Baixe Transmissão câmbio 12 e outras Notas de estudo em PDF para Logística, somente na Docsity! FATEC Carapicuiba MOTOR DE INJEÇÃO ELETRÔNICA, TRANSMISSÃO, EMBREAGEM E CÂMBIO AUTOMÁTICO Trabalho apresentado à disciplina Tecnologia dos Transportes. Prof. Silvio José Rosa Alunos: Cenômia Alves Cesário Daniela Dantas Edson Luiz Fogo Edvan Mota Fábio Lopes Helder Oliveira Luciana da Silva Diniz Wemerson Jesus de Souza Novembro/2011 MOTOR DE INJEÇÃO ELETRÔNICA, TRANSMISSÃO, EMBREAGEM E CÂMBIO AUTOMÁTICO 1 – Introdução Este trabalho tem por objetivo descrever resumidamente as seguintes partes internas de um automóvel: motor de injeção eletrônica; sistemas de transmissão; embreagem e câmbio automático. O motor é a fonte de energia num sistema automotivo: converte a energia produzida pela queima de combustível em energia mecânica capaz de movimentar as rodas. O combustível é comprimido dentro dos cilindros do motor por pistões (ligados ao eixo virabrequim por bielas) e, logo a seguir, inflamado através de velas de ignição, provocando o movimento do conjunto desses pistões para cima e para baixo. A injeção eletrônica é um sistema de alimentação de combustível e gerenciamento eletrônico de motores a combustão para automóveis. O movimento dos pistões do motor é convertido em movimento rotativo pelo virabrequim. Como a rotação do motor é bem mais alta que a rotação das rodas do veículo, um sistema de transmissão permite ao motor fornecer às rodas a força motriz apropriada a todas as condições de locomoção. Embreagem e câmbio são componentes de um sistema de transmissão. 2 – Injeção eletrônica O carburador foi o dispositivo mais utilizado para fornecer combustível aos motores de combustão interna, mas com a introdução dos catalisadores1 houve a necessidade de um controle mais rigoroso da relação ar-combustível. Dessa forma, os carburadores foram substituídos por sistemas de injeção de combustível no corpo acelerador (também conhecidos como sistemas de injeção central de combustível ou monoponto). Depois a injeção central de combustível foi substituída por injeção de combustível multiponto, sistemas com um injetor de combustível para cada cilindro. PAGE 14 1 Equipamentos que tratam os gases de escapamento antes que eles saiam do automóvel. Figura 1 – Sistema de injeção eletrônica multiponto O movimento dos pistões do motor sinaliza para a unidade de comando a rotação do motor e o movimento de descida produz no coletor de admissão uma aspiração de ar atmosférico que passa pelo medidor de fluxo de ar e pela borboleta de aceleração, chegando até os cilindros do motor. O medidor do fluxo de ar informa à unidade de comando o volume de ar admitido que, por sua vez, permite que as válvulas de injeção proporcionem a quantidade de combustível ideal para o volume de ar admitido. O sistema de injeção eletrônica, além de um controle mais eficaz da mistura ar-combustível do que o proporcionado pelos carburadores, possibilita: • menor emissão de poluentes; • maior economia; • melhor rendimento do motor; • partidas mais rápidas; • dispensa utilização do afogador; • melhor aproveitamento do combustível. O principal componente de um sistema de injeção eletrônica é a unidade de comando onde: ficam gravadas as informações do veículo e seus parâmetros de fábrica; se realizam os cálculos programados para gerenciar o motor (alimentação e ignição). Os outros componentes podem ser divididos em dois grupos: sensores e atuadores. 2.1 - Sensores São componentes que captam informações e as transformam em sinais elétricos para que para a unidade de comando central possa analisar e decidir qual estratégia seguir. Exemplos: • sensor de posição da borboleta de aceleração: informa para a unidade de comando a posição instantânea da borboleta. Ele é montado junto ao eixo da mesma, e permite à PAGE 14 central identificar a potência que o condutor esta requerendo do motor, entre outras estratégias de funcionamento; • sensor temperatura líquido de arrefecimento: informa a temperatura do líquido de arrefecimento que identifica a temperatura do motor. Nos momentos mais frios o motor necessita de mais combustível; • sensor temperatura ar: informa a temperatura do ar que entra no motor. Junto com o sensor de pressão, a unidade de comando consegue calcular a massa de ar admitida pelo motor e assim determinar a quantidade de combustível adequada para uma combustão completa; • sensor pressão do coletor: responsável por informar a diferença de pressão do ar dentro do coletor de admissão, entre a borboleta e o motor, e o ar atmosférico; • sensor rotação: informa a rotação do motor e na maioria dos sistemas a posição dos êmbolos, para a unidade de comando realizar o sincronismo da injeção e ignição. Na maioria dos projetos ele é montado acima de uma roda magnética dentada fixada no virabrequim, mas pode ser encontrado em outros eixos também; • sensor oxigênio: este sensor fica localizado no escapamento do automóvel e informa a presença de oxigênio nos gases de escape e em função desta informação a unidade do motor controla o pulso da injeção. Nos automóveis que podem rodar com mais de um combustível ou com uma mistura entre eles a central consegue identificar o combustível utilizado, ou a mistura entre eles, através do sinal deste sensor; • sensor velocidade: informa a velocidade do automóvel, essencial para varias estratégias da central. 2.2 – Atuadores São componentes que recebem sinais elétricos da unidade de comando e, a partir destes, controlam as reações do motor. Os mais importantes são: • injetores: responsáveis pela injeção de combustível no motor, podem ser classificados por seu sistema de funcionamento em monoponto (com apenas um injetor para todos os cilindros) e multiponto (com um injetor por cilindro); • bobina de ignição: componente que fornece a faísca (centelha) para o motor. Os sistemas antigos (ignição convencional) utilizam uma bobina e um distribuidor para distribuir a faísca a todos os cilindros, já os sistemas modernos (ignição estática) utilizam PAGE 14 Figura 3 – Embreagem de diafragma. Copyright (C) Paulo G. Costa. Num sistema mecânico, o pedal de acionamento está ligado à embreagem por meio de alavancas, cabos ou tirantes. No sistema hidráulico, a pressão do pedal força o óleo a penetrar no cilindro principal (ou mestre) que aciona o cilindro secundário (ou servo) que, por sua vez, aciona o anel de impulso. Numa embreagem de diafragma (ou de molas), nem o disco da embreagem, nem o platô estão ligados rigidamente ao volante do motor, podendo ambos aproximar-se ou afastar-se deste. Um rolamento força o diafragma, liberando o platô. A embreagem de molas veio a ser suplantada pela embreagem de diafragma, que exige menor pressão sobre o pedal. Esta última consiste numa mola cônica, com fendas que irradiam do centro. A mola é montada quase plana, de modo que, ao tentar readquirir a sua forma cônica inicial, exerce uma pressão sobre o platô. Na embreagem centrífuga, à medida que o conjunto da embreagem roda com o motor, contrapesos são impelidos para a periferia pela força centrífuga, o que obriga as pastilhas da embreagem a exercer uma maior pressão sobre o platô. Quanto mais elevado for o número de rotações do motor, maior será a força exercida. 3.1.2 – Câmbio manual O câmbio manual possui duas séries principais de engrenagens, a do eixo primário, que recebe a rotação do volante do motor, e a do eixo secundário, que transmite uma redução dessa rotação ao eixo de transmissão. Uma alavanca permite, através de um mecanismo de seleção e engate, a escolha dos conjuntos apropriados de engrenagens para conseguir as relações de marcha necessárias para o deslocamento do veículo. O engate se dá através da utilização simultânea da alavanca com o acionamento da embreagem, que interrompe o torque proveniente do motor. Cada engrenagem do eixo primário corresponde a uma outra engrenagem, devidamente engatada, do eixo secundário. As dimensões das engrenagens especificam a proporção da redução desejada. PAGE 14 3.2 - Sistema de transmissão semi-automático 3.2.1 - Câmbio automatizado O câmbio automatizado ou semiautomático surgiu em 1989 quando a Ferrari aposentou as alavancas de câmbio tradicionais em seus carros de Fórmula 1 e passou a utilizar atuadores hidráulicos para realizar as trocas de marcha. É semelhante ao câmbio manual, mas utiliza um equipamento eletrônico para controlar a troca de marchas e funcionamento da embreagem, eliminando a necessidade de utilização do pedal. Alguns modelos podem funcionar no modo manual, quando o motorista faz a troca de marcha. Mesmo no modo manual, alguns sistemas tem a função de diminuir as marchas automaticamente em freagens. Conforme o fabricante, o câmbio automatizado recebe diferentes denominações: Dualogic (FIAT); Easytronic (Chevrolet); I-Motion (Volkswagem); Durashift (Ford). 3.3 - Sistema de transmissão automático 3.3.1 - Conversor de torque O conversor de torque é um acoplamento hidráulico fixado ao volante do motor que desempenha nos câmbios automáticos a mesma função que a embreagem desempenha nos câmbios manuais, isto é, é um redutor de velocidade que age antes da ação do motor se fazer sentir no câmbio. O conversor pode fornecer um torque mais elevado do que o gerado pelo motor: um aumento do torque equivale a uma mudança para uma velocidade mais baixa. Apresenta uma bomba acionada pelo motor e uma turbina que está ligada ao eixo primário ao câmbio e, entre esses dois componentes, uma pequena roda com pás chamada de reator ou estator. Um dispositivo de engate de um só sentido fixa o reator ao câmbio quando o número de rotações é baixo e, quando está engatado, as pás do reator dirigem o óleo segundo uma trajetória mais favorável. 3.3.2 - Câmbio automático O câmbio automático é um sistema que detecta a relação entre a velocidade do veículo e a rotação do motor para decidir pela troca automática da marcha, desta forma o PAGE 14 sistema mantém a rotação do motor quase constante e o câmbio automaticamente faz a troca das marchas. No câmbio automático, o denominado conjunto planetário produz as diferentes relações de marcha e possui três tipos de engrenagens (solar, planetária e coroa). A relação de marcha é dada de acordo com a ordem que essas engrenagens estão conectadas: cada uma delas pode ser a entrada, saída ou pode ser mantida imóvel² 2 Figura 4 - Câmbio automático. Copyright (C) Paulo G. Costa. Para obter o número necessário de combinações de engrenagens, o câmbio automático inclui dois, três ou quatro conjunto de engrenagens. Algumas partes de cada um dos conjuntos estão permanentemente ligadas entre si; outras são ligadas temporariamente ou são selecionadas por válvulas hidráulicas de mudanças. O seletor de mudanças comanda diretamente as válvulas hidráulicas, a menos que se selecione a marcha automática para frente (posição D - Drive). Neste caso, o funcionamento das válvulas é comandado pela pressão no acelerador e pela velocidade do automóvel: quando a pressão do óleo é reduzida, as engrenagens permanecem numa posição de velocidade baixa. Acelerando-se atinge uma velocidade pré selecionada e um regulador hidráulico permite a passagem para uma velocidade mais elevada. Normalmente o câmbio automático apresenta as seguintes opções: P - Park: para estacionar, recomendado para dar a partida e desligar o motor do automóvel. Bloqueia as rodas de tração. R - Reverse: marcha-a-ré. N - Neutral: ponto morto. Posição que pode ser usada ao dar a partida e desligar. Não bloqueia as rodas de tração. D - Drive: para movimentar o veículo para frente, usado na maior parte do tempo de direção. 4 - 3 - 2 - 1: Posições que permitem o bloqueio das marchas 4, 3, 2 e 1. O bloqueio é usado em situações extremas quando o veículo troca várias vezes de uma marcha para outra. Por exemplo, em um aclive acentuado, ao se colocar na posição 2, impede-se o PAGE 14 2 Existe também a tecnologia CVT (Continuously variable transmission), que funciona com um sistema de duas polias interligadas de tamanhos diferentes e simula uma quantidade infinita de relações de marcha. É usado principalmente em pequenos veículos como motos, jet skis, karts e carros de golfe, tem sido incorporado a veículos maiores como carros de passeio e utilitários.