Injeção Eletronica de Combustivel - Unidade 5

8/17/2019 Injeção Eletronica de Combustivel - Unidade 5

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INJEÇAO ELETRÔNICA

5. UNIDADE DE ENSINO 5.

5.1. INTRODUÇÃO.

Devido à rápida evolução dos motores dos automóveis, além de fatores como controle

de emissão de poluentes e economia de combustível, o velho carburador que

acompanhou praticamente todo o processo de evolução automotiva, já não supria as

necessidades dos novos veículos. Foi então que começaram a ser aprimorados os

primeiros sistemas de injeção eletrônica de combustível, uma vez que desde a década de

50 já existiam sistemas "primitivos", para aplicações específicas. Para que o motor

tenha um funcionamento suave, econômico e não contamine o ambiente, ele necessita

receber a perfeita mistura ar/combustível em todas as faixas de rotação. Um carburador,

por melhor que seja e por melhor que esteja sua regulagem, não consegue alimentar o

motor na proporção ideal de mistura em qualquer regime de funcionamento. Os

sistemas de injeção eletrônica têm essa característica de permitir que o motor receba

somente o volume de combustível que ele necessita. Mais do que isto, os conversores

catalíticos - ou simplesmente catalisadores - tiveram papel decisivo no desenvolvimento

de sistemas de injeção eletrônicos. Para que sua eficiência fosse plena, seria necessário

medir a quantidade de oxigênio presente no sistema de exaustão e alimentar o sistema

com esta informação para corrigir a proporção da mistura. O primeiro passo neste

sentido foram os carburadores eletrônicos, mas cuja difícil regulagem e problemas que

apresentaram, levaram ao seu pouco uso.

A injecção eletrónica é um sistema de alimentação de combustível e gerenciamento

electrónico de um motor de um automóvel - motor a combustão. Sua utilização em larga

escala se deve à necessidade das industrias de automóveis reduzirem o índice de

emissão de gases poluentes. Esse sistema permite um controle mais eficaz da mistura

admitida pelo motor, mantendo-a mais próxima da mistura estequiométrica (mistura ar /

combustível), isso se traduz em maior economia de combustível já que o motor trabalha

sempre com a mistura adequada e também melhora a performance do motor. O sistema

faz a leitura de diversos sensores espalhados em pontos estratégicos do motor, examina

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5.3. COMPONENTES.

Unidade de comando eletrônico (U.C.E.) - A unidade de comando, também conhecido

por UCE, ECU, ECM, MCE e centralina é o cérebro de todo o sistema de injeção. É ela

que recebe os sinais de entrada (sensores), processa e aciona os atuadores. Sua

localização depende muito do automóvel, podendo estar: Na coluna da porta dianteira

(lado do carona ou motorista) ou no compartimento do motor, Fig.3.

Figura 3 – Unidade de central eletrônica.

Tanque de combustível – Componente que armazena o combustível, bomba de

combustível e bóia de marcação do nível de combustível, Fig.4.

Figura 4 – Tanque de combustivel.


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Cánister - Hidrocarbonetos são liberados do tanque de combustível na forma de

vapores aromáticos. Se liberados para a atmosfera, hidrocarbonetos (HC) também

seriam. De modo a reduzir as emissões de HC da evaporação de combustível, os

vapores são direcionados para um recipiente (cânister) contendo carvão ativado.

Quando o motor está em funcionamento, e dependendo da exigência que lhe é

feita, esses gases são periodicamente aspirados do filtro de carvão ativado e

enviados para o motor, figura5, onde serão queimados como mistura. Nos motores

equipados com injeção eletrônica, esse controle é feito através de um válvula de

purga do cânister.

Figura 5 – Cánister.

Bomba elétrica de combustível - Responsável por fornecer o combustível sob pressão

aos injetores. Na maioria dos sistemas é instalada dentro do reservatório (tanque) do

automóvel, ela bombeia o combustível de forma constante e pressurizada, passando pelo

filtro de combustível até chegar aos injetores, Fig.6.


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Figura 6 – Bomba de combustivel.

Filtro de combustível - A função do filtro do combustível é proteger tanto o sistema de

injeção quanto os componentes do motor contra partículas de sujeira como pó,

ferrugem, água e resíduos existentes no tanque de combustível do veículo, Fig.7.

Figura 7 – Filtro de combustivel.


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Filtro de ar - Sua principal função é filtrar impurezas presentes na atmosfera como pólen, fuligem e partículas de sujeiras, que poderiam eventualmente causar danos aomotor, além de proporcionar explosões mais consistentes. O filtro de ar influenciadiretamente no desempenho e potência do motor, pois é ele que é responsável pelaaquisição de uma das misturas para o motor (ar), se o filtro tiver dificuldade para

proporcionar uma quantidade necessária, o motor trabalhará com menor desempenho, porém se o filtro liberar demasiadamente a quantidade de ar, o motor trabalhará comexplosões fracas de mistura. Um filtro de ar de qualidade é capaz de reter partículasextremamente pequenas, de até diâmetro de vinte mícrons ou menos. Deve ser efetuar alimpeza regularmente, em automóveis, varia de oito a doze mil quilômetros ematividade normal, podendo esse número cair se você faz trilhas ou rode em ambientemuito empoeirados ou arenosos, Fig.8.

Figura 8 – Filtro de Ar.

Regulador de Pressão - Normalmente o regulador de pressão está fixado na linha de

alimentação. Para os veículos de injeção de monoponto, se encontra fixado no próprio

corpo de borboleta ou TBI. Nos veículos de injeção multipoint abaixo dos injetores de

combustível. Ele regula a pressão do combustível fornecida ao injetor ou injetores. O

regulador é uma válvula de alívio operada por um diafragma tanto no monoponto

quanto no multipoint, Fig.9.

Figura 9 – Regulador de pressão de combustivel.

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No regulador de pressão do multipoint, um lado do diafragma detecta a pressão do

combustível e o outro está conectado ao vácuo do coletor de admissão. A pressão é

estabilizada por uma mola pré - calibrada aplicada ao diafragma. O equilíbrio de um

lado do diafragma com o vácuo do coletor mantém uma pressão constante nos injetores.

O excesso de combustível gerado pela bomba é desviado pelo regulador e retorna ao

tanque pela linha de retorno de combustível. No regulador do monoponto o

funcionamento é da mesma forma, somente não é usado o vácuo do motor em alguns

tipos de injeção. Por isso a pressão é somente exercida contra a tensão pré - fixada da

mola reguladora.

Corpo de borboleta - O potenciômetro da borboleta de aceleração está fixado no corpo

da borboleta e é acionado através do eixo da borboleta de aceleração. Este dispositivo

informa para a unidade de comando todas as posições da borboleta de aceleração. Desta

maneira, a unidade de comando obtém informações mais precisas sobre os diferentes

regimes de funcionamento do motor, utilizando-as para influenciar também na

quantidade de combustível pulverizado. O Corpo de borboleta controlado

eletronicamente (DV-E) é o elemento atuador central do sistema ETC/E-GAS para

motores ciclo Otto. É composto pela borboleta do acelerador com acionamento elétrico

e pelo sensor de posição de borboleta. Usando a posição do pedal do acelerador, a

unidade de comando do motor calcula a abertura necessária da borboleta, o ponto de

ignição e a quantidade de combustível a injetar. Um motor de CC ajusta o eixo da

borboleta do acelerador através de engrenagens. O sensor de posição da borboleta do

acelerador monitora a posição da borboleta permitindo assim que a mesma seja mantida

com precisão, a figura 10 mostra um corpo de borboleta mecânico e outro eletrônico.

Figura 10 – Corpo de borboleta.


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A bobina - É um dispositivo simples - essencialmente um transformador de alta tensão

formado por dois enrolamentos de fios. Um dos enrolamentos constitui a bobina

principal. A bobina secundária fica enrolada em volta desta. Normalmente, a bobina

secundária possui centenas de voltas a mais que a bobina principal.

Bobinas plásticas - a bobina plástica tem como função gerar a alta tensão necessária

para produção de faíscas nas velas de ignição, como as tradicionais bobinas asfálticas.

Dimensões mais compactas, menor peso, melhor resistência às vibrações, mais

potência, são algumas das vantagens oferecidas pelas bobinas plásticas. Além disso, as

bobinas plásticas possibilitaram o aparecimento dos sistemas de ignição direta, ou seja,

sistemas com bobinas para cada vela ou par de velas, eliminando dessa forma a

necessidade do distribuidor. Com suas características inovadoras, as bobinas plásticas

garantem um perfeito funcionamento dos atuais sistemas de ignição, em função da

obtenção de tensões de saída mais elevadas, a figura 11 mostram respectivamente uma

bobina convencional utilizada em veículos carburados, uma bobina asfaltica e um

conjunto de bobinas individuais.

Figura 11 – Bobinas.

Velas de ignição - É um dispositivo elétrico que se encaixa à cabeça do cilindro nummotor de combustão interna e inflama a mistura comprimida de ar /combustível por

meio de uma faísca elétrica. As velas de ignição possuem um eletrodo central isolado o

qual se conecta através de um cabo blindado a uma bobina ou magneto externo (que é

ligado ao distribuidor), formando, com um terminal aterrado na base da vela, uma folga

de ignição dentro do cilindro. A vela recebe a voltagem de 20 ou 30 mil Volts da

bobina, através do rotor do distribuidor que, devido à propriedade de continuidade de

circulação da corrente nos circuitos indutivos, faz saltar uma centelha em sua ponta.Como a ponta da vela está no interior da câmara de combustão, tal centelha provoca a

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explosão da mistura ar /gasolina aspirada do carburador ou injeção eletrônica, o que

provoca o afastamento do pistão e consequente movimento do eixo-motriz. Motores de

combustão interna podem ser divididos em motores de ignição por centelha, que

requerem velas de ignição para iniciar a combustão, e motores de ignição por

compressão (motores diesel), os quais comprimem a mistura ar/combustível até que ela

entre em ignição espontaneamente. Motores de ignição por compressão podem usar

velas aquecedoras (ou velas de incandescência) para auxiliar na partida a frio, mas essas

velas são totalmente diferentes e não produzem faísca, apenas possuem um resistor

interno que aquece o ar da admissão, Fig.12.

Figura 12 – Velas de ignição.

Bateria – Componente responsável por fornece a eletricidade ao sistema de ignição, ao

motor de arranque, às luzes, ao painel e ao restante dos equipamentos elétricos do carro,

Fig.13. É composta por um certo número de elementos – cada um dos quais fornece

uma voltagem ligeiramente superior a 2 volts – ligados pôr barras metálicas. As baterias

dos automóveis são constituídas por três ou seis elementos. A bateria é um elemento

essencial para o armazenamento da energia necessária para o arranque do motor,

quando esse está parado. A sua capacidade é medida em amperes/hora. Uma bateria de

56 A/h poderá fornecer uma corrente de 1A durante cinqüenta e seis horas e 2A durante

vinte e oito horas, etc. O arranque do carro exige à bateria a sua potência máxima.

Podem ser necessários 300 A a 400 A para por em funcionamento um motor, enquanto

uma lanterna pode exigir apenas 0,5A.

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Figura 13 – Bateria.

Cada elemento é composto por dois conjuntos de placas (eletrodos) introduzidos numa

solução de acido sulfúrico diluída (eletrólito). Um dos eletrodos é constituído por placas

revestidas de peróxido de chumbo e o outro por placas revestidas de chumbo esponjoso.

Quando um elemento está em funcionamento, o ácido reage com as placas convertendo

energia química em energia elétrica. Cria-se, assim, uma carga positiva no eletrodo de

peróxido de chumbo e uma carga negativa no eletrodo de chumbo esponjoso. A

corrente elétrica medida em amperes (A) passa de um dos pólos da bateria através do

circuito do carro e entra na bateria pelo outro pólo, fechando-se o circuito por meio do

eletrólito. Como a reação química se mantém, forma-se sulfato de chumbo na superfície

de ambos os eletrodos e o ácido sulfúrico converte-se em água. Quando as superfícies

das duas placas ficam completamente cobertas com sulfato de chumbo, a bateria esta

descarregada. Se a bateria for carregada novamente, por meio de uma corrente elétrica

apropriada, os eletrodos voltarão ao seu estado original e o ácido sulfúrico é regenerado.

Uma bateria poderá ficar inutilizada devido a certo número de causas: incustração desulfato nas placas, de modo a impedir que a corrente de carga as atravesse;

desprendimento da matéria ativa das placas, e um vazamento entre os elementos que

possa causar um curto circuito.


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5.4. SENSORES

Os sensores são componentes eletroeletrônicos que transformam sinais mecânicos em

sinais elétricos para a unidade de comando. Os sensores podem ser classificados quanto

a sua função no sistema ou quanto ao seu princípio de funcionamento.

Basicamente iremos dividir os sensores em quatro grupos distintos. Estes grupos foram

classificados de acordo com o tipo de reposta enviada à unidade de comando, portanto,

podem ser: resistivos, capacitivos, geradores de sinal, interruptores.

Sensores resistivos: Através de uma variação da sua resistência elétrica, pode receber

um sinal fixo ou de referência de 5 volts e retornar à unidade de comando um valor

variável entre 0 a 5 volts.

Capacitivos: São capacitores (dispositivo eletrônico capaz de acumular cargas elétricas)

variáveis que, ao receberem um sinal fixo de referência de 5 volts, retornam uma tensão

de 0 ou 5 volts para a unidade de comando.

Geradores de sinais: São capazes de transformar algum fenômeno físico em eletricidade

(tensão elétrica), não dependendo de um sinal de referência da unidade de comando.

Eles por si só são capazes de gerar um sinal.

Interruptores: Não são considerados sensores, pois, não informam nenhuma variável

para a unidade de comando. Na realidade os interruptores informam apenas duas

condições para a unidade, mas são de suma importância em alguns sistemas.

Há também um grupo distinto que são os geradores por efeito Hall, cuja função é

converter um sinal continuo de 12 volts em um sinal pulsado (ondas quadradas) para a

unidade de comando. Podem ser utilizados como sensores de velocidade ou rotação.

Sensor pressão do coletor - Responsável por informar a diferença de pressão do ar

dentro do coletor de admissão, entre a borboleta, motor e ar atmosférico. O sensor de pressão absoluta do coletor de admissão, também chamado de sensor MAP, Fig. 14, tem

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por função informar a unidade de comando sobre as diversas variáveis da pressão do

coletor de admissão. No sistema de injeção este sensor tem um papel fundamental, pois,

é responsável pela indicação da carga do motor. Com isso, a unidade de comando pode

determinar o avanço ideal da centelha, substituindo o antigo avanço automático a vácuo

do distribuidor.

Figura 14 – Sensor de pressao absoluta (MAP).

O sensor de pressão absoluta é constituído por uma membrana resistiva (sua resistência

varia de acordo com o grau de deformação dessa membrana) e é envolvido por um

invólucro onde se formam duas câmaras, uma com pressão fixa (1 BAR) e outra exposta

à pressão do coletor).

O sensor MAP recebe uma alimentação estabilizada de 5 volts da unidade de comando

(referência) e retorna um sinal variável entre 0 a 5 volts de modo que a unidade possa

determinar a pressão absoluta do coletor. Para isso, o MAP basicamente é dividido em

duas câmaras, separado por um elemento resistivo (piezo-resistivo) denominado

straingage.

Em uma das câmaras há uma pressão constante, próximo a pressão atmosférica (1

BAR). A outra câmara fica exposta à pressão do coletor. Assim, a pressão na câmara

inferior do MAP sempre será igual à pressão do coletor. Com a ignição ligada e o motor

parado, o MAP já envia o primeiro sinal para a unidade de comando. Como não existe

deslocamento de ar no coletor, a pressão interna é igual a externa ( 1 BAR ). Como uma

das câmaras está em contato com o coletor, terá sua pressão também em 1 BAR, igual a

pressão fixa da outra câmara, Fig. 15. Com pressões iguais, a membrana resistiva fica

imóvel.


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Com a membrana em equilíbrio, a tensão de saída do sensor (sinal) será próximo de 5

volts.

Figura 15 – Sensor de pressao absoluta (motor desligado e chave ligada).

Se funcionarmos o motor em marcha lenta, a borboleta de aceleração estará

praticamente fechada. Com o motor funcionando, será criada uma depressão muito

grande após a borboleta. Essa queda de pressão poderá chegar a 0,4 BARES. Observe

que nesta condição, a queda de pressão no coletor é máxima, Fig. 16. Como a pressão

fixa na câmara superior é bem superior a pressão da câmara inferior, a membrana será

deformada ao máximo. Isso irá fazer com que a tensão de saída ( sinal ) fique em tornode 1,5 volts.

Figura 16 – Sensor de pressao absoluta (motor em marcha lenta).

Com o motor em carga parcial, a pressão no coletor irá subir um pouco. Isso faz com

que a membrana se deforme menos, fazendo com que a tensão de saída seja um poucomaior que a condição de marcha lenta, Fig. 17.


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Figura 17 – Sensor de pressao absoluta (motor em carga parcial).

Caso a borboleta de aceleração fique totalmente aberta, a pressão do coletor será maior

ainda, deformando menos a membrana. A tensão de saída chegará próximo de 4,6 volts.

Observe que a pressão do coletor é modificada de acordo com a posição da borboleta de

aceleração. Quanto mais aberta, maior a pressão, Fig.18.

Figura 18 – Sensor de pressao absoluta (motor em plena carga).

Medidor de massa de ar - O medidor de massa de ar está instalado entre o filtro de ar e a

borboleta de aceleração e tem a função de medir a corrente de ar aspirada, Fig. 19.

Através dessa informação, a unidade de comando calculará o exato volume de

combustível para as diferentes condições de funcionamento do motor.


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Figura 19 – Medidor de massa de ar.

Medidor de fluxo de ar - Tem como função informar à unidade de comando a

quantidade e a temperatura do ar admitido, para que tais informações influenciem na

quantidade de combustível pulverizada, Fig. 20. A medição da quantidade de aradmitida se baseia na medição da força produzida pelo fluxo de ar aspirado, que atua

sobre a palheta sensora do medidor, contra a força de uma mola. Um potenciômetro

transforma as diversas posições da palheta sensora em uma tensão elétrica, que é

enviada como sinal para a unidade de comando. Alojado na carcaça do medidor de

fluxo de ar encontra-se também um sensor de temperatura do ar, que deve informar à

unidade de comando a temperatura do ar admitido durante a aspiração, para que esta

informação também influencie na quantidade de combustível a ser injetada.

Figura 20 – Medidor de fluxo de ar.

Sensor temperatura líquido de arrefecimento - Informa à central a temperatura do

líquido de arrefecimento, o que é muito importante, pois identifica a temperatura do

motor, Fig. 21. O sensor de temperatura do motor também pode ser chamado de ECT ou

CTS. Fica posicionado na parte mais aquecida do motor, normalmente no cabeçote. A

sua ponta sensitiva fica em contato direto com o líquido de arrefecimento.

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Figura 21 – Sensor de temperatura de agua.

O sensor de temperatura do líquido de arrefecimento é um semicondutor do tipo NTC

(Negative Temperature Coefficiente) coeficiente negativo de temperatura. Isso significa

que se trata de um resistor variável (termistor) cuja resistência é inversamente

proporcional a temperatura, ou seja, quanto maior a temperatura, menor a sua

resistência elétrica. Veja um exemplo na tabela abaixo:

Tabela 1- Relação entre temperatura, resistência e tensão.

Se você observar bem a tabela, verá que os valores não são lineares, ou seja, não

proporcionais. Sendo assim, o dobro da temperatura não significa a metade da

resistência. Veja o gráfico abaixo:

Figura 22 – Grafico temperatura x resistencia.

Observe no gráfico a curva característica de um sensor de temperatura. Em caso linear,

a linha seria reta. O gráfico mostra claramente que, quanto maior a temperatura, menor

a resistência elétrica. O valor da tensão obtido no sensor é a variação entre 0 e 5 volts

que o mesmo retorna à unidade de comando, ou seja, a unidade envia um sinal fixo de 5


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volts e o sensor devolve num valor variável entre 0 e 5 volts conforme a temperatura do

motor.

A temperatura do motor é informada à unidade de comando para que a mesma possa

traçar as seguintes estratégias:

Funcionamento a frio e Fase de aquecimento do motor (enriquecimento da mistura) - A

unidade de comando deve enriquecer a mistura ar-combustível aumentando o tempo de

injeção. Este enriquecimento permite o melhor funcionamento do motor na fase de

aquecimento, devido às perdas por condensação de uma parte do combustível nas

paredes frias do coletor. Além disso, o mapa de avanço da ignição deverá ficar alterado

(adiantado) para promover uma melhor queima do combustível.

Controle da válvula EGR - O sistema de recirculação dos gases de escape (EGR), atua

principalmente com o intuito de diminuir a temperatura nas câmaras de combustão e

com isso reduzir a emissão de NOx (Óxido de nitrogênio). Como na fase fria, a unidade

enriquece a mistura e o índice de NOx é baixo, esse recurso torna-se desnecessário e até

mesmo prejudicial para o motor. Portanto, durante a fase de aquecimento, a válvula

EGR ficará fechada (controlada pela unidade de comando) e a recirculação somente será

restabelecida quando o motor atingir sua temperatura operacional.

Substituição do sensor de temperatura do ar caso não exista - Alguns sistemas mais

simples, não possuem o sensor de temperatura do ar com o objetivo de se reduzir custos.

Sendo assim, a unidade de comando grava a informação de temperatura do motor assim

que a chave é ligada e estabelece a temperatura do ar. Logicamente, esse processo não

tem tanta precisão quanto aos sistemas que possuem esse sensor.

Comandar o acionamento do eletro-ventilador do sistema de arrefecimento - A unidade

de comando, em alguns sistemas, controla o acionamento do eletro-ventilador,

substituindo o interruptor térmico (cebolão). Neste caso, a unidade deve saber a

temperatura do motor para determinar esse acionamento.

Sensor temperatura do ar - Este informa à central a temperatura do ar que entra nomotor. Junto com o sensor de pressão, a central consegue calcular a massa de ar

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admitida pelo motor e assim determinar a quantidade de combustível adequada para

uma combustão completa, Fig. 23. O sensor de temperatura do ar trabalha praticamente

da mesma forma que o sensor de temperatura do líquido de arrefecimento. A diferença é

que este sensor trabalha em contato com o ar admitido e não com o líquido de

arrefecimento. A unidade de comando monitora esta tensão para determinar a

temperatura do ar. O sinal do sensor de temperatura do ar normalmente é utilizado pela

unidade de comando para corrigir a leitura da massa de ar, em função da sua densidade

(quanto menor a temperatura, mais denso é o ar).

Figura 23 – Sensor de temperatura do ar.

No método de leitura "speed-density" ou "velocidade x densidade" da massa de ar, o

sensor de temperatura do ar em conjunto com o sensor de pressão absoluta do coletor,

permite a unidade de comando determinar a densidade do ar segundo a equação dos

gases perfeitos: ρ = P / (R x T), onde:

ρ= densidade em kg/m3

R = constante (J/(kg x K)

P = pressão em Pascal (Pa)

T = temperatura em Kelvin (K)

Em alguns sistemas de injeção o sensor de temperatura do ar pode ser combinado em

uma única peça com o sensor de pressão absoluta do coletor, uma vez que é utilizadoesses dois sensores para fins de cálculo da densidade do ar. Neste caso, o sensor é

posicionado após a borboleta de aceleração e não antes quando o mesmo é separado.

Sensor de posição da borboleta de aceleração - Este sensor informa à central a posição

instantânea da borboleta, Fig. 24. Ele é montado junto ao eixo da mesma, e permite à

central identificar a potência que o condutor esta requerendo do motor, entre outras

estratégias de funcionamento.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Combust%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Combust%C3%A3o


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Figura 24 – Sensor de posiçao de Borboleta.

A unidade de comando utiliza essa informação para realizar as seguintes estratégias:

Tabela 2 – estratégia de funcionamento em função do sensor de posição de borboleta.

A unidade de comando ainda utiliza o sinal angular da borboleta de aceleração para

determinar a carga do motor e assim, definir o avanço da ignição. Este método somenteé utilizado quando o sistema não possui o sensor de pressão absoluta do coletor. O

sensor de posição da borboleta de aceleração é um potenciômetro linear, cuja resistência

se altera de acordo com o movimento de um cursor sobre uma pista resistiva. O cursor

está ligado a um eixo, solidário ao eixo da borboleta de aceleração. Assim, com o

movimento de abertura da borboleta, altera-se a posição do curso sobre a trilha,

alterando também a sua resistência. Também chamado de TPS, recebe um sinal de

referência (5 volts) e retorna à unidade de comando (valor variável entre 0 a 5 volts).

Sensor rotação - O sensor de rotação e PMS (ponto morto superior) tem por finalidade

gerar um sinal de rotação do motor e a posição da árvore de manivelas, Fig. 25. Este

sinal é interpretado pela unidade de comando para que se possa calcular ou corrigir:

Tempo de injeção.

Freqüência de aberta das válvulas injetoras.

Avanço da ignição. Sincronismo de injeção.


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Sincronismo do sistema de ignição.

Dependendo do sistema de injeção, o sensor de rotação pode ser indutivo (relutância

magnética) ou por efeito hall.

Sensor de rotação indutivo - É um sensor eletromagnético fixado próximo ao volante do

motor ou na polia da árvore de manivelas. Neste caso, tanto o volante como a polia,

deverão possuir uma roda dentada (fônica) com alguns números de dentes (Ex. 60 – 2

na linha GM).

Figura 25 – Sensor de rotaçao e PMS.

O princípio de funcionamento é o seguinte: o campo magnético existente no imã

permanente relaciona tanto o indutor (enrolamento), como os dentes da roda fônica

(dentada), feito em aço carbono de propriedades magnéticas, Fig. 26. Quando o dente da

roda dentada estiver diante do sensor, o fluxo magnético é máximo, graças à

propriedade do aço da roda dentada. Por outro lado, quando em frente ao sensor se

apresenta uma cavidade, o fluxo magnético é mínimo. Esta variação de fluxo devido à

passagem dos dentes (vazio) é suficiente para gerar uma força eletromotriz ou tensão

elétrica no enrolamento do sensor. A tensão de pico (ponto máximo) produzida por esse

sensor varia de poucos volts a um baixo número de rotações e, a algumas dezenas de

volts quando a rotação aumenta. Portanto, para um bom funcionamento do motor, é

indispensável que a distância do sensor e a extremidade do dente estejam devidamente

calibradas, conforme o modelo da roda dentada.


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Figura 26 – Pincipio de funcionamento do sensor de rotação.

Sensor indutivo de 60 - 2 dentes - A variação devido à passagem dos dentes e das

cavidades gera uma freqüência de sinais analógicos, ou seja, forças eletromotrizes que

se geram no sensor a cada 60 (360o da circunferência : 60 dentes), que são enviados a

um circuito adequado (conversor AD ou analógico para digital) existente na unidade de

comando, e são utilizados para reconhecimento do número de giros do motor, Fig. 27.

No caso dos motores de 4 cilindros, a falta de dois dentes na roda dentada gera um sinalde referência que permite a unidade de comando reconhecer, com avanço de 120o, o

PMS da dupla de cilindros 1 e 4, ou seja, quando da chegado do vigésimo dente (20

dentes x 6o = 120o), a unidade reconhece o PMS do 1-4 cilindros, enquanto que em

correspondência com a frente de descida do qüinquagésimo dente, reconhece a dupla de

cilindros 2 e 3. Em base a esses dados, a unidade de comando estabelece o exato

momento da ignição e injeção de combustível. O sinal gerado pelo sensor possui uma

falha, que corresponde justamente a falta dos dois dentes na roda dentada. A partir destafalha, a unidade de comando inicia uma contagem até chegar ao vigésimo dente, o qual

dispara as centelhas nos cilindros 1 - 4 (ignição estática) ou o acionamento das válvulas

injetoras 1 - 4 no sistema semi-seqüencial ou banco a banco.


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Figura 27 – Pincipio de funcionamento do sensor de rotação de 60 – 2 dentes.

Sensor de fase – O sensor de fase trabalha de forma semelhante ao sensor de rotação do

tipo indutivo. Necessita de uma roda fônica e um imã permanente para a captura do

sinal. A diferença está no fato que este sensor só capta um único sinal, que deve

informar a unidade de comando o que está ocorrendo em cada cilindro do motor, de

modo que se possa ajustar a injeção seqüencial do motor. Quando o sensor de fase é do

tipo indutivo, normalmente o dente se encontra na árvore de comando das válvulas, uma

vez que a mesma necessita de uma única rotação para efetuar os quatro tempos do

motor. Assim, toda vez que o dente passar pelo sensor, será gerado um sinal onde a

unidade de comando identifique o que está ocorrendo nos cilindros do motor.

Sensor detonação - Instalado no bloco do motor, o sensor de detonação converte as

vibrações do motor em sinais elétricos, permitindo a central detectar batidas de pino no

interior do motor, Fig. 28. Este sensor é fundamental para a vida do motor, já que os

motores modernos trabalham em condições criticas, a central diminui o ângulo de

avanço de ignição a fim de eliminar o evento denominado como"pré-detonação",

tornando a avança-lo posteriormente.(corta potencia)prevenir uma quebra.

Figura 28 – Sensor de detonação.


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Sonda lambda ou Sensor Oxigênio - Este sensor fica localizado no escapamento do

automóvel. A sonda lambda fica em contato com os gases de escape, de modo que uma

parte fica constantemente exposta aos gases provenientes da combustão e outra parte da

sonda lambda fica em contato com o ar exterior, ela informa a central à presença de

oxigênio nos gases de escape, podendo designar-se por sensor O2 é responsável pelo

equilibrio da injecção, pois ele tem a função de enviar a informação de qual é o estado

dos gases á saída do motor (pobres/ricos) e é em função desta informação que a unidade

do motor controla o pulso da injecção. Nos automóveis que podem rodar com mais de

um combustível ou com uma mistura entre eles (denominados Flexfuel ou

Bicombustível , gasolina / álcool no Brasil ) a central consegue identificar o

combustível utilizado, ou a mistura entre eles, através do sinal deste sensor, a figura 29

mostra um sensor de oxigenio.

Figura 29 – Sonda lambda.

Sensor de velocidade - Também chamado de VSS, ou seja, velocity speed sensor,

fornece um sinal com forma de onda cuja freqüência é proporcional à velocidade do

veículo. Normalmente o sensor é montado no câmbio do veículo. Se o veículo se

movimenta a uma velocidade relativamente baixa, o sensor produz um sinal de baixa

freqüência. À medida que a velocidade aumenta, o sensor gera um sinal de freqüência

maior. O módulo de injeção utiliza a freqüência do sinal gerado do sensor de velocidade para: identificar o veiculo parado ou em movimento, enriquecimento do combustível

durante a aceleração, corte do combustível (cut-off), controle da rotação em marcha

lenta, permite em alguns tipos de injeção que o ventilador do radiador seja desligado em

velocidades elevadas, acionar a embreagem do conversor de torque em veículos

equipados com transmissão automática. Ainda atua na luz indicativa de mudança de

marchas nos veículos equipados com esse dispositivo e transmissão manual e

computador de bordo para cálculos de distancia, consumo e etc.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Sonda_lambdahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Flexfuelhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Bicombust%C3%ADvelhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Gasolinahttp://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81lcoolhttp://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81lcoolhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81lcoolhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Gasolinahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Bicombust%C3%ADvelhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Flexfuelhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Sonda_lambda


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5.5. ATUADORES

Chamamos de "atuadores" todos os componentes que são controlados de forma direta

pela unidade de comando e que transformam sinais elétricos em movimentos (trabalho

mecânico).

Atuador da marcha lenta - o atuador de marcha lenta tem a função de garantir uma

marcha lenta estável, não só na fase de aquecimento, mas em todas as possíveis

condições de funcionamento do veículo no regime de marcha lenta. O atuador de

marcha lenta possui internamente duas bobinas (ímãs) e um induzido, onde está fixada

uma palheta giratória que controla um “bypass” de ar , Fig. 30. Controlado pela unidade

de comando, são as diferentes posições do induzido, juntamente com a palheta giratória,

que permitem uma quantidade variável de ar na linha de aspiração. A variação da

quantidade de ar é determinada pelas condições de funcionamento momentâneo do

motor, onde a unidade de comando, através dos sensores do sistema, obtém tais

informações de funcionamento, controlando assim o atuador de marcha lenta.

Figura 30 - Motor de passo, através do movimento da ponta cônica ele permite mais ou menos passagemde ar.

O funcionamento do corretor de ar de marcha lenta é bastante simplificado. Em marchalenta o atuador trabalha em closed-loop (malha fechada), Fig. 31. Entenda marcha lenta

como motor em baixa rotação e borboleta de aceleração totalmente fechada. O atuador

em situação de marcha lenta trabalha abrindo e fechando o desvio de ar de marcha lenta

(by-pass). Qualquer alteração no motor, o atuador entra em ação, por exemplo: O

atuador está parcialmente aberto, ajustando a rotação ideal. Quando se liga o ar

condicionado, devido à maior carga no motor, o atuador irá permitir maior passagem de

ar, o que irá aumentar a rotação.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Motor_de_Passo.JPG


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Outro exemplo bem simples está na fase de aquecimento do motor. Quando se dá

partida com o motor frio, o mesmo tende a pegar numa rotação mais alta, evitando

falhas na marcha lenta nesta situação. À medida que o motor vem aquecendo, em

função do sinal do sensor de temperatura do líquido de arrefecimento, a unidade de

comando fará com que o atuador venha diminuindo o fluxo de ar admitido, fazendo com

que a rotação venha caindo de forma gradativa.

Figura 31 – Principio de funcionamento do Atuador de marcha lenta.

Válvulas injetoras - Responsáveis pela injeção de combustível no motor, a centralcontrola a quantidade de combustível através do tempo que mantêm o injetor aberto

(tempo de injeção), Fig. 32. Esses podem ser classificados por seu sistema de

funcionamento: monoponto (com apenas um injetor para todos os cilindros) e

multiponto (com um injetor por cilindro). Sendo que esses injetam combustível de

forma indireta, antes das válvulas de admissão, existe também a injeção direta, que os

injetores de combustível injetam dentro da câmara de combustão.

Figura 32 – Valvula injetora.

http://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A2mara_de_combust%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Injetor_combust%C3%ADvel.JPGhttp://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A2mara_de_combust%C3%A3o


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Conversores catalíticos – Dispositivo usado para reduzir a toxicidade das emissões dos

gases de escape de um motor de combustão interna. O conversor catalítico é utilizado

por causa dos gases dos escapes que são constituídos por três componentes:

Monóxido de carbono (CO), da combustão parcial dos hidrocarbonetos; Compostos orgânicos voláteis (VOC), da reação parcial dos hidrocarbonetos;

Monóxido de nitrogênio, (NO), provenientes das reações entre azoto atmosférico

e o oxigênio.

Os conversores catalíticos são a opção mais comum para o controle das emissões dos

motores a gasolina, uma vez que são muito eficazes na redução das emissões de

hidrocarbonetos (HC) e monóxido de carbono (CO), que poderão ser convertidas emmais de 80 e 90% respectivamente.

Reduzem ainda a emissão de partículas em 10-50% devido à eliminação dos

componentes orgânicos das partículas do gasolina. Também convertem grande parte dos

NOx em N2. Contrariamente aos sistemas de ventilação, os catalisadores utilizados no

controle de emissões reduzem os seus efeitos diretamente na fonte, minimizando a

exposição do usuário à inalação dos gases tóxicos.

Um exemplo cotidiano causador de tantos efeitos negativos para a saúde humana são as

chamadas emissões poluentes atmosféricas que degradam a qualidade do ar em grandes

cidades e em cidades industriais. Problemas ambientais relacionados com este assunto

envolvem uma série de tópicos, como a chuva ácida e o aquecimento global do planeta.

A química relacionado com os poluentes atmosféricos está ligada directamente a

emissão de SOx, NOx, CO, CO2, e O3. Neste sentido, o uso de conversores catalíticos é

um exemplo corrente de uma solução já implantada para o controle de emissões

poluentes provenientes da queima de combustíveis fósseis.

Válvula purga canister - Permite a circulação dos gases gerados no reservatório de

combustível para o motor. Normalmente é acionada com motor em alta exigência.

Eletroventilador de arrefecimento - Posicionado atrás do radiador, ele é acionado

quando o motor encontra-se em uma temperatura alta, gerando passagem de ar pelo

http://pt.wikipedia.org/wiki/Mon%C3%B3xido_de_carbonohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Hidrocarbonetoshttp://pt.wikipedia.org/wiki/Oxig%C3%AAniohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Oxig%C3%AAniohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Hidrocarbonetoshttp://pt.wikipedia.org/wiki/Mon%C3%B3xido_de_carbono


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radiador mesmo quando o automóvel estiver parado. Nos sistemas modernos ele é

desativado se o automóvel estiver acima de 90 km/H.

Luz avaria do sistema - Permite a central avisar ao condutor do automóvel que existe

uma avaria no sistema da injeção eletrônica, ela armazena um código de falha referente

ao componente e aciona a estratégia de funcionamento para o respectivo componente

permitindo que o veículo seja conduzido até um local seguro ou uma oficina.


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Lista de exercícios

1. Descreva a diferença básica entre os sistemas de injeção Monoponto e

Multponto.

2. Cite 2 desvantagens do sistema de injeção Monoponto em relação aoMultiponto.

3. Descreva de maneira simplificada o funcionamento do sistema de injeção

eletrônica. Concentrar sua resposta em sensores, atuadores e componentes, se

possível dê um exemplo.

4. Qual a função dos sensores?

5. Qual a função dos componentes?

6. Qual a função dos atuadores?

7. Qual a função de central eletrônica?

8. Qual a função do Canister(filtro aditivado e válvula purga do canister)?

9. Cite uma modificação implementada na bomba de combustível quando da

evolução dos veículos carburados para injetados?

10. Qual a função do regulador de pressão de combustível? Descreva o principio de

funcionamento desse componente?

11. Qual a função de corpo de borboleta?

12. Qual a função do sensor de pressão absoluta? Cite uma estratégia adotada pela

central em função das informações enviada por esse sensor?

13. Qual a função do sensor de temperatura do ar? Cite uma estratégia adotada pela


14. Qual a função do sensor de temperatura da água? Cite três estratégias adotadas

pela central em função das informações enviada por esse sensor?

15. Qual a função do sensor de rotação? Cite duas estratégias adotadas pela central

em função das informações enviada por esse sensor?

16. Qual a função do sensor de fase? Cite duas estratégias adotadas pela central em

função das informações enviada por esse sensor?

17. Qual a função do sensor de detonação?

18. Qual a função do sensor de sonda lambda? Cite duas estratégias adotadas pela


19. Qual a função do sensor de posição de borboleta? Cite três estratégias adotadas

pela central em função das informações enviada por esse sensor?


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20. Qual a função das válvulas injetoras de combustível?

21. Qual a função do corretor de marcha lenta? Cite três estratégias adotadas pela

central em função das informações enviada por esse atuador?

Injeção Eletronica de Combustivel - Unidade 5

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