Baixe Sistemas de ignição e outras Notas de estudo em PDF para Eletrônica, somente na Docsity! SISTEMAS DE IGNIÇÃO © SENAI - PR, 2001 CÓDIGO DE CATÁLOGO :11301 Trabalho elaborado pela Diretoria de Educação e Tecnologia do Departamento Regional do SENAI - PR , através do LABTEC - Laboratório de Tecnologia Educacional. Coordenação geral Marco Antonio Areias Secco Elaboração técnica .......................................................... Equipe de editoração Coordenação Lucio Suckow Diagramação Alir Aparecida Schroeder Ilustração Alir Aparecida Schroeder Revisão técnica ......................................................... Capa Ricardo Mueller de Oliveira Referência Bibliográfica. NIT - Núcleo de Informação Tecnológica SENAI - DET - DR/PR S474s SENAI - PR. DET Sistemas de ignição Curitiba, 2001, 79 p CDU - .......................... Direitos reservados ao SENAI — Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Departamento Regional do Paraná Avenida Cândido de Abreu, 200 - Centro Cívico Telefone: (41) 350-7000 Telefax: (41) 350-7101 E-mail: senaidr@ctb.pr.senai.br CEP 80530-902 — Curitiba - PR 5 SENAI-PR Depois de ter permanecido praticamente invariável por anos a fio, a ignição por bateria, um dos mais antigos componentes do motor Otto, sofreu modificações radicais nos últimos anos em função do desenvolvimento revolucionário na área da eletrônica. Atualmente existem sistemas de ignição que, graças ao emprego da eletrônica podem cumprir inúmeros requisitos e, através da atuação em conjunto com outros sistemas eletrônicos do veículo, possibilitam uma otimização de todo o complexo de gerenciamento do motor. Esta apostila tem por finalidade fornecer uma visão geral dos diversos sistemas de ignição com suas características mais marcantes. INTRODUÇÃO 7 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Funcionamento O motor Otto1) é um motor a combustão interna com ignição por centelha, que transforma a energia contida no combustível em energia mecânica. No motor Otto a mistura de ar-combustível é formada fora da câmara de combustão (com base em gasolina ou gases). Essa mistura é conduzida para a câmara de combustão, aspirada pelo pistão em movimento descendente. Então ela é comprimida durante o movimento ascendente do pistão. Uma ignição externa com comando por tempo induz a combustão da mistura da vela de ignição. O calor liberado pela combustão aumenta a pressão no cilindro e o pistão move-se novamente para baixo transmitindo um trabalho mecânico para o virabrequim. Após cada curso de combustão os gases queimados são expulsos do cilindro, sendo aspirada uma nova mistura de ar-combustível. Essa troca de gases no motor dos automóveis é feita principalmente pelo ciclo de quatro tempos. Para um ciclo de trabalho são necessários dois giros do virabrequim. COMBUSTÃO NO MOTOR OTTO Conforme Nikolaus August Otto (1832 até 1891), apresentou pela primeira vez na Feira Mundial de Paris em 1878, um motor a gás com compressão funcionando pelo princípio de quatro tempos. 10 SENAI-PR A potência aumenta com o aumento da rotação e aumento do torque (P = Mw). A característica de potência e torque do motor à combustão implica em uma transmissão para adaptação às exigências de funcionamento. Tempo de exaustão • Válvula de admissão: fechada, • Válvula de escape: aberta, • Movimento do pistão: ascendente, • Combustão: nenhuma. O movimento ascendente do pistão expulsa os gases da combustão (gases de escape) através da válvula de escape aberta. Em seguida o ciclo se repete. Os tempos de abertura das válvulas sobrepõe-se um pouco, o que leva a um melhor aproveitamento do fluxo e das oscilações dos gases no enchimento e esvaziamento dos cilindros. 11 SENAI-PR A ignição no motor Otto A versão do sistema de ignição depende do tipo do gerador da ignição, da regulagem do ângulo de ignição bem como do tipo de distribuição e transmissão da alta tensão. A sistemática está representada na tabela . IGNIÇÃO Ponto de ignição O ponto de ignição depende principalmente de fatores como “rotação” e “carga”. A dependência da rotação explica-se pelo fato de que, quando o enchimento e a relação de ar-combustível são constantes, o tempo de queima da mistura também é constante e por isso é necessário que a ignição ocorra cada vez mais adiantada, proporcionalmente ao aumento da rotação. 12 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... A dependência da carga é influenciada pelo empobrecimento da mistura na baixa carga, pelo teor de resíduo da combustão e pelo baixo preenchimento do cilindro. Esses efeitos provocam um maior atraso da ignição e menor velocidade de queima da mistura, de modo que será necessário “adiantar” o ângulo de ignição. Avanço da ignição A performance da ignição dependente de rotação e carga está integrada à função de regulagem. No caso mais simples, a função de regulagem consiste de um avanço centrífugo e de uma cápsula de vácuo. O vácuo é em larga escala uma medida de carga do motor. Nos sistemas de ignição eletrônicos são considerados ainda outros fatores de influência sobre o motor, como por exemplo a temperatura, ou alterações na composição da mistura. Os índices (valores) de todas as funções de regulagem são interligados mecânica ou eletronicamente para a determinação do ponto de ignição. Antes do ponto de ignição em si é necessário que o acumulador de energia seja conectado em tempo hábil. 15 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Simultaneamente também se estabiliza o funcionamento uniforme do motor. A limpeza da vela também é significativa. No caso de velas muito sujas, durante a formação da alta tensão ocorre um escoamento de energia da bobina de ignição através do contato secundário da vela. Isto provoca a redução da duração da faísca, com efeito sobre o gás de escape e, em casos limite (em caso de velas muito sujas ou molhadas) a uma falha total da ignição. Um certo índice de falhas de ignição normalmente não é percebido pelo motorista, gera entretanto um alto consumo de combustível e pode danificar o catalisador. Emissão de poluentes O ângulo de ignição P ou o ponto de ignição, respectivamente, exercem importante influência sobre os índices do gás de escape, o torque e o consumo de combustível do motor Otto. Os componentes tóxicos mais importantes do gás de escape são os hidrocarbonetos não queimados (HC), o óxido de nitrogênio (NOx) e o monóxido de carbono (CO). Com o aumento da ignição prematura aumenta também a emissão de hidrocarbonetos não queimados. A ignição prematura aumenta também a emissão de NOx em toda a faixa da relação de ar-combustível. A causa é a temperatura mais elevada na câmara de combustão, na ignição adiantada. A emissão de CO é praticamente independente do ponto de ignição e quase uma função exclusiva da relação ar- combustível. Consumo de combustível A influência do ponto de ignição sobre o consumo de combustível se opõe à influência sobre a emissão de poluentes. 16 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Com o aumento do coeficiente de ar é necessário compensar a velocidade cada vez menor da combustão com um adiantamento cada vez maior da ignição para que o processo de combustão permaneça ótimo. Ponto de ignição adiantado significa menor consumo de combustível e maior torque, mas somente mediante respectiva alteração (correção) da mistura de ar-combustível. Tendência à detonação Existe uma outra relação importante entre o ponto de ignição e tendência à detonação. Isto fica demonstrado no efeito de um ângulo de ignição muito adiantado ou muito atrasado (em comparação com o ângulo de ignição correto) sobre a pressão na câmara de combustão. Quando o ângulo de ignição está muito adiantado ocorre uma combustão adicional em diversos pontos da câmara de combustão por efeito da onda de pressão da inflamação. Em função disto a queima da mistura é irregular, provocando fortes oscilações de pressão com altos picos na pressão da combustão. Esse efeito, chamado de detonação ou “bater pinos”, pode ser ouvido nitidamente em baixa rotação. Em alta rotação o ruído é superado pelo ronco do motor. Mas é exatamente nessa faixa que a detonação pode levar a danos no motor, sendo necessário proceder uma otimização entre combustível adequado e ponto de ignição. 17 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... O sistema atual convencional de ignição por bobina é comandado por contato. Isto significa que a corrente que passa pela bobina é ligada e desligada mecanicamente através de um contato no distribuidor de ignição (platinado). A ignição por bobina, de comando por contato, é a versão mais simples de uma ignição, na qual são realizadas todas as funções. Além do distribuidor de ignição existe toda uma série de componentes, listados na tabela com suas respectivas funções. Princípio de funcionamento Sincronização e distribuição A sincronização com o virabrequim e portanto com a posição do pistão nos diversos cilindros é consolidada pelo acoplamento mecânico do distribuidor de ignição ao eixo de comando ou outro eixo reduzido em 2 : 1 em relação ao virabrequim. Por isso, até uma torção do distribuidor de ignição leva a um deslocamento do ponto de ignição, isto é, uma alteração no distribuidor de ignição permite a regulagem de um ponto de ignição previamente estabelecido. O rotor mecânico do distribuidor, também fixamente acoplado à parte superior do eixo do distribuidor de ignição, providencia a distribuição correta da alta tensão juntamente com a condução dos cabos de alta tensão às diversas velas de ignição. IGNIÇÃO CONVENCIONAL POR BOBINA SZ 20 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... A corrente e o tempo de desligamento, como também o número de espiras do lado secundário da bobina de ignição, determinam substancialmente a tensão de ignição induzida no lado secundário. Como a corrente tende a fluir adiante, se formaria um arco voltáico nos contatos do platinado. Para evitar essa ocorrência, o condensador de ignição está ligado em paralelo ao platinado. Isto faz com que a corrente primária flua para o condensador e o conecta, até a descarga da tensão de ignição. Desta forma ocorrem tensões de algumas centenas de Volts no borne 1 da bobina de ignição. A alta tensão gerada no lado secundário é conectada ao borne do distribuidor de ignição, provocando ali uma ruptura entre o rotor do distribuidor e o eletrodo externo, consequentemente conectando o cabo de ignição para a respectiva vela de ignição, levando finalmente à ruptura, isto é, à faísca de ignição. 21 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Em seguida a energia magnética acumulada na bobina de ignição flui continuamente para a faísca em forma de energia elétrica. Em função disto ocorre uma tensão de combustão de cerca de 400 V na vela de ignição. Em geral a duração da faísca é de 1 a 2 ms. Após a descarga da bobina de ignição, o ressalto do distribuidor de ignição liga novamente e a bobina de ignição é conectada novamente. O rotor do distribuidor que durante esse tempo continua funcionando, transmitirá na próxima ignição a alta tensão para uma outra vela de ignição. Bobina de ignição Estrutura A bobina de ignição consiste de uma carcaça, na qual são instaladas capas metálicas envolventes para retorno do circuito magnético. O enrolamento secundário vai diretamente sobre o núcleo de ferro laminado e ligado eletricamente ao borne da tampa da bobina. Como a alta tensão está aplicada ao núcleo de ferro, e necessário que ele seja isolado pela tampa e por um corpo isolante adicional inserido no fundo da carcaça. O enrolamento primário está disposto por fora do enrolamento secundário. A tampa isolada da bobina de ignição contém simetricamente aos bornes de alta tensão do borne 4, os bornes 15 para a tensão da bateria e 1 para a ligação pelo platinado. A isolação e a fixação mecânica dos enrolamentos se utiliza de massa asfáltica. A dissipação de potência ocorre principalmente no enrolamento primário. O calor dissipado é derivado para a carcaça através das capas metálicas. Por esse motivo a bobina de ignição é fixada à carroceria por uma braçadeira bem larga, para que o calor se dissipe o máximo possível. 22 SENAI-PR Funcionamento A corrente primária, ligada e desligada pelo platinado, flui através do enrolamento primário da bobina de ignição. O valor da corrente é determinado pela tensão da bateria no borne 15 e pela resistência ohmica do enrolamento primário. A resistência primária, dependendo da aplicação da bobina de ignição, pode estar entre 0,2 e 3 Ù. A indutividade primaria L1 é de alguns mH. Para a energia armazenada no campo magnético da bobina de ignição resulta: WSp = 1 L1 . i12 2 WSp energia acumulada, L1 indutividade do enrolamento primário, i1 corrente que circula no distribuidor de ignição no momento de abertura do contato do platinado. No ponto de ignição a tensão sobe no borne 4(borne de alta tensão da bobina de ignição), está aproximadamente como uma função senoidal. A velocidade de ascensão é determinada pela indutividade secundária e a carga capacitativa no borne4. Quando a tensão de ruptura na vela tiver sido atingida, a tensão diminui até a tensão de combustão da vela de ignição e a energia acumulada na bobina de ignição flui para a faísca de ignição. Quando a energia não é mais suficiente para a manutenção da descarga luminosa, a faísca é suprimida e a energia restante declina para o circuito secundário da bobina de ignição. A alta tensão é polarizada de modo que o eletrodo central da vela de ignição seja negativo contra a massa do veículo; em caso de polaridade invertida seria necessária uma energia um pouco mais elevada. A bobina de ignição foi desenvolvida como autotransformador, de tal modo que o lado secundário se apoia no borne 1 ou 15. 25 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Ele gira com a metade do número de rotações do virabrequim um distribuidor de quatro cilindros tem p.ex. quatro saídas, cada uma fornecendo um impulso de ignição por giro do rotor. Características Externamente visível são sobretudo a carcaça em forma de panela e a tampa do distribuidor de ignição feita em material isolante com as conexões de entrada e saída de alta tensão. Existem distribuidores onde a haste é introduzida no bloco do motor. Neste caso o eixo do distribuidor de ignição é acionado através de uma engrenagem ou um acoplamento. Um outro modelo, o distribuidor curto, facilita a montagem direta no eixo de comando. Neste caso a haste é eliminada e o acoplamento de acionamento encontra-se diretamente no fundo da carcaça do distribuidor. As altas exigências de precisão do distribuidor de ignição requerem um assentamento muito bom. Nos distribuidores com prolongamento, a própria haste oferece apoio suficiente. Distribuidores curtos exigem um mancal adicional acima do sistema ativador. Estrutura Na carga do distribuidor de ignição encontram-se o sistema de avanço centrífugo, o acionamento do sistema de avanço a vácuo e a ativação da ignição. O condensador de ignição e a cápsula de avanço a vácuo são fixados na parte externa da carcaça do distribuidor. Além disso, ali também se encontra a ancoragem para a fixação da tampa do distribuidor e a ligação elétrica. A tampa de proteção contra pó protege o sistema de acionamento contra depósitos de poeira e umidade. No eixo do distribuidor existe uma fenda acima do ressalto do platinado, que serve para definição da posição de montagem do rotor do distribuidor. 26 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Na sua montagem é necessário atentar para que o motor seja instalado na posição correta. O rotor e a tampa do distribuidor são feitos em material baquelite de alta qualidade, sujeito a exigências especiais de resistência à alta tensão, resistência climática, estabilidade mecânica e inflamabilidade. A alta tensão gerada na bobina de ignição alimenta o distribuidor de ignição através da conexão central. Entre o rotor do distribuidor e conexão central há um pequeno pino de carvão suspenso por mola, que estabelece o contato entre a tampa rígida e o rotor do distribuidor em movimento. 27 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... A energia de ignição flui do ponto central do rotor do distribuidor através de uma resistência supressora de interferências de = 1KO para o eletrodo do rotor do distribuidor e de lá salta para o eletrodo fixo instalado nas conexões externas. A tensão de descarga respectivamente necessária está na faixa de KV. A resistência no rotor do distribuidor limita os picos de corrente na constituição da distância da faísca, tendo por finalidade a supressão de interferência. Exceto o interruptor de ignição (platinado), todos os componentes do distribuidor de ignição dispensam manutenção. 30 SENAI-PR Sistema de avanço “atrasado” Neste caso o vácuo no coletor de admissão e coletado depois da borboleta. Com ajuda da “caixa de avanço atrasado” em forma de anel, o ponto de ignição é retardado em determinadas situações (p.ex. marcha lenta, operação com freio-motor) para melhorar as condições do gás de escape, isto é, regulado em sentido “atrasado”. O diafragma anelar move-se para a esquerda junto com a haste de tração, logo que estabelecida a condição de vácuo. O haste de tração desloca a base móvel do platinado (inclusive platinado) no sentido de rotação do eixo do distribuidor de ignição. O sistema de avanço atrasado é subordinado ao sistema de avanço adiantado: através do vácuo simultâneo em ambas as caixas obtém-se o necessário avanço em regime de carga parcial em sentido “adiantado”. 31 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Ignição transistorizada de comando por contato TZ-K O distribuidor da ignição transistorizada com comando por contato (TZ-K) é idêntico ao distribuidor da ignição por bobina com comando por contato (SZ). Como o contato trabalha junto com um sistema transistorizado de ignição, é necessário que o platinado não conecte mais a corrente primária mas somente a corrente de comando para a ignição transistorizada. A própria ignição transistorizada exerce a função de um amplificador de corrente e conecta a corrente primária através de um transistor de ignição (geralmente um transistor Darlington). Para melhor compreensão, a conexão do contato e a função de uma TZ-K simples foram comparadas com uma ignição de bobina com comando por contato. Princípio de funcionamento As próximas figuras mostram claramente que a ignição transistorizada com comando por contato teve sua origem na ignição convencional, não eletrônica, por bobina: o transistor T assume a função de interruptor de potência no lugar do platinado no sistema de ignição. Mas como o transistor possui características de relê, é necessário que o comando seja provocado, o que, por exemplo, pode ocorrer através de um interruptor de comando. Por esse motivo, este sistema é chamado de ignição transistorizada de comando por contato. Nos sistemas de ignição transistorizada da Bosch o platinado acionado por ressaltos tem a função desse comando. Quando o contato está fechado, uma corrente de comando Is flui para a base B e o transistor a ser um condutor elétrico entre emissor E e coletor C. 32 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Nessa condição ele corresponde a um interruptor na posição “Liga”, permitindo que a corrente flua através do enrolamento primário L1 da bobina de ignição. Nas se o contato do platinado estiver aberto, não haverá passagem de corrente para a base e o transistor não conduzirá eletricidade; ele bloqueia portanto a corrente primária e corresponde nessa condição a um interruptor na posição “Desliga”. Vantagens A ignição transistorizada de comando por contato apresenta duas vantagens essenciais em relação à ignição por bobina de comando por contato: • aumento da corrente primária e • maior estabilidade do contato. 35 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Além disso a unidade de comando da ignição necessita ainda de um borne próprio 15 para a sua alimentação de energia e uma conexão à massa. A alimentação de energia do lado primário da bobina de ignição é feita através de um par de pré- resistores conectados em série. Em caso de partida o borne 50 no motor de partida faz a ponte sobre o pré-resistor esquerdo. Desta forma é aplicada uma maior tensão de alimentação à bobina de ignição através do pré-resistor direito. Ela compensa as desvantagens que ocorrem no processo de partida e a queda da tensão da bateria. Os pré-resistores têm a finalidade de eliminar a corrente primária de bobinas de carga rápida, de baixa resistência. Os resistores previnem a sobrecarga da bobina de ignição em baixa rotação e poupam o contato do platinado, visto que o ângulo de permanência continua sendo gerado através do ressalto do distribuidor de ignição. Como a bobina precisa praticamente de um tempo constante para ser recarregada mas não trabalha com um ângulo de permanência fixo, há uma disponibilidade de tempo de carga muito grande em baixa rotação e muito baixa em alta rotação. Pré-resistores e uma bobina de carga rápida permitem uma otimização por toda a faixa operacional. Nos veículos mais antigos, a TZ-K ainda faz parte do equipamento original. Nesse interim, ela foi substituída pela ignição transistorizada com sistema de ativação livre de manutenção. Como módulo de adaptação a TZ-K é ideal para aperfeiçoar sensivelmente as características de ignição de veículos com ignição por bobina de comando platinado. Recomenda-se portanto a instalação do módulo em caso de problemas gerais de ignição, principalmente nas dificuldades de partida e acentuado funcionamento de curto percurso. 36 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Além da ignição transistorizada de comando por contato (TZ-K) existem duas versões de ignição transistorizada com sistema de emissão de Hall (TZ-H). Em uma das duas versões o ângulo de permanência é determinado pela configuração do rotor no distribuidor de ignição. A outra versão integra uma unidade de comando em técnica híbrida e que regula o ângulo de permanência automaticamente. Uma limitação de corrente adicional com uma bobina excepcionalmente potente fazem desta versão um verdadeiro sistema de ignição de alta potência. Efeito Hall Quando os elétrons se movem em um condutor transpassado pelas linhas de força de um campo magnético, esses elétrons são desviados verticalmente ao sentido da corrente e ao sentido do campo magnético: em A1 há um excesso de elétrons e em A2 uma deficiência dos mesmos, isto é, entre A1 e A2 ocorre a tensão Hall. Este chamado efeito Hall é especialmente acentuado em semicondutores. IGNIÇÃO TRANSISTORIZADA COM EMISSOR HALL TZ-H 37 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Emissor Hall Quando o eixo do distribuidor gira, o impulsor do rotor passa livremente pelo vão (coluna de ar) cortando a barreira magnética. Quando o vão está livre, o CI instalado e, com este a camada Hall, são atingidos pelo campo magnético : o CI Hall está ligado. Assim que um dos dois impulsores imerge no vão, grande parte do campo magnético evolui no campo do impulsor, sendo dessa forma mantido à distância ao CI. A densidade do fluxo na camada Hall desaparece exceto um pequeno resto proveniente do campo de dispersão: a tensão UH atinge um mínimo. O emissor Hall está instalado no distribuidor de ignição. A barreira magnética está montada sobre a base móvel. 40 SENAI-PR No transistor a tensão cai mais que na simples operação de comando. Isto provoca uma maior potência dissipada, que poderá estar na faixa de 20 a 30 Ù. Para minimização dessa potência dissipada e regulagem do ângulo de permanência adequado é necessária uma regulagem de ângulo de permanência (na verdade regulagem do tempo de fechamento, porque a carga da bobina é determinada por tempo). 41 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Atuação da regulagem do ângulo de permanência Como na técnica analógica os processos de regulagem simplesmente devem ser efetuados através do deslocamento de valores de tensão, o sinal retangular do emissor Hall inicialmente é convertido em um sinal de rampa com ajuda da carga e descarga de condensadores. A relação de pulsos do emissor Hall é de 30 : 70 entre dois pontos de ignição. No final dos 70% correspondentes à chapa do rotor impulsor está o ponto de ignição determinado pela regulagem do distribuidor de ignição. A regulagem está ajustada de modo que o tempo de regulagem da corrente R1 corresponde exatamente à correção dinâmica necessária. Do valor de t1 é formada uma tensão e comparada com o declínio da rampa da tensão de rampa. No ponto de cruzamento “LIG” é ligada a corrente primária, começa o ângulo de permanência. Desta maneira, através da modificação da tensão derivada do tempo de regulagem da corrente, é possível variar à vontade o ponto de ligação do ângulo de permanência através do deslocamento do ponto de cruzamento na tensão de rampa. Disto resulta o ângulo de permanência correto para cada faixa de funcionamento. Como a regulagem de corrente e de ângulo de permanência dependem diretamente da corrente e do tempo, os efeitos da variação da tensão da bateria e de temperatura ou outras tolerâncias da bobina de ignição são nivelados. 42 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Este fato torna este sistema de ignição especialmente adequado a partidas a frio. Como pode fluir corretamente primária pela forma do sinal de Hall com o motor parado e chave de ignição/ partida, as unidades de comando são equipadas com um circuito adicional, que desliga essa “corrente de repouso” após algum tempo. Unidade de comando Ignições transistorizadas com corrente e ângulo de permanência regulados são confeccionadas praticamente com exclusividade em técnica híbrida. Isto oferece a possibilidade de unidades de comando compactas e leves, p.ex. montados com a bobina de ignição como um único módulo. Devido à potência dissipada que ocorre na bobina de ignição e na unidade de comando TZ, é necessário cuidar de refrigeração suficiente e bom contato térmico com a carroceria. 45 SENAI-PR O disco de impulsos, comparável ao ressalto de ignição do interruptor de ignição é fixo sobre o eixo oco que envolve o eixo do distribuidor. O número de pontas do disco de impulsos e disco de pólos geralmente coincide com o número de cilindros do motor. Entre as pontas fixas e móveis quando alinhadas, há uma distância aproximada de 0,4 mm. Regulagem de corrente e ângulo de permanência Na TZ-I a regulagem de corrente e ângulo de permanência é processada de maneira semelhante à TZ-H. Em geral exigem menos, porque normalmente não há necessidade de geração de tensão de rampa na qual o ponto de ligação do ângulo de permanência pode ser deslocado. Em vez disso o sinal do próprio emissor de indução serve de rampa de tensão, através da qual é determinado o respectivo momento de ligação do ângulo de permanência, através da comparação com um sinal de tensão. 46 SENAI-PR Atuação da regulagem de corrente A regulagem da corrente trabalha inicialmente com um registro da corrente através da medição da queda de tensão em um resistor de baixa resistência no circuito do emissor do transistor de ignição. Através de um comando de regulagem de limitação de corrente é ativado diretamente o estágio de chaveamento do transistor de ignição (transistor Darlington). Atuação da regulagem do ângulo de permanência A regulagem do ângulo de permanência trabalha com a mesma tensão de medição mas alimenta um circuito de regulagem próprio. Através da avaliação do tempo em que o transistor se encontra em regulagem de corrente é possível derivar a necessária correção do ângulo de permanência. Unidade de comando A unidade de comando de sistemas de ignição de alta potência TZ-I são confeccionadas quase exclusivamente em técnica híbrida, que reúne montagem compacta, peso reduzido e boa confiabilidade. Caso sejam permitidos poucos dados de potência pode- se prescindir da regulagem do ângulo de permanência e eventualmente também da regulagem da corrente. 47 SENAI-PR Como a relação de carga de comando do sinal processado do emissor de sistemas TZ-I diminui a redução da rotação, de acordo com aplicações isoladas as unidades de comando da TZ-I podem ter uma construção menor, sendo especialmente adequadas para uma instalação direta à carcaça de um distribuidor de ignição. Assim, como também na montagem com a bobina de ignição, é possível reduzir o número de componentes de um sistema de ignição ligados por cabos. 50 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Princípio de funcionamento O sinal emitido pelo sensor de vácuo e é utilizado como sinal de carga para a ignição. Desse sinal e da rotação será aberto um mapeamento tridimensional do ângulo de ignição, que permite a programação do melhor ângulo de ignição (na vertical) para gás de escape e consumo de combustível em qualquer ponto de rotação e carga (plano horizontal). Em todo o mapeamento, dependendo dos requisitos, existem cerca de 1000...4000 ângulos de ignição que podem ser consultados individualmente . A linha característica de marcha lenta e freio-motor é selecionada com a borboleta fechada. Para rotações abaixo da rotação nominal na marcha lenta, o ângulo de ignição pode ser avançado para “adiantado”, para se obter uma estabilização da marcha lenta através do aumento do torque. Na operação por freio-motor foram programados ângulos de ignição coordenados com gás de escape e performance. Em carga plena a linha respectiva é escolhida. Aqui foi programado o melhor ângulo de ignição, considerado o limite de detonação. Para o processo de partida, é possível programar em diversos sistemas um traçado do ângulo de ignição em função de rotação e temperatura do motor. Com isto pode ser obtido um alto momento do motor, sem que ocorram contragolpes. Dependendo dos requisitos podem ser realizados mapeamentos de diferentes complexidades ou também somente algumas poucas linhas de avanço programáveis. Uma avanço eletrônico da ignição pode ser realizado no âmbito de diversos sistemas de ignição eletrônicos. Avanço total de ignição totalmente integrado existe p.ex. no sistema Motronic. 51 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Mas o avanço eletrônico da ignição também pode ser realizado como complemento de uma ignição transistorizada (em forma de uma unidade adicional de avanço) ou como unidade com estágio de saída integrado. Registro da rotação Existem duas possibilidades para a determinação da rotação e sincronização com o virabrequim: a tomada do sinal diretamente no virabrequim ou a tomada do sinal do eixo de comando, ou de um distribuidor de ignição equipado com um emissor Hall. As vantagens que um mapeamento da ignição oferece na forma apresentada podem ser aproveitados com a maior precisão por sensores de rotação no virabrequim. Sinais de entrada Rotação (posição do virabrequim) e pressão no coletor de admissão são os dois principais fatores de controle para o ponto de ignição. Rotação e posição do virabrequim Um sensor indutivo de impulsos que explora os dentes de uma roda dentada especial no virabrequim serve para a captação. Através da alteração do fluxo magnético produzida desta maneira, é induzida uma tensão alternada avaliada pela unidade de comando. 52 SENAI-PR Para atribuição evidente da posição do virabrequim, essa roda dentado possui uma falha captada pelo sensor indutivo de impulsos e processada em um circuito especial. Também a ativação com auxílio de um emissor no distribuidor de ignição ainda encontra aplicação. Em motores simétricos, além disso é possível ativar impulsos indutivamente através de segmentos no virabrequim. O número de segmentos aqui corresponde à metade do número de cilindros. Carga (pressão no coletor de admissão) A pressão dominante no coletor de admissão atua sobre o sensor de pressão através de uma mangueira. Ao lado da pressão no coletor de admissão, para uma medição somente indireta da carga, a massa de ar ou o volume de ar por unidade de tempo são especialmente adequados como sinal de carga porque fornecem uma melhor medida para o enchimento do cilindro: a carga efetiva. Em motores equipados com uma injeção eletrônica a utilização do sinal de carga empregado para a preparação da mistura oferece-se por isto também para a ignição. Posição da borboleta O interruptor da borboleta fornece um sinal de comando na marcha lenta e na plena carga do motor. 55 SENAI-PR Unidade de comando Como mostra o esquema em bloco, o núcleo da unidade de comando para a ignição eletrônica consiste de um microcomputador. Esse microcomputador contém todos os dados, inclusive mapeamentos e os programas para registro das grandezas de entrada e para cálculo das grandezas de saída. Como os sensores são principalmente elementos de montagem predominantemente eletromecânicos, adaptados à precária área de atuação do motor, é necessário processar os sinais para o computador. Circuitos de formação de impulsos transformam impulsos provenientes dos sensores (p.ex. sinal do sensor de rotação) em sinais digitais definidos. Sensores p.ex. para temperatura e pressão, muitas vezes possuem um sinal elétrico analógico como sinal de saída. Esse sinal analógico é digitalizado em um conversor analógico – digital, e enviado ao microcomputador. O conversor analógico – digital também pode ser integrado ao microcomputador . 56 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Para que os dados de mapeamento possam ser modificados até pouco antes do início da produção em série, existem unidades de comando com memória programável eletronicamente, geralmente em forma de EPROM (Electronically Programable Read Only Memory). Estágio de saída da ignição O estágio de saída da ignição pode ser (como demonstrado no esquema em bloco) embutido na unidade de comando ou externo, quase sempre instalado combinado com a bobina de ignição. Nos estágios finais de ignição externos em geral a unidade de comando está instalada no compartimento de passageiros no lado do carona, raramente este também ocorre com unidades de comando com estágio de saída de ignição integrado. Quando as unidades de comando com estágio de saída da ignição são acondicionadas no ambiente do motor, elas requerem uma dissipação de calor especialmente eficiente. Isto é obtido através do emprego da técnica híbrida. Elementos semicondutores e, consequentemente também o estágio de saída, são instalados diretamente sobre o corpo refrigerador que assegura o contato térmico com a carroceria. Em função disto as unidades de comando podem ser operadas em temperaturas ambientes de até 100ºC. Além disso os aparelhos híbridos possuem a vantagem de serem pequenos e leves. Outras grandezas de saída Dependendo da aplicação, além do estágio de saída da ignição existem atuadores para outras grandezas de saída. Um exemplo são as saídas para sinais de rotação e sinais de condição para outras unidades de comando como injeção, sinais de diagnóstico, sinais de comando para ativação de bombas injetoras ou relês, e assim por diante. 57 SENAI-PR A ignição eletrônica é especialmente adequada à combustão com outras funções de controle do motor . Junto com uma injeção eletrônica surge assim em uma única unidade de comando a versão básica do sistema Motronic. Uma forma também amplamente difundida, é a reunião da ignição eletrônica com uma regulagem de detonação. Esta combinação se oferece principalmente porque, para evitar a detonação no motor, o atraso do ângulo de ignição é a viabilidade de intervenção mais rápida e eficiente. 60 SENAI-PR No início do segundo giro o sinal do PMS aparecerá novamente e provocará novamente a ignição no grupo de cilindros 1 e 4. A sincronização forçada também assegura que em caso de qualquer interferência a seqüência da ignição não saia do ritmo. Somente motores com número par de cilindros (p.ex. 2, 4, 6) são adequados para esse tipo de distribuição estática de tensão . A metade do número de cilindros indica a quantidade de bobinas necessárias. O esquema da ignição totalmente eletrônica mostra um sistema com distribuição por duas bobinas de faísca dupla. O sensor de marca de referência no virabrequim serve, além do cálculo do ângulo de ignição, também para a ativação da bobina correta. Distribuição com Bobinas de ignição de faísca simples Uma ignição totalmente eletrônica para cilindros em número ímpar (p.ex. 3,5) requer uma bobina própria para cada cilindro (bobinas de ignição de faísca simples em ligação com a ignição totalmente eletrônica também são adequadas para número par de cilindros). 61 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... A distribuição efetiva de tensão para as bobinas de ignição é feita no lado de baixa tensão em um módulo de potência com lógica de distribuição. No número ímpar de cilindros, um ciclo passa por dois giros do virabrequim; por isto, neste caso, um sinal do PMS do virabrequim não é suficiente. Para a sincronização deverá ser gerado um sinal do eixo de comando a cada giro do mesmo. Distribuição com bobinas de ignição de faísca quádrupla Uma outra possibilidade para a distribuição estática de tensão, é uma bobina de ignição de faísca quádrupla, que contém dois enrolamentos primários e um enrolamento secundário. Os dois enrolamentos primários são excitados por dois estágios de saída de ignição. O enrolamento de alta tensão possui dois diodos em cada saída. De cada um desses diodos sai um condutor de alta tensão para cada uma das velas de ignição. Isto faz com que sejam geradas alternadamente, desativadas pelos diodos, duas faíscas como na bobina de ignição de faísca dupla. Demanda de tensão Como nas bobinas de ignição de faísca dupla e quádrupla as velas de ignição estão conectadas em linha, ocorre uma demanda adicional de tensão de um kilovolt na vela que acende no ciclo de escape, mas compensada pela ausência da distância da faísca do distribuidor de ignição. Além disso, em cada grupo de cilindros, existe um acoplamento “falso” de uma vela de ignição. Isto significa que o eletrodo central é positivo, não como normalmente, negativo. Em função disto a demanda de tensão também aumenta um pouco. 62 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Apresentação Bobinas de ignição de faísca dupla, como também as bobinas de faísca quádrupla, normalmente são apresentadas em material plástico. O formato de construção compacto e a grande área na parte superior possibilitam a este tipo de bobina de ignição a disposição de duas conexões de alta tensão separadas. O resfriamento e a fixação das bobinas e feito através do núcleo saliente . BOBINAS DE IGNIÇÃO Funcionamento No ciclo de um motor de quatro tempos (dois giros), reconhece-se como as faíscas de ignição de uma bobina de faísca dupla ocorrem no traçado dos ciclos do motor. A primeira rotação começa logo após AVA (abertura da válvula de admissão) e dura até o PMS (ponto morto superior). A segunda rotação começa no PMS e termina pouco antes do FVE (fechamento da válvula de escape). No ciclo de trabalho a ignição ocorre na área identificada pouco depois do PMS, de acordo com a posição do ponto do mapeamento da ignição . 65 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Esses trabalhos são p.ex.: • Substituição de peças como velas de ignição, bobinas ou transformadores de ignição, distribuidor de ignição, cabo de ignição, etc. • A conexão de aparelhos de teste de motor como lâmpada de ponto, analisador de ângulo de permanência / rotação, osciloscópio de ignição, etc. Em caso de teste com a ignição ligada ocorrem tensões perigosas em todo o sistema. Os trabalhos de teste devem portanto ser realizados somente por pessoal técnico especificamente treinado. 66 SENAI-PR Funções básicas Limite de detonação A operação com catalisador requer um funcionamento do motor com gasolina livre de chumbo, com um coeficiente de mistura λ =1. Ate recentemente, o chumbo era misturado à gasolina como agente anti-detonante, para permitir um funcionamento livre de detonação em condições de alta compressão. Utilizando gasolina livre de chumbo, espera-se normalmente uma condição de baixa compressão e maior consumo de combustível. “Detonar” ou “bater”, uma forma descontrolada de combustão, pode levar a danos no motor quando ocorre com muita freqüência e muita intensidade. Por esta razão, o ângulo de ignição normalmente é definido de modo que apresente sempre uma distância de segurança em relação ao limite de detonação. Mas como o limite de detonação também depende da qualidade do combustível, condições do motor e condições ambientais, essa distância de segurança representa uma piora no consumo de combustível, em função do ângulo de ignição muito atrasado. Esta desvantagem pode ser evitada quando o limite de detonação for registrado durante o funcionamento e o ângulo de ignição for regulado de acordo com ele. Esta função é assumida pela regulagem da detonação . REGULAGEM DE DETONAÇÃO 67 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Sensor de detonação Até hoje ainda não é possível detectar o limite de detonação sem que ocorra o batimento. Durante a regulagem ao longo do limite de detonação sempre ocorrem batimentos isolados. O sistema entretanto é adaptado aos respectivos tipos de veículos, de modo que o batimento não seja audível, excluindo assim com segurança a possibilidade de danos. O sensor de detonação serve de registro de medição dos ruídos característicos que aparecem em caso de batimento, os transforma em sinais elétricos e os transmite à unidade eletrônica de comando . O local de instalação do sensor de detonação é escolhido de maneira que o batimento de cada cilindro possa ser detectado com segurança em qualquer circunstância. Geralmente ele se encontra no lado plano do bloco do motor. Para seis cilindros ou mais, geralmente não basta um sensor de detonação para o registro de todos os cilindros. Nesses casos são empregados dois sensores de detonação por motor, comutados de acordo com a seqüência de ignição. 70 SENAI-PR Regulagem de detonação em motores Turbo A pressão da carga é comandada pela potência de acionamento da turbina de gás de escape. A intervenção é feita através do diâmetro de abertura da válvula de descarga em bypass, acrescida da pressão de comando através de uma válvula eletromagnética. Um mapeamento armazena os valores de comando para a válvula eletromagnética. Através do mapeamento, a pressão de carga é acrescida somente na medida correspondente à exigência do motor, conforme vontade do motorista (posição do pedal do acelerador). As vantagens em relação a motores turbo convencionais são: baixa atividade do alimentador na carga parcial, baixa contra-pressão do gás de escape, baixo teor de resíduos de gás de escape no cilindro, baixa temperatura do ar de carga, linha de carga total livremente selecionável para a pressão de carga através da rotação, carga mais suave do turboalimentador, melhor performance. Na regulagem do mapeamento da pressão de carga, a regulagem de avanço é subordinada a um circuito de regulagem. Um sensor de pressão mede a pressão no coletor de admissão, que será comparada aos valores de um mapa armazenado. 71 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Em caso de variações entre valor nominal e valor real, a pressão será regulada através da válvula eletromagnética. As vantagens da regulagem da pressão de carga comparadas ao comando: tolerâncias de componentes e desgaste, principalmente em válvulas de gás de escape em bypass e turboalimentadores, não influem sobre a pressão de carga. Na utilização de um sensor de pressão absoluta, além disso a pressão de carga poderá ser realizada dentro de uma ampla faixa independente da intensidade da pressão externa (correção de altitude). Em caso de detonação há um atraso do ponto de ignição no cilindro onde ocorre a detonação, como no motor aspirado. Além disso será processada uma redução da pressão de carga se o atraso de pelo menos um cilindro tiver ultrapassado um determinado valor previamente estabelecido. Esse valor está armazenado na unidade eletrônica de comando como mapeamento dependente da rotação. Seu valor é determinado de acordo com a temperatura máxima do gás de escape na entrada da turbina. O algoritmo de regulagem (algoritmo: processo de cálculo segundo um determinado esquema) com rápida redução da pressão, e aumento lento e progressivo até o valor nominal, assemelha-se à regulagem do ângulo de ignição, mas com constante de tempo evidentemente maior. A coordenação de ambos os algorítmos de regulagem ocorre mediante observação da freqüência da detonação, performance de tempo do motor, válvula de gás de escape em bypass e turboalimentador, temperatura do gás de escape, dirigibilidade e estabilidade da regulagem. As vantagens desta regulagem combinada, em comparação com a regulagem do ângulo de ignição pura e simples: melhora do grau de eficiência do motor, redução da temperatura de carga do motor e turboalimentador, redução da temperatura do ar de carga. 72 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Vantagens em relação à regulagem da pressão de carga pura e simples: resposta rápida da regulagem em caso de detonação, boa performance dinâmica do motor, estabilidade de regulagem, dirigibilidade. Funções especiais Ao lado das funções básicas de reconhecimento e regulagem da detonação, mapeamento de ângulo de ignição, ângulo de permanência e eventualmente mapeamento da pressão de carga, é possível, por exemplo, medir a pressão no coletor de admissão através de um sensor de pressão na unidade de comando como informação de carga ou, processar um sinal de carga disponível de uma injeção de combustível. Temperatura da água de arrefecimento ou do ar aspirado podem ser consideradas como fatores de correção. Quando necessário, é possível realizar também o corte de combustível no freio motor, estabilização da marcha lenta, limitação de rotação através do desligamento da ignição ou da bomba de combustível e um controle da bomba de combustível. Além disso, em caso de falha do processador – condição que será avisada (indicada) ao motorista – é possível um funcionamento de emergência que impede a imobilização do veículo. Nos motores turbinados pode ser emitido um sinal de carga plena dependente da rotação, assim como a redução da pressão de carga, em conseqüência de detonação. Segurança e diagnóstico Todas as funções da regulagem de detonação que podem levar a danos no motor em caso de falha, exigem um monitoramento. Em caso de ocorrência de falha de funcionamento, ela deverá ativar a transição para um funcionamento à prova de danos. 75 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... O ponto forte da aplicação está nas versões B e C. ambas caracterizam-se pelo fato de terem pinos que encaixam profundamente nos condutores, assegurando assim um contato significativamente resistente à tensão através do longo percurso de fuga. Uma ampliação adicional da geometria (como no caso da versão C) cria a reserva necessária para assegurar a técnica de 30KV necessária aos motores com projetos para mistura pobre. Além disso as forças de conexão e a resistência à água foram cuidadosamente coordenadas. Durabilidade Entre as versões das conexões a respectiva durabilidade média em horas de funcionamento está caracterizada por curvas oblíquas. Quando novas peças são submetidas à tensão UX, inicialmente elas resistem à exigência. A isolação entretanto é lentamente reduzida e a partir do tempo t1 é necessário contar com descargas. O processo progride e no tempo t2 63% das peças estarão destruídas. Nas baixas tensões, as peças resistem consideravelmente mais às exigências que lhe são impostas que na alta tensão (escalas logarítmicas). 76 SENAI-PR Isto também corresponde aproximadamente à distribuição estatística do traçado da curva de tensão do motor. A demanda extremamente alta de tensão, medida no índice geral da ignição, só ocorre raramente. O acúmulo ocorre em valores abaixo de 25 KV, razão pela qual as versões B e C em ligação com um sistema de ignição livre de manutenção, cabos distribuidores estáveis de alta tensão com alma de metal e a troca regular das velas de ignição constituem um sistema de ignição sem problemas para a vida útil do veículo. Versões especiais Uma técnica de ligação especialmente cuidadosa consiste de terminais de velas à prova d’água, cabos de ignição de alta qualidade, conectores de distribuidor e bobina à prova d’água, assim como capa de proteção para o distribuidor e a bobina de ignição. Essas capas conferem uma proteção adicional contra jatos de água e sujeira. Além disso a capa de proteção sobre o distribuidor de ignição contribui para uma melhor supressão de interferências. 77 SENAI-PR ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... ............................................... Uma ignição perfeita desempenha um papel importante no funcionamento correto do motor. Isto fica evidente através da prescrição legal na Alemanha, de controles periódicos de regulagem de ignição e ângulo de permanência para veículos de passeio com motores de ciclo Otto no âmbito das análises de gás de escape (AU). Para uma verificação oferece-se: • a lâmpada estroboscópica para a regulagem da ignição, TESTE DE IGNIÇÃO • o Motortester com estroboscópio , osciloscópio, medidor de tensão, etc., para o exame do sistema de ignição completo, • o esquema de busca de falhas para o procedimento correto (de acordo com as especificações do fabricante do veículo).