coletor de admissão e a temperatura do ar. Fluxo de Ar: o tempo básico de injeção é calculado, diretamente, em função da vazão de ar admitido. A vazão de ar é determinada diretamente por um medidor de fluxo de ar e o resultado é corrigido em função do efeito da variação da temperatura do ar admitido na variação da sua densidade. Massa de ar: o tempo básico de injeção é calculado, diretamente, em função da massa de ar admitido. A massa de ar é determinada por um medidor de massa de ar, que pelo seu princípio de 11 funcionamento já corrige automaticamente, as variações da pressão atmosférica, da temperatura ambiente e até da umidade relativa do ar. Componentes Unidade de Comando Eletrônico A também chamada de Centralina ou Central Eletrônica, a Unidade de Comando Eletrônico (UCE) é o cérebro do sistema - Figura 5. É uma unidade de tipo digital com microprocessador, caracterizada pela elevada velocidade de cálculo, precisão, confiabilidade, versatilidade, baixo consumo de energia e sem necessidade de manutenção. É ela que determina, pela ação dos atuadores, para obter o melhor funcionamento possível do motor - Figura 6. Deste modo a quantidade de combustível injetada é dosada pela unidade de comando através do tempo de abertura das válvulas de injeção, também conhecido como tempo de injeção. Figura 5 – Unidade de Comando Eletrônico da BOSH Ao ser ligada a chave de ignição (sem dar partida), a UCE é alimentada. A mesma acende uma lâmpada de diagnóstico2 e aciona, por alguns segundos, a Bomba Elétrica de Combustível, objetivando pressurizar o sistema de alimentação3. Junto a isso, envia uma tensão de 5V VDC para a maioria dos sensores do sistema e passa a receber o sinal característico de cada um deles (temperatura da água, pressão no coletor de admissão, temperatura do ar, posição da borboleta de aceleração, etc...). Durante a partida e com o motor funcionando, recebe sinal do Sensor de Rotação. Enquanto captar esse sinal a UCE irá manter a bomba elétrica de combustível acionada e controlará a(s) válvula(s) injetora(s), bobina de ignição e a rotação da marcha lenta. Com base no sinal dos sensores, a UCE pode ainda controlar o sistema de partida a frio, no caso de veículos a álcool, o eletro-ventilador de arrefecimento4, o desligamento da embreagem do compressor do condicionador de ar, etc. 2 A lâmpada de diagnóstico não é encontrada em todos os veículos injetados. A maioria dos veículos FORD e VW não a possuem. 3 Em alguns veículos como Corsa MPFI, Omega 2.0, Santana Executive, Escort XR3 2.0i, o acionamento da bomba só acontece quando é dada a partida. 4 Na maioria dos veículos, o eletro-ventilador é controlado por um interruptor térmico (“Cebolão”). Porém em veículos como o Kadett EFI, Monza EFI, Ipanema EFI, S10 EFI, Blazer EFI, Corsa MPFI, Ford KA 1.0 e 1.3, Fiesta 1.0 e 1.3, o controle é feito pela UCE. 12 A maioria das UCE possui sistema de autodiagnóstico5, por isso podem detectar diversas anomalias. Quando isso acontece, a UCE grava um código de defeito em sua memória, acende uma lâmpada de diagnóstico e ativa o procedimento de emergência RECOVERY. Figura 6 – Esquema das informações em entrada/saída da Unidade de Comando onde: 1 Central eletrônica de injeção/ignição 11 Compressor do condicionador de ar 2 Atuador da marcha lenta 12 Sonda lambda 3 Eletroválvula 13 Sensor de temperatura do líquido de arrefecimento do motor 4 Conta-giros 14 Sensor de temperatura do ar aspirado 5 Central eletrônica FIAT CODE 15 Sensor de posição da borboleta 5 Alguns sistemas como o LE-JETRONIC (sem EZK) não apresentam autodiagnóstico) 15 Unidade Central de Processamento (CPU) A CPU recebe um sinal digital proveniente do conjunto de processamento de entrada (conversor A/D) que por sua vez, recebem os sinais analógicos dos sensores. Os sinais digitais recebidos pela CPU são comparados com os valores (parâmetros) que estão gravados em uma memória fixa (memória de calibração) e retorna um outro sinal digital para a saída. Memória Programada Chamado de memória de calibração é onde são armazenados todos os parâmetros de funcionamento do sistema. Nessa memória, existe um mapa de controle de calibração de todas as condições de funcionamento do motor. Este tipo de memória não se apaga com a ignição desligada ou com a bateria desconectada, por isso, é chamada de memória fixa. No exemplo da figura anterior, o sensor de temperatura gerou um sinal analógico de 0,75 volts, o qual foi convertido no número binário 11001000. É este sinal que chega a CPU. Após receber esse sinal, a CPU compara esse valor com o que está gravado na memória de calibração, que no caso, o valor 11001000 corresponde a uma temperatura de 100 graus Celsius. Com essas informações, a unidade de comando determina através de sinais digitais o tempo de abertura das válvulas injetoras. Memória de Saída Na memória de saída, estão gravados os tempos de abertura das válvulas injetoras. A cada sinal de saída da CPU é determinado um tempo. Funcionamento de Emergência Um sistema digital permite verificar o perfeito funcionamento dos sensores e de alguns atuadores. Caso ocorra a falha de um sensor, a CPU descarta o sinal enviado pelo mesmo e começa a fazer os cálculos a partir de outros sensores. Quando isso não for possível, existem dados (parâmetros) gravados em sua memória para substituição. Por exemplo, se a unidade de comando perceber que existe uma falha no sensor de pressão absoluta do coletor (MAP), ela ignora suas informações e vai fazer os cálculos de acordo com as informações da posição de borboleta (sensor TPS). Isso é possível porque, quanto maior for o ângulo de abertura da borboleta, maior será a pressão interna do coletor (vácuo baixo). Se caso o TPS também apresentar defeito, a unidade de comando irá trabalhar com um valor fixo gravado na sua memória que corresponde a 90 kPa (0,9 BAR). Cuidados com a Unidade de Comando - Ao se fazer reparos com solda elétrica, retirar a unidade de comando do veículo; - Não dar partida utilizando uma bateria em série com o circuito; - Não por as mãos nos pinos da unidade de comando, devido a existência de eletricidade estática que se acumula no corpo humano; - Não desligar os conectores da unidade de comando com a chave de ignição ligada. 16 Sensores Servem para informar a unidade de comando sobre as diversas condições de funcionamento do motor, como a temperatura do líquido de arrefecimento e do ar admitido, a pressão interna do coletor de admissão, a posição em que se encontra a borboleta de aceleração e outros. A maioria dos sensores trabalha com uma tensão de referência de 5VCC (devido ao tipo de circuito integrado utilizado na UC - família MOS e CMOS) e está ligado em série com um resistor fixo (no interior da unidade de comando) formando um divisor de tensão. Na Figura 10, podemos observar que R1 (resistor fixo) está ligado em série com o sensor (resistor variável) formando um divisor de tensão. Figura 10 - Sensores Quanto maior for a resistência do sensor, menor será a queda de tensão em R1 que é monitorado pelo integrado IC1. Esse integrado é como se fosse um voltímetro e envia o sinal de tensão para o processador principal (CPU) onde é decodificado. Um sensor pode variar sua resistência de diversas maneiras: - Deslocamento mecânico-potenciômetro linear; - Variação de temperatura-termistor; - Variação de pressão-piezo-resistivo. Sensor de Pressão Absoluta do Coletor (MAP) MAP – Manifold Absolute Pressure Este sensor mede a alteração da pressão no coletor de admissão, que resulta da variação de carga do motor. O sensor é capaz de medir a pressão de 0,2 até 1,05 bar (de 20 a 105 kPa). A unidade de comando recebe as informações em forma de sinais de tensão, que variam entre 0,5 a 1,0 volt em marcha-lenta (baixa pressão no coletor; vácuo alto). A tensão pode passar dos 4,0 volts com a borboleta totalmente aberta (alta pressão no coletor; vácuo baixo). Assim que a chave de ignição é ligada, o sensor MAP informa a unidade de comando o valor da pressão atmosférica, para que se possa dar o cálculo perfeito da densidade do ar. A pressão atmosférica varia conforme a altitude (quanto mais alto, menor será a pressão atmosférica). 17 O elemento sensível contido na peça de plástico - Figura 11(a) - é composto de uma ponte de resistências (ponte de Wheatstone) serigrafadas numa placa de cerâmica muito fina (diafragma) de forma circular, montada na parte inferior de um suporte de forma anular - Figura 11(b). O diafragma separa duas câmaras: na câmara inferior lacrada, foi criado o vácuo, enquanto que a câmara superior está em comunicação direta com o coletor de admissão. Normalmente, o sensor MAP é ligado à tomada de pressão no coletor através de uma mangueira de borracha. Em sistemas mais modernos como os utilizados nos veículos Volkswagen MI, Novo Vectra, Família Palio 8V (após 99), o sensor vem parafusado diretamente sobre o coletor de admissão (não utiliza mangueira de tomada de pressão). Este sensor trabalha com uma pequena membrana de cristal do tipo "piezo-resistivo" que varia sua resistência de acordo com o grau de deformação desta membrana. Quanto maior for o grau de deformação, maior será a sua resistência e menor será a tensão recebida pela Unidade de Comando (maior no sensor), que mantém a alimentação rigorosamente constante (5V). As informações do sensor de pressão absolutas (MAP) são utilizadas para os cálculos da quantidade de ar admitido (massa de ar) e para o avanço da ignição (de acordo com a carga do motor). Para se calcular o volume de combustível a ser injetado, a unidade de comando se baseia na temperatura do ar admitido e pressão do coletor (para se saber a densidade) e mais as informações de rotação e taxa de cilindrada do motor. Com essas informações, é possível definir a quantidade de combustível a ser injetado, mantendo-se a proporção ideal de mistura ar/combustível. Recovery do MAP No caso de falha do sensor MAP, a unidade de comando controlará a quantidade de combustível e o ponto de centelhamento, baseado num valor de substituição Este valor leva em consideração, principalmente, o sinal do sensor de posição da borboleta (TPS). (a) (b) Figura 11 – (a) Sensor MAP e (b) Ponte de Wheatstone Na realização do teste de um sensor de pressão absoluta no coletor de admissão – MAP observe os seguintes detalhes: Certifique-se da boa condição da carga da bateria e alimentação da UCE; Verifique se a mangueira de tomada de pressão do sensor (caso exista) não está furada ou entupida. Mantenha a tomada de pressão desobstruída. O teste do sensor deve ser realizado com os conectores do sensor e da UCE ligados (circuito do sensor em carga), somente dessa forma pode-se simular a verdadeira condição de funcionamento do sensor; 20 Recovery do ACT Se for detectada uma temperatura superior ou inferior a determinados limites, toma-se a temperatura do ar igual à temperatura do líquido de arrefecimento. Em caso de defeito simultâneo do sensor de temperatura do líquido de arrefecimento, a unidade de comando estabelece um valor fixo de temperatura. Sensor de Velocidade do Veículo (VSS) O sensor de velocidade do veículo - VSS (Vehicle Speed Sensor), pode ser encontrado em três configurações: sensor magnético ou de relutância variável, sensor de efeito hall e sensor de efeito óptico. O sensor de velocidade do veículo (VSS) fornece a unidade de comando, as informações sobre as velocidades do veículo, desde que o mesmo esteja acima de 1km/h. A unidade de comando utiliza essas informações para o controle de: ? ? rotação de marcha-lenta; ? ? quantidade de combustível; ? ? acionamento do solenóide de controle da válvula EGR; ? ? sinal de saída do computador de bordo. No sensor VSS, o sinal gerado é diretamente proporcional à velocidade do veículo. A unidade de comando eletrônico - UCE, utiliza esta informação principalmente para o controle das condições de marcha - lenta e freio-motor. Os sensores de efeito hall são alimentados com tensão de bateria. Fornecem à UCE um sinal pulsado cuja amplitude deve ser igual a tensão de alimentação, e a freqüência proporcional à velocidade do veículo. Estão comumente instalados no eixo de saída da transmissão, junto ao cabo do velocímetro. O sensor de velocidade tipo hall é o mais comum no mercado nacional, sendo utilizado em veículos como Kadett EFI, Monza efi, Ipanema efi, Gol mi 1.0, Palio 16 v, Escort 16v - Zetec, e outros. Os sensores de efeito óptico possuem comportamento similar aos de efeito hall. Consistem basicamente de um diodo emissor de luz (LED) e um sensor óptico (fototransistor) separados por um disco giratório com janelas. Toda vez que as janelas permitem que a luz procedente do LED seja refletida no sensor óptico é enviado sinal (pulso) à UCE. Estes sensores são encontrados, por exemplo, na família Corsa e no Omega 2.2 (com painel analógico - comum). Estão normalmente instalados junto ao painel de instrumentos e são acionados pelo cabo do velocímetro. Os sensores magnéticos ou de relutância variável não necessitam de alimentação elétrica. Seu sinal é gerado por indução eletromagnética devido a interação entre o sensor e a roda dentada (fônica). São aplicados em veículos como S10 /Blazer 2.2 EFI e 4.3 V6. O sensor de velocidade nos veículos S10 é de relutância variável instalado na saída da transmissão, que emite um sinal de freqüência e tensão variáveis conforme a velocidade de rotação do eixo de saída. Estes pulsos são processados pelo módulo DRAC, que os transforma num sinal pulsado adaptado às necessidades a unidade de comando. O módulo DRAC emite pulsos numa freqüência de aproximadamente, 2500 pulsos por km rodado. Está localizado no mesmo suporte que a unidade de comando (debaixo dela). O sensor para a opção LCD (painel de instrumentos digital - somente Omega) consiste de um gerador de pulsos montado na saída da transmissão. O sensor emite pulsos de tensão sempre que o veículo está em movimento. O número de pulsos aumenta de acordo com a velocidade do veículo. 21 Sensor de Rotação Nos sistemas de IE, os sensores de rotação, posição da árvore de manivelas, fase do comando de válvulas e velocidade podem ser de Efeito Hall ou de Relutância Variável. Sensor Hall Localizado no conjunto distribuidor, o sensor Hall é de extrema importância para o bom funcionamento do sistema de IE. É utilizado pela maioria dos veículos injetados que ainda utilizam distribuidor de ignição (ignição dinâmica). Durante a partida ou com o motor em funcionamento, envia sinais (pulsos negativos) para a UCE calcular a rotação do motor e identificar a posição da árvore de manivelas. Sem esse sinal, o sistema não entra em funcionamento. Sua configuração pode ser vista na Figura 14. Figura 14 – Sensor Hall O sensor Hall é uma pastilha semicondutora alimentada com tensão de aproximadamente 12VDC. O movimento de rotação do eixo distribuidor é transmitido ao disco giratório que possui 4 janelas. Quando a abertura do disco giratório está posicionada entre o sensor Hall e o imã permanente, o sensor fica imerso no campo magnético do imã. Nesta situação é emitido um sinal negativo que gera no interior da UCE uma tensão de aproximadamente 12VDC - Figura 15. Em função da freqüência de variação do sinal entre zero e 12VDC, a UCE calcula a rotação do motor. O disco giratório pode ter 4 janelas iguais ou 3 janelas iguais e uma maior, dependendo do sistema. No disco de 4 janelas iguais, o início das janelas, indica a quantos graus estão dois dos cilindros do PMS. No disco de 3 janelas iguais e uma maior, o início da janela maior indica a quantos graus está o 1º cilindro do PMS. 22 Figura 15 – Funcionamento do Sensor Hall Sensor Magnético ou de Relutância Variável O sensor de relutância variável tem ampla aplicação na eletrônica automotiva. Nos sistemas de freios ABS, e. g., é utilizado como sensor de velocidade das rodas. Na IE pode vir a exercer as funções de sensor de rotação, velocidade do veículo, posição da árvore de manivelas (ou PMS) e sensor de fase do comando de válvulas. É constituído basicamente por uma roda dentada (fônica), imã permanente, núcleo ferro-magnético, bobina, fios da bobina, malha de blindagem e conector do sensor - Figura 16. Figura 16 – Componentes do Sensor 25 Sonda Lambda Este sistema utiliza um sensor de oxigênio, do tipo não aquecido, localizado próximo ao cabeçote do motor (na saída do coletor de escapamento) ou próximo do conversor catalítico - Figura 20. Figura 20 – Sonda Lambda O sensor de oxigênio é construído de Dióxido de Zircônio (ZrO2) ou de Dióxido de Titânio6 (TiO2) e coberto por uma camada de platina - Figura 22. Nos sensores de ZrO2, quando a mistura ar/combustível está rica, a voltagem do sensor de oxigênio é alta. Se a mistura estiver pobre a voltagem do sensor de oxigênio é baixa. A voltagem varia entre aproximadamente 100 milivolts (mistura pobre) a 900 milivolts (mistura rica), conforme a quantidade de oxigênio presente nos gases de escape. Nos sensores de TiO2, o comportamento é oposto (tensão maior = mistura pobre; tensão menor = mistura rica). O sensor produz tensão somente depois de atingida a temperatura operacional superior a 300ºC. Quando o sensor está frio, será medida a voltagem de referência de 380 milivolts. Isto indica circuito aberto (condição normal para um sensor de oxigênio frio). 6 Sensores de Dióxido de Titânio não são utilizados no mercado nacional. 26 Figura 21 – Esquema da Sonda Lambda Figura 22 – Partes da Sonda Lambda onde: 1 Corpo de Cerâmica 3 Corpo de Metal 2 Tubo de Proteção 4 Resistência Elétrica a Eletrodo (+) em contato com ar externo b Eletrodo (-) em contato com gases de escapamento Quando o dedal é preenchido com ar rico em oxigênio e o lado externo é exposto com o oxigênio dos gases de exaustão, uma reação química no sensor produz uma tensão tal qual à produzida por um par de metais numa pilha - Figura 21. Quando aquecido, a reação química do sensor ocorre por causa da diferença entre os níveis de oxigênio entre o gás monitorado e o ar externo. O nível de tensão monitorada depende da taxa entre os dois lados do dedal. A tensão de saída é inversamente proporcional ao nível de oxigênio. No mercado nacional é comum encontrarmos sensores de oxigênio com 01, 03 ou 04 fios condutores. Sensor com um fio Conhecido como sonda lambda não aquecida – EGO (Exhaust Gas Oxygen Sensor), seu aquecimento ocorre somente devido ao contato direto do mesmo com os gases de escape. Possui somente o fio de saída do sinal. Seu aterramento é feito na própria carcaça - Figura 23. 27 Figura 23 – Esquema da Sonda Lambda EGO Sensor com três fios Conhecido como sonda lambda HEGO (Heated Exhaust Gas Oxygen Sensor), possui o fio de saída de sinal e os fios de alimentação do resistor de aquecimento. Seu aterramento é feio na própria carcaça - Figura 24. Figura 24 – Esquema da Sonda Lambda HEGO, 3 fios Sensor com quatro fios Conhecido como sonda lambda HEGO (Heated Exhaust Gas Oxygen Sensor), possui o fio de saída de sinal, os fios de alimentação do resistor de aquecimento e o fio de aterramento do sensor - Figura 25. 30 vibrações, normais do funcionamento do motor, podem resultar em atraso da ignição. Suportes soltos, parafusos de montagem, etc., podem constituir uma fonte de falsos sinais de detonação, que resultam em atraso da ignição. A detonação ocorre logo após o PMS (ponto morto superior do motor) e dura aproximadamente 3 a 5 milisegundos. Portanto, supõe-se que o SNEF produza sinais verdadeiros de detonação somente durante aquele período. Qualquer outro pulso gerado entre um período e outro é causado portanto, por ruídos do motor. Para rejeitar esses pulsos é usada uma janela. A janela é definida por um ângulo inicial e um final, relativo ao sinal do PMS. O período de demora entre a ocorrência da detonação e o surgimento de uma indicação de detonação deve ser considerado quando da definição dos limites da janela de detonação. Este período de demora é causado principalmente pelo tempo de propagação do sinal do sensor de detonação e pelo filtro SNEF. Uma detonação que ocorreu a 10 graus APMS gerará um sinal de detonação a 15 graus DPMS (após o ponto morto superior) a 1000rpm; e a 50 graus DPMS a 5000rpm. Quando o sensor detecta detonação, a unidade de comando atrasa a ignição a um nível seguro e a seguir avança a ignição progressivamente, até que a detonação seja novamente detectada e o ciclo seja repetido. O sensor de detonação produz uma saída de tensão alternada que aumenta conforme a severidade da detonação. Durante os diversos regimes de funcionamento dos motores, podem ocorrer combustões aleatórias popularmente denominadas “batidas de pinos” ou detonações. Essas detonações, dão origem a vibrações mecânicas dentro da câmara de combustão as quais são prejudiciais ao rendimento e a vida útil do motor. O sensor de detonação - KS está normalmente parafusado no bloco do motor e tem como elemento sensor um cristal piezo-elétrico. Esse material quando é submetido a deformações mecânicas, gera tensões elétricas (volts -VAC) em sua superfície. Dessa forma, o sensor é capaz de captar, “ouvir”, as vibrações provocadas pelo fenômeno da detonação, transformando-as em sinal elétrico o qual é enviado a unidade de comando eletrônico do sistema UCE. Quando a UCE detecta sinal de detonação do sensor, atrasa o ponto de ignição (obedecendo uma estratégia específica que varia de sistema para sistema de injeção), objetivando solucionar o problema. Uma vez desaparecida a detonação, a UCE volta, em pequenos passos, ao ângulo de avanço inicial. Sensor de Posição da Borboleta de Aceleração (TPS) TPS – Throttle Position Sensor A posição da borboleta é uma das informações utilizadas para o cálculo da quantidade de combustível. Outra função do TPS é informar à unidade de comando, os movimentos da borboleta de aceleração, para fins de aceleração e desaceleração. Neste caso o TPS executa função equivalente à da bomba de aceleração de um carburador. Quando a borboleta de aceleração está fechada, o sinal de saída do TPS é tipicamente de 0,45 a 0,55V. A tensão aumenta em proporção a abertura da placa da borboleta de aceleração, até atingir aproximadamente 4,8 volts na condição de totalmente aberta (100% de abertura). Para que se possa dar esta variação de tensão, o TPS é munido de um resistor com escala variável. A unidade de comando alimenta o TPS com a tensão de referência de 5 volts. O sinal do TPS em conjunto o sinal de rpm é utilizado pela unidade de comando enriquecer a mistura ar + 31 combustível em plena carga (potência máxima) ou fazer com que haja corte na injeção quando a rotação do motor se mantém alta e a borboleta de aceleração fechada (condição de freio motor). O corte no volume de injeção no freio motor é chamado de “Cut-Off”. Conector de Octanagem Tem a função de adequar as curvas de avanço de ignição à octanagem do combustível utilizado. Pode ser encontrado na forma de um conector elétrico (jumper), fusível ou um resistor calibrado - Figura 28. No Brasil a gasolina comum é especificada com 86 unidades para o AKI (valor mínimo) e com MON mínimo de 80 unidades. A Premium é especificada com AKI de 91 unidades. A octanagem da gasolina sofre variações de um país para o outro. Por exemplo, a gasolina comum brasileira possui octanagem RON mínima de 92 unidades. A similar argentina possui RON de 86 unidades. Isso significa, nesse caso, que a gasolina brasileira resiste mais à detonação, em baixas rotações, que a argentina. Como exemplo, temos o Ford Fiesta com motor Endura-E (sistema FIC EEC V SFI), que possui conector de octanagem tipo fusível. Este fusível liga o terminal 27 da central que controla o sistema de injeção eletrônica-UCE à massa. Quando a UCE detecta aterramento no terminal 27, adota curvas de avanço de ignição apropriadas a gasolina nacional (92 unidades RON). Se detectar circuito aberto no terminal 27, quando se retira o fusível, passa a trabalhar com curvas de avanço mais brandas (86 unidades RON). Dessa forma torna-se possível alimentar o motor com um combustível de octanagem menor. Figura 28 – Conector de Octanagem (Octanas) Portanto, a utilização do conector de octanagem possibilita a exportação dos veículos sem a necessidade de se efetuar mudanças significativas no motor e no sistema de injeção eletrônica. O incorreto posicionamento do conector de octanagem pode provocar sensíveis perdas de rendimento no motor. Por isso, em todas as revisões verifique o seu correto posicionamento. 32 Figura 29 – Localização do Conector de Octanagem (Ford Fiesta) Atuadores Bomba Elétrica de Combustível Quando a ignição é ligada pela primeira vez, com o motor não funcionando, a unidade de comando ativa durante dois segundos o relé da bomba de combustível. Isto resulta em um rápido aumento de pressão na linha. Se não for dada a partida ao motor no período de dois segundos, a unidade de comando desativará o relé da bomba de combustível. Quando o motor gira para a partida, a unidade de comando ativa o relé ao receber pulsos do sensor de rotação. Figura 30 - Bomba de combustível “In-Line” onde: 1 Entrada 4 Induzido do motor elétrico 2 Válvula de segurança 5 Válvula de retenção 3 Bomba de roletes 6 Saída A bomba de combustível pode ser “In-Line” ou “In-Tank”, colocada na linha de combustível ou dentro do tanque de combustível respectivamente. 35 ? ? pressão da bomba de combustível alta ? ? válvulas injetoras ? ? catalisador ? ? motor frio III. CO2 - Dióxido de Carbono Conhecido como gás carbônico, é resultante direto da combustão, podendo ser usado como indicador da eficiência da combustão, principalmente em veículos com catalisador, já que qualquer interferência na combustão afeta o índice de dióxido de cabono. A razão ar/combustível afeta diretamente o índice de CO2. Para um veículo em condições normais o índice de CO2 deve estar entre 13% e 16% (mínimo de 8%). IV. O2 – Oxigênio O oxigênio é o gás responsável pela combustão (queima) e a quantidade existente no escapamento indica se a mistura está pobre ou rica, principalmente em veículos com catalisador. Em marcha lenta, um veículo com catalisador deve apresentar um índice de O2 entre 1% e 4%. Índices elevados de O2 indicam mistura pobre, enquanto que valores muito baixos indicam mistura rica. Observe que a Tabela 4 especifica valores para os quatro gases. Quando se prepara um veículo para inspeção há a necessidade de se colocar os 4 gases dentro dos limites especificados de acordo com o ano de fabricação. Nos casos de veículos carburados mais velhos, as faixas para inspeção são bastante largas. Neste caso, deve-se usar os índices de CO e HC divulgados nas tabelas com valores específicos para cada veículo (tabela da CETESB). No início da inspeção, os órgãos usarão tolerâncias mais largas de aprovação, como na tabela abaixo para veículos sem catalisador. Tabela 4 – Exemplo usado no início das inspeções em SP e RJ Ano % CO máx. %CO2 + %CO mín. ppm HC máx. CO corrigido máximo até 79 7,0 6,0 1100(A) - 700(G) 5,0 de 80 a 88 6,5 6,0 1100(A) - 700(G) 5,0 de 89 a 91 6,0 6,0 1100(A) - 700(G) 5,0 de 92 a 96 5,0 6,0 1100(A) - 700(G) 5,0 97 1,5 6,0 1100(A) - 700(G) 5,0 Os requisitos devem ficar cada vez mais exigentes. Porém, se trabalharmos com base na Tabela 4, teremos certeza de que o veículo sempre estará dentro das condições legais. Feito um levantamento de vários automóveis chegou-se aos seguintes valores médios: Tabela 5 – Valores médios de Gases de Exaustão Tipo % CO %CO2 %O2 HC ppm CO corr. Carburados 1,7 13,5 0,9 220 1,6 Injetados 6,50,7 1412 0,5 210 0,8 Observe na Tabela 5 que com esses resultados nenhum desses carros seriam rejeitados na inspeção. Esta tabela nos dá uma idéia dos níveis que vamos encontrar na prática com veículos usados de anos diferentes. 36 http://autoesporte.globo.com/edic/ed414/servico.htm Válvulas Injetoras As válvulas injetoras estão alojadas no coletor de admissão (sistema multiponto) próximo às válvulas de admissão. No sistema monoponto ela está localizada na tampa do corpo de borboleta. Sua função é pulverizar o combustível proveniente da linha de pressão. A válvula injetora é um atuador cujo momento e tempo de abertura é determinado pela unidade de comando. Figura 32 - Bicos das válvulas injetoras monoponto / multiponto O injetor é uma válvula eletromagnética, que ao receber pulsos da unidade de comando (valor negativo), recolhe seu êmbolo (válvula de agulha) permitindo a passagem do combustível. Durante a fase de abertura, esse êmbolo recolhe-se cerca de 0,1 mm do seu assento. Motor de Passo da Marcha Lenta (IAC) Controla a rotação do motor em marcha-lenta. A válvula IAC altera a rotação da marcha- lenta ajustando o ar da derivação, de modo a compensar as variações de carga do motor. Esta válvula é um atuador controlado pela unidade de comando e possui um motor de passo, cujo movimento aumenta ou diminui a quantidade de ar admitido. 37 Figura 33 - Atuador de marcha lenta O motor de passo está montado na carcaça do corpo da borboleta. O motor de passo, comandado pela unidade de comando, retrai o êmbolo cônico (para aumentar o fluxo de ar) ou o estende (para reduzir o fluxo de ar), aumentando e reduzindo, desta forma, a rotação da marcha-lenta do motor. Durante a marcha-lenta, a posição do êmbolo cônico é calculada baseada nos sinais de voltagem da bateria, temperatura do líquido de arrefecimento (ECT) e carga do motor (MAP). Sistema de Ignição Direta (DIS) O sistema de ignição direta (DIS) é composto de um conjunto de bobinas e um módulo de potência integrados num único módulo selado. As informações sobre avanço e ponto de ignição são enviadas, pela unidade de comando ao módulo de potência que energiza a bobina e limita a corrente da mesma (para controlar a dissipação de potência primária). Para controlar o DIS, a unidade de comando utiliza dois sinais (EST A e EST B). O impulso na linha EST. A energiza a primeira bobina (cilindros 1 e 4). O pulso na linha EST B energiza a segunda bobina de ignição (cilindros 2 e 3). Cada bobina energiza uma vela de ignição de um cilindro contendo mistura para ignição e uma vela de outro cilindro contendo mistura queimada. A faixa de funcionamento do DIS é entre 30 a 8000rpm. O avanço aplicado pela unidade de comando depende do estado em que se encontra o motor: girando para a partida ou funcionando. Com o motor funcionando, o avanço é mapeado e depende basicamente, da rotação, carga e temperatura do motor. Outros Componentes do Sistema Embora esses componentes não estejam na lista dos sensores e nem dos atuadores, são considerados de suma importância para o bom funcionamento do sistema de injeção eletrônica. Esses componentes são: - o tanque de combustível; - o cânister; - o filtro de combustível; - o regulador de pressão; - o corpo de borboleta; - o filtro de ar; 40 Figura 36 – Corpo da Borboleta Bateria Embora a bateria não seja um sensor, é fundamental que esteja em ordem, para o bom funcionamento do sistema de injeção eletrônica. A bateria utilizada nos automóveis pode ser ácida (mais comum) ou alcalina. A bateria ou acumulador, que no início do uso nos automóveis era de 6 volts (mais precisamente 6,3 volts nas baterias ácidas), é agora padronizada em 12 volts (12,6V), já que cada célula da bateria ácida de chumbo produz 2,1V. Um valor muito acima, pode danificar vários componentes eletrônicos do veículo. Uma bateria de 12V consiste em seis células que estão ligadas em série para produzir 12V. Cada célula contém duas placas, uma de peróxido de chumbo (PbO2) e outra de chumbo (Pb). Quanto mais puro o chumbo desta placa, melhor a qualidade e maior durabilidade da bateria. Quando estas placas são mergulhadas em eletrólito (líquido que permite a passagem de uma corrente elétrica entre as duas placas) produz-se uma reação. Nas baterias de chumbo-ácido, o eletrólito geralmente utilizado é o ácido sulfúrico – H2SO4. O terminal positivo de cada célula é a placa de peróxido de chumbo e o terminal negativo é a placa de chumbo puro, que fica com um aspecto esponjoso quando a célula está completamente carregada. A proporção que corrente elétrica é drenada pelos circuitos exteriores, uma reação ocorre, transformando a placa, esponjosa e o peróxido da placa positiva em sulfato de chumbo (PbSO4), reduzindo o ácido sulfúrico do eletrólito para água (H2O). A decomposição do ácido sulfúrico faz com que se reduza a densidade da solução do eletrólito. Se o consumo ou dreno externo da eletricidade continuar, a voltagem de cada célula diminui vagarosamente, porém, a condição de fornecer fluxos intensos de corrente cai rapidamente. Para se medir uma bateria, o método correto é verificar a densidade do eletrólito com um densímetro (Figura 37). Quando a densidade é menor que 1.200g/cm³, a bateria já não está adequada pra uso. Valores apropriados situam-se entre 1.250 e 1.275g/cm³. Quanto mais baixa a densidade (1.250), maior a durabilidade da bateria, observando-se apenas que, para climas frios, a densidade deve ser um pouco maior (1275). 41 Figura 37 – Densímetro Pelo posicionamento da pipeta sabe-se a densidade do líquido e, portanto, a carga. O líquido da bateria carregada (eletrólito) é mais denso, sendo assim a pipeta flutua mais alto. Cuidados com a Bateria ? ? Não dar partida com os cabos mal conectados; ? ? Não utilizar duas ou mais baterias para dar partida (ligação série); ? ? Não retirar a bateria com o motor em funcionamento; ? ? Não inverter os terminais; ? ? Não desligar nenhum conector do sistema com a ignição ligada ou com o motor em funcionamento; ? ? Fazer manutenção preventiva Figura 38 – Possíveis problemas em baterias 42 Estratégias de Controle do Sistema Baseando-se no sistema Magneti Marelli – Weber I.A.W. – 1ABG.80, que equipa a motorização 1581 i.e. 16V da FIAT7, discute-se abaixo as estratégias de controle do sistema de injeção eletrônica. Dentro da memória da central eletrônica existe um programa de controle composto de uma série de estratégias, as quais comandam, separadamente, uma bem precisa função de controle do sistema. Utilizando informações (input) recebidas dos diversos sensores, cada estratégia elabora uma série de parâmetros baseando-se nos mapas dos dados memorizados em áreas específicas da central eletrônica e, em seguida, comanda os atuadores (output) do sistema, que são os dispositivos que fazem com que o motor funcione, tais como: 1. eletroinjetores; 2. bobinas de ignição; 3. eletroválvulas de diversos tipos; 4. eletrobomba de combustível; 5. atuador da marcha lenta do motor; 6. relés de comando. As estratégias programadas na centralina, controlam, da melhor maneira, o instante da ignição e a quantidade do combustível, garantindo sempre uma mistura correta de acordo com as variações de carga do motor e as condições ambientais. As estratégias de controle do sistema são: 1. controle do conjunto de sinais; 2. controle da injeção de combustível; 3. controle da função de bloqueio da partida do motor (se houver); 4. controle da ignição; 5. controle da marcha lenta do motor; 6. controle da recirculação dos vapores do combustível; 7. controle da diagnose e 8. controle do sistema de climatização. Controle do Conjunto de Sinais No momento da partida, quando o sensor de rotação encontra o espaço livre maior devido à falta de dois dentre na roda fônica (Figura 19), a central eletrônica efetua, juntamente com o sinal do sensor de fase, o reconhecimento da fase da injeção e da ignição, que são fundamentais para o funcionamento de todas as estratégias. Este reconhecimento é atuado com base na interpretação da sucessão dos sinais provenientes do sensor de rotação situado na polia da árvore de manivelas e pelo sensor de fase situado na polia da árvore de comando de válvulas, no lado da admissão. No sistema discutido, o conjunto de sinais é constituído de sinais provenientes: 7 FIAT; Manual de Reparações – FIAT PALIO. 45 Figura 40 – Coeficiente de enriquecimento em função do tempo onde: k Coeficiente de enriquecimento ON motor tracionado (durante a partida) t Tempo OFF motor funcionando (depois da partida) Funcionamento a Frio Nestas condições, acontece um empobrecimento natural da mistura devido à insuficiente turbulência das partículas do combustível às baixas temperaturas, uma evaporação reduzida e uma forte condensação nas paredes internas do coletor de admissão, tudo isto aumentado pela maior viscosidade do óleo de lubrificação que, como se sabe, com baixas temperaturas aumenta a resistência à rotação dos órgãos mecânicos do motor. Figura 41 – Tempo de injeção de combustível com motor frio A UCE reconhece esta condição e corrige o tempo de injeção com base no sinal de temperatura do líquido de arrefecimento do motor. Conseqüentemente: ? ? com temperaturas muito baixas, o eletroinjetor fica aberto por mais tempo (tj) diagrama (b), com uma relação ar/combustível baixa (muito rica) - Figura 41; ? ? quanto mais aumentar a temperatura do motor, mais curta será a abertura do eletroinjetor, (tj) diagrama (a) e, por conseguinte, maior será a relação ar/combustível (mistura pobre). 46 A Napro8, em seus laboratórios desenvolveram tabelas que apresentam parâmetros para a UCE no que toca ao tempo de injeção de combustível, Tabela 6 e Tabela 7. Tabela 6 - Temperatura do Motor x Tempo de Injeção Temperatura do motor (ºC) -36 -29 -24 -18 -13 -7 -2 4 10 18 28 40 60 >60 Tempo de Injeção (ms) 4,6 4,5 4,3 4,0 3,7 3,3 3,1 2,9 2,6 2,3 1,8 1,0 0,3 0 Tabela 7 - Temperatura do Ar x Tempo de Injeção Temperatura do ar (ºC) -36 -29 -24 -18 -13 -7 -2 4 10 18 28 40 60 >60 Tempo de Injeção (ms) 1,37 1,28 1,20 1,04 0,97 0,90 0,83 0,75 0,68 0,48 0,35 0,18 0,04 0 Durante a fase de aquecimento do motor, a UCE também pilota o motor de passo que determina a quantidade de ar necessária para garantir a rotação de marcha lenta do motor. O ar é admitido através da válvula auxiliar de ar. O medidor de vazão transmite ao módulo informes sobre esse fluxo extra de ar admitido, o qual, por sua vez, promove o enriquecimento da mistura - Figura 44. Funcionamento em Plena Carga Em condições de plena carga, é necessário aumentar o tempo base de injeção para obter a máxima potência fornecida pelo motor. A condição de plena carga é detectada pela UCE através dos valores fornecidos pelos sensores de posição da borboleta e de pressão absoluta - Figura 45. Com base nestas informações, a UCE faz a devida correção, aumentando o tempo base de injeção. Funcionamento em Desaceleração Durante esta fase de utilização do motor, acontece a sobreposição de duas estratégias: 1. uma estratégia de regime transitório negativo para manter estequiométrica a quantidade de combustível fornecida ao motor (menor poluição); 2. uma estratégia de acompanhamento lento nas rotações inferiores (dash-pot) para atenuar a variação de torque fornecida (menor freio motor). Quando o sinal do potenciômetro indica borboleta fechada e a rotação for elevada, a UCE, agindo no atuador de marcha lenta do motor, diminui, de maneira gradual, a quantidade de ar que passa através do by-pass. 8 Napro Eletrônica Industrial – www.napro.com.br 47 Correção Barométrica A pressão atmosférica varia em função da altitude, determinando uma variação da eficiência volumétrica tal, que é necessário corrigir o tempo base de injeção. A correção será em função da variação de altitude e será atualizada automaticamente pela UCE, cada vez que o motor for desligado em determinadas condições de posição da borboleta e de número de rotações (tipicamente com baixa rotação e borboleta muito aberta – adaptação dinâmica da correção barométrica). Funcionamento em “Cut-Off” A estratégia de “cut-off” (corte de combustível em desaceleração) é efetuada quando a UCE reconhece a borboleta na posição fechada (posição de marcha lenta através do sinal do potenciômetro da borboleta) e a rotação do motor já tenha superado cerca de 1600rpm. O reconhecimento da borboleta em posição aberta ou a rotação abaixo de 1400rpm aproximadamente, reativará novamente a injeção de combustível - Figura 46. Para rotações muito altas, é efetuado o cut-off mesmo em condições de borboleta não completamente fechada, mas com pressão no coletor de admissão particularmente baixa (cut-off parcial). Funcionamento em Aceleração Nesta fase, a UCE aumenta adequadamente a quantidade de combustível exigida pelo motor (para obter o torque máximo) em função dos sinais provenientes dos seguintes componentes: - potenciômetro da borboleta; - sensor de pressão absoluta e - sensor de rotações e PMS. O tempo de injeção base é multiplicado por um coeficiente em função da temperatura do líquido de arrefecimento do motor, da velocidade de abertura da borboleta aceleradora e do aumento da pressão no coletor de admissão. Se a variação brusca do tempo de injeção for calculada quando o eletroinjetor já estiver fechado, a UCE reabre o eletroinjetor (extra pulse) para poder compensar a mistura com a máxima rapidez; as injetadas seguintes por sua vez, já são aumentadas com base nos coeficientes acima citados. Figura 42 – Tempo de injeção de combustível onde: A tempo de injeção normal ON motor em fase transitória B reabertura do eletroinjetor (extra pulse) OFF motor com rotação estabilizada e aussjal 50 ENTERALPTDA BORBOLETA FECHADA BORBOLETA DE AGELERAÇÃO TEMPERATURA DO MOTOR. eg MóGuio DE Figura 45 — Funcionamento do motor em plena carga e aussjal 51 INTER TEMPERATURA DO MOTOS ne RoTAÇÃO DO Moro —— e ————— on BORBOLET FECHADA INTERAVETOR PLENA CARGA uépuo DE comando Figura 46 — Funcionamento do motor em “cut-off”  52 Proteção contra rotações excessivas Quando a rotação do motor ultrapassar por mais de 10 segundos o valor de 6700rpm ou, momentaneamente, o valor “limite” de 6900rpm, o próprio motor encontra-se em condições críticas de funcionamento. Quando a UCE reconhece a ultrapassagem da rotação crítica, inibe o funcionamento dos eletroinjetores. Quando a rotação voltar a um valor não crítico, é restabelecido o funcionamento dos mesmos. Comando da eletrobomba de combustível A eletrobomba de combustível é controlada pela UCE através de um relé. A bomba pára de funcionar se: - o motor funcionar a menos de 50rpm aproximadamente; - após um certo tempo (cerca de 5 segundos) com a ignição ligada sem que seja efetuada a partida do motor; - se o interruptor inercial foi ativado. Comando dos eletroinjetores O comando dos eletroinjetores é do tipo seqüencial fasado. Porém, em fase de partida, os eletroinjetores são comandados, na primeira, vez em paralelo (full-group). A fase do comando dos eletroinjetores é variável em função da rotação do motor e da pressão do ar aspirado, com o objetivo de melhorar o enchimento dos cilindros obtendo benefícios para os consumos, direção e para a poluição. Controle da Marcha Lenta do Motor O objetivo geral da estratégia é o de manter a rotação do motor em torno do valor memorizado (motor quente: 850rpm): a posição tomada pelo atuador de marcha lenta está em função das condições do motor. Fase de Partida Ao girar a chave de ignição, o atuador assume uma posição em função da temperatura do líquido de arrefecimento do motor e da tensão de bateria (posição de open-loop). Fase de Regulação Térmica O número de rotações é corrigido principalmente em função da temperatura do líquido de arrefecimento do motor. Com o motor quente, o controle da marcha lenta depende do sinal proveniente do sensor de número de rotações do motor. Ao inserimento de cargas elétricas (por exemplo, ar condicionado), a UCE controla a marcha lenta mantendo-a. Fase de desaceleração Quando o acelerador é solto fora da posição de marcha lenta, a UCE comanda a posição do atuador da marcha lenta do motor através de uma curva de vazão especial (curva de dash-pot), ou seja, 55 NTC (Negative temperature Coefficient) Resistor com coeficiente negativo de temperatura, utilizado em sensores de temperatura O OBD II (On Board Diagnostic 2) - Diagnóstico de defeitos no veículo, versão 2 OHC (Overhead camshaft) - Comando de válvulas no cabeçote Ohm (? ) Unidade de medida de resistência elétrica P PATS (Passive Anti-theft Alam System) Imobilizador (FORD) PCV (Positive Crankcase Ventilation) - Ventilação positiva do cárter (Blow-by) PMS Ponto Morto Superior PSPS (Power Steering Pressure Switch) - Interruptor de pressão da direção hidráulica PTC (Positive Temperature Coefficient) - Coeficiente positivo de temperatura R RAM (Random Access Memory) Memória de leitura escrita, nesse tipo pode-se gravar códigos de defeitos ou programas. As informações são apagadas quando desligado a fonte(bateria) RASTHER Equipamento (SCANNER) da TECNOMOTOR para análise de injeção eletrônica ROM (Read Only Memory) Memória permanente somente para leitura S SCANNER ("Explorador") Utilizado para equipamentos que se comunicam com o computador da injeção eletrônica SES Lâmpada de diagnóstico ou de manutenção Single Point Injeção em um único ponto SPFI (single Point Fuel Injection) - Injeção de combustível em um único ponto SPI (Single Point Injection) Injeção em um único ponto (FIAT) SPOUT (Spark Out) - Sinal de saída de ignição (injeção FIC) STO (Self Test Output) - Saída para autoteste (auto diagnóstico) T TBI (Throttle Body Injection) Injeção no corpo da borboleta TCCS (Toyota Computer Control System) - Sistema Toyota de controle computadorizado TDC (Top Dead Centre) Ponto morto superior (PMS) TFI (Thich Film Itegration) Componente com "Integração em filme espesso". No sistema FIC é o nome dado ao módulo de potência de ignição TPS (Throttle Position Sensor ou Switch) Sensor ou interruptor de posição da borboleta TSZ Módulo de potência de ignição BOSCH U UTA Unidade de Trasmissão Automática V VAF (Volume Air Flow sensor) - Sensor do volume do fluxo de ar 56 VSS (Vehicle Speed Sensor) Sensor de velocidade do veículo W WOT (Wide Open Throttle) Borboleta de aceleração totalmente aberta Bibliografia 1. CDTM (Centro de Desenvolvimento de Tecnologia Mecânica); Manual Técnico Mecânica 2000 – Santana Mi; Belo Horizonte, MG, 2000. 2. CDTM; Manual Técnico Mecânica 2000 – Fiesta 1000; Belo Horizonte, MG, 2000. 3. CDTM; Manual Técnico Mecânica 2000 – Escort 16V; Belo Horizonte, MG, 2000. 4. CDTM; Manual Técnico Mecânica 2000 – Palio 1000; Belo Horizonte, MG, 2000. 5. CDTM; Manual Técnico Mecânica 2000 – Corsa 1000; Belo Horizonte, MG, 2000. 6. CDTM; Manual Técnico Mecânica 2000 – Gol 1000; Belo Horizonte, MG, 2000. 7. CDTM; Manual Técnico Mecânica 2000 – Tempra 16V; Belo Horizonte, MG, 2000. 8. FIAT – MOTORSHOW; Nova Enciclopédia do Automóvel; Editora Três, São Paulo, 2000. 9. FIAT; Manual de Reparações – FIAT PALIO. 10. Oficina Brasil - Periódico 11. Notícias da Oficina - Periódico Links http://www.oficinabrasil.com.br http://www.oficinabrasil.com.br/edicoes/Jun2000/dicaie_jun.htm http://www.tecnomotor.com.br http://www.wlkswagen.com.br/noticiasdaoficina http://www.cyberdoc.com.br/eclipse/index.html http://autoesporte.globo.com/edic/ed414/servico.htm http://www.ipuc.pucminas.br/labep/mentor/_tps/injecao1/menuprincipal.html http://www.tudoparacarro.com.br/tudopcarro/Dicionario/Dicionario.asp