Injeção_Eletrônica_Diesel-03-062 cr
-
Upload
maurico-de-mello-ramos -
Category
Documents
-
view
49 -
download
0
Transcript of Injeção_Eletrônica_Diesel-03-062 cr
-
Injeo Eletrnica Diesel
-
Federao das Indstrias do Estado de Pernambuco
Presidente
Jorge Wicks Crte Real
Departamento Regional do SENAI de Pernambuco
Diretor Regional
Srgio Gaudncio Portela de Melo
Diretor Tcnico
Ana Cristina Cerqueira Dias
Diretor Administrativo e Financeiro
Heinz Dieter Loges
Ficha catalogrfica
621.43
S474i
SENAIDR/PE. INJEO ELETRNICA DIESEL. RECIFE.
SENAI/DITEC/DET, 2012.
1. INJEO ELETRNICA
2. MOTOR INJEO ELETRNICA
3. SENSOR MOTOR
4. MOTOR DIESEL
I. Ttulo Direitos autorais de propriedade exclusiva do SENAI. Proibida a reproduo parcial ou total,
fora do sistema, sem a expressa autorizao do seu Departamento Regional.
SENAI - Departamento Regional de Pernambuco
Rua Frei Cassimiro, 88 Santo Amaro
50100-260 - Recife PE
Tel: (081) 3202-9300
Fax: (081) 3222-3837
-
SUMRIO
APRESENTAO.............................................................................................. 5
INTRODUO ................................................................................................... 6
SISTEMA DE GERENCIAMENTO ELETRNICO........................................... 13
Relao ser humano / gerenciamento eletrnico.......................................... 13
Sistema de injeo Common Rail ................................................................. 14
Diagrama funcional ....................................................................................... 16
Mdulo de gerenciamento eletrnico (ECM)................................................. 24
SISTEMA DE PROTEO DO MOTOR.......................................................... 42
CONCLUINDO ................................................................................................. 44
REFERNCIAS................................................................................................ 45
-
SENAI - PE
5
APRESENTAO
Esta apostila, que focaliza a injeo eletrnica como tema central, tem os
seguintes objetivos de estudo:
apresentar as formas de controle de emisso de poluentes pelos veculos
automotores;
caracterizar as inovaes tecnolgicas e os componentes dos sistemas de
gerenciamento eletrnico e de injeo Common Rail;
evidenciar a importncia dos elementos protetores do motor automotivo e
seus diferentes componentes.
Voc ver que a injeo eletrnica constitui uma soluo tecnolgica adequada
necessidade, cada vez mais presente, de controlar a emisso de poluentes,
em favor de uma atmosfera mais limpa e saudvel que beneficiar a todos.
Invista, em seus estudos! Voc s tem a ganhar.
-
SENAI - PE
6
INTRODUO
Os motores veiculares de combusto interna transformam a energia qumica do
combustvel vegetal (lcool) ou fssil (gasolina, diesel, etc.) em energia trmica
(calor) para que os veculos funcionem. Nesse processo de combusto, alm
da gerao de energia liberada para o trabalho, inevitvel a gerao de
gases nocivos ao meio ambiente e sade humana.
O crescimento contnuo da frota de veculos nos grandes centros urbanos
trouxe consigo a preocupao com a qualidade do ar e, em junho de 1986, o
CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente) criou o PROCONVE -
Programa de Controle da Poluio do Ar por Veculos Automotores, com o
objetivo de reduzir o nvel de emisso de poluentes com a consequente
melhoria da qualidade do ar.
O PROCONVE dividido em fases e est relacionado com a norma Euro que
regulamenta as emisses de poluentes na Europa.
PROCONVE VIGNCIA NORMA EURO REFERNCIA DE
MOTORIZAO
FASE I 1986 a 1994 ------ Motores aspirados
naturalmente
FASE II 1994 a 1996 Euro 0 Motores aspirados
naturalmente
FASE III 1996 a 2000 Euro 1 Motores turboalimentados
FASE IV 2000 a 2002 Euro 2 Motores turboalimentados e
ps-resfriados
FASE V 2004 Euro 3 Motores eletrnicos Tabela 1 - Fases do PROCONVE
Em cada fase ocorre uma reduo significativa dos nveis de emisso, fazendo
com que novos sistemas sejam desenvolvidos para atender satisfatoriamente a
estas exigncias.
Figura 1 - Redues de emisses por fase
-
SENAI - PE
7
Podemos citar como exemplo os caminhes e nibus Volkswagen que
atendero no somente norma Euro III, como as fases posteriores mais
rgidas, onde somente motores eletrnicos atingiro os limites propostos de
emisses.
Este material foi especialmente desenvolvido para a familiarizao com os
novos motores MWM 4.12 e 6.12 que utilizam o sistema de combustvel com
gerenciamento eletrnico Common Rail.
Vantagens da utilizao do sistema de gerenciamento eletrnico
Respeito ao meio ambiente, atendendo lei de controle de emisses Euro III
(CONAMA V).
Devido alta presso de injeo e dosagem precisa do combustvel a ser
injetada, a combusto otimizada:
reduzindo sensivelmente os nveis de emisses de poluentes e a ocorrncia
de fumaa preta;
melhor desempenho com maior potncia e torque em todas as faixas de
rotao - o sistema verstil permitindo variar a presso de injeo
independentemente da rotao do motor;
funcionamento mais silencioso - a produo de alta presso e a injeo
ocorrem de forma independente permitindo uma pr-injeo reduzindo o
nvel de rudo da combusto;
funes de operao programveis.
A Unidade de Gerenciamento Eletrnico (ECM) permite a programao de
algumas funes de operao como, por exemplo, a velocidade mxima do
veculo, o tempo mximo de funcionamento em marcha lenta, o acionamento
de acessrios, entre outras.
Sistema de proteo do motor
A ECM alerta o motorista, atravs de luzes no painel de instrumentos, e
reduz a potncia do motor em caso de falhas que comprometam o seu
funcionamento proporcionando uma maior durabilidade.
Diagnstico e histrico de defeitos
Rapidez e eficcia no diagnstico de defeitos do motor, atravs da
utilizao de ferramentas eletrnicas especficas reduzindo o ndice de
manuteno.
-
SENAI - PE
8
Inovaes tcnicas
O motor com sistema de combustvel gerenciado eletronicamente apresenta
uma srie de novos componentes decorrentes da utilizao do sistema
Common Rail.
Figura 2 - Motor com sistema COMMON RAIL
Figura 3 - Motor eletrnico
Coletor de admisso
Carcaa do termostato
Tubo distribuidor (Rail)
Caixa de engrenagens
Bomba de alta presso
Volante com furao para leitura do sinal do sensor
Unidade de gerenciamento eletrnico (ECM) com
arrefecimento
Vlvulas injetoras com 7 furos e comando
Pistes
Junta dupla do cabeote
Injetores para refrigerao dos
pistes
Figura 3 - Motor eletrnico
-
SENAI - PE
9
Dados tcnicos
Aspectos gerais 4 cilindros 6 cilindros
Potncia 105 kW (150cv)
152 kW (210cv)
191 kW (260cv)
Torque 500Nm 700 Nm 900 Nm Dimetro e curso 105 mm x 137 mm Cilindrada 4,71 7,11 Taxa de compresso 16,8 : 1 Folga das vlvulas de admisso e escape (motor frio)
0,2 a 0,4 mm
Sistema de combustvel 4 cilindros 6 cilindros Restrio mxima de entrada de combustvel (para bomba de engrenagens)
0,6 a 1,2 bar
Presso da galeria (Rail) 350 bar Faixa de presso de combustvel na sada do filtro de combustvel (na rotao de partida)
9,7 bar
Faixa de presso de combustvel na entrada do filtro de combustvel (na rotao de funcionamento)
10,5 bar
Queda mxima de presso no filtro de combustvel
0,8 bar
Sistema de leo lubrificante 4 cilindros 6 cilindros Presso de leo mnima permitida marcha lenta (**)
1,0 bar
Presso de leo mnima permitida rotao nominal (**)
4,5 bar
Presso de abertura da vlvula reguladora do leo
4,5 bar
Presso diferencial do filtro de leo para abrir o desvio
2,5 + 1,2 0,3 bar
Capacidade de leo mnimo 5l 13l mximo de filtro 8l 17l mximo com filtro 9,2l 18,7l
Temperatura do leo - nominal 90 110C mxima 120C
Sistema de arrefecimento 4 cilindros 6 cilindros Capacidade do lquido de arrefecimento 8,5l 10l Temperatura mnima de abertura inicial do termostato
81C
Temperatura mxima do termostato 83C Tabela 2 Dados tcnicos
-
SENAI - PE
10
Ciclo do motor de 4 tempos diesel
So chamados motores de 4 tempos aqueles que realizam cada um dos
tempos em separado, isto , cada fase ter uma durao de 180 medidos no
virabrequim.
Portanto, para encerrar um ciclo completo, um motor de 4 tempos precisar de
720, duas voltas completas do virabrequim. Existem dois pontos bem definidos
referentes ao curso do pisto chamados PMS (ponto morto superior) e PMI
(ponto morto inferior). Portanto, o virabrequim percorrer 180 para passar de
um ponto a outro. Esses pontos servem como referncia para indicar cada
fase.
Os tempos so os que seguem.
Admisso
O pisto se encontra no PMS, a vlvula de admisso est parcialmente aberta
e comea o seu curso descendente at o PMI. Nessa fase, gerado um vcuo
Figura 4 - Componentes do motor
-
SENAI - PE
11
permitindo a entrada de ar, enchendo o volume disponvel. importante
ressaltar que nesse tempo o motor diesel aspira apenas ar.
Compresso
O pisto se encontra no PMI e as vlvulas de admisso e escape encontram-se
fechadas. O pisto comea seu curso ascendente at o PMS, comprimindo o
ar, que ingressou na fase de admisso, at reduzi-lo ao volume da cmara de
combusto. O motor comprime apenas ar, ento poder atingir taxas de
compresso em nveis mais elevados.
Combusto
O pisto se encontra perto do PMS e as vlvulas fechadas. injetado o diesel
que encontra uma atmosfera de alta presso e temperatura, provocando a
inflamao do mesmo. Um violento aumento de presso e temperatura
gerado, quando o pisto empurrado fortemente no sentido descendente, o
que ocasiona o nico momento ativo das quatro fases.
Escapamento ou exausto
O pisto se encontra no PMI e a vlvula de escapamento est parcialmente
aberta. O pisto comea seu curso ascendente, forando os gases queimados
a sarem pela vlvula de escapamento. O ciclo completado quando o pisto
chega ao PMS comeando um novo ciclo.
As exigncias atuais e futuras sobre os sistemas motopropulsores esto
voltadas conscientizao ecolgica e econmica. Para tanto, so
desenvolvidas novas tecnologias e, nesse sentido, os avanos e as solues
da eletrnica do mundo moderno tm sido a resposta mais vivel que
consegue combinar essas necessidades com custos compatveis sua
implantao. Os motores Cummins e MWM esto preparados para atender as
Figura 5 - Os quatro tempos do motor
-
SENAI - PE
12
normas Euro III e Conama V de controle da poluio do ar por veculos
automotores.
O que podemos deduzir do que expusemos at aqui? A injeo eletrnica
passa a ser uma importante ferramenta, uma verdadeira aliada no processo em
curso que visa dotar os veculos de mecanismos capazes de reduzir a emisso
de poluentes.
Sabemos que essa tarefa essencial em vista do nmero crescente de
veculos em circulao e os impactos negativos sobre a qualidade do ar que
respiramos, consequentemente sobre a sade da populao.
No prximo captulo, passaremos a estudar o Sistema de Gerenciamento
Eletrnico cuja configurao apresentamos na ilustrao a seguir.
Figura 6 - Sistema COMMON RAIL
-
SENAI - PE
13
SISTEMA DE GERENCIAMENTO ELETRNICO
Relao ser humano / gerenciamento eletrnico
Uma maneira bastante simples de entender como o Sistema de Gerenciamento
Eletrnico funciona em um motor a diesel relacion-lo com o corpo humano.
No corpo humano, o crebro recebe os sinais vindos dos sensores como a
viso, o olfato, o tato etc, e os processa. Em seguida, responde em formato de
aes, como, por exemplo, o fato de se colocar uma blusa quando o tempo
est frio.
No Sistema de Gerenciamento Eletrnico, os sensores presentes no motor
captam e enviam os sinais Unidade de Gerenciamento Eletrnico (ECM)
onde so processados. O resultado do processamento convertido em aes
para os atuadores, controlando o momento e o volume do combustvel.
Assim como no ser humano, em um veculo, o processamento das informaes
ocorre de forma similar, pois tem-se a entrada de dados (sensores), o
processamento realizado pela Unidade de Gerenciamento Eletrnico (ECM) e a
sada desses dados que, agora j processados, realizada pelos atuadores.
Neste captulo vamos estudar o sistema de gerenciamento eletrnico, no qual
surge, com destaque, a injeo Common Rail.
Identifique seus componentes e formas de funcionamento.
Figura 7 - Os sentidos humanos
Audio
Viso
Paladar
Olfato
Tato
Crebro
No ser humano
-
SENAI - PE
14
Analise cuidadosamente os tipos de sensores e seu papel nesse sistema.
A figura abaixo apresenta, de forma esquemtica, os componentes
pertencentes ao sistema de gerenciamento eletrnico.
Sistema de injeo Common Rail
O sistema difere do convencional pelo fato do combustvel ser pressurizado em
um tubo distribuidor comum aos cilindros (Common Rail) e possui vlvulas
eletromagnticas que iro permitir que o diesel, sob alta presso (at 1400
bar), seja injetado.
Sen so res
Sen sor d e ro t ao
Unidade de ge renciamento Eletrnico ECM
Atuadores
Sen so r d e fase
Sen so r de p resso / t em pera tu ra d o
co le t or d e adm isso
Sen so r d e tem p era t u ra de l q uid o de a rre fe c im en to
S enso r d o ped a l d o ace le rad or
Sen so r d e pr esso a tm o s f rica
Sen sor de p resso d o C ommon Ra il
Sen so r de t em p era tu ra d e comb u s tve l
Sen so r d e pr esso e tem p era t ur a do leo
In te r r up t or d o ped a l d o f re io
I nt e r ru p to r d o p ed a l de em b reag em
Opc ional
Conector de diagnstico
Luzes de aviso
Vlvulas reguladora de presso
Vlvulas
Figura 8 Componentes do sistema de gerenciamento eletrnico
-
SENAI - PE
15
Vantagens do sistema Common Rail
Melhor controle de dosagem de combustvel, adequada carga que o motor
necessita.
Melhor controle dos gases poluentes de escapamento.
Melhor adequao do motor em operaes com variaes climticas.
Comparao de grandezas
Figura 9 - Injeo de leo diesel.
Presso Tempo de Injeo Quantidade / volume Medidas
Mais de 12.000 ciclos por minuto (6 cilindros)
Folga do pisto: 0,01mm
Quantidade
Tabela 3 - Comparao de grandezas
-
SENAI - PE
16
Para que possamos ter uma referncia sobre o sistema Common Rail,
podemos efetuar alguns comparativos:
Presso: A presso de injeo pode atingir valores de 1400 bar, ou seja,
para sustentarmos um veculo mdio na ponta de um dedo teramos que
fazer uma fora equivalente a 2000 bar.
Tempo de injeo: Um avio voando a 900 Km/h percorre 25 cm em 1ms
(milsimo de segundo) e nesse 1ms, ocorre a injeo.
Quantidade / Volume: Uma gota possui, em mdia, 50 mm3. A pr-injeo
possui 1 mm3.
Medidas: Dimetro mdio de um fio de cabelo 0,06 mm. Folga do pisto de
injeo: 0,01 mm.
Diagrama funcional
O sistema de injeo de combustvel est dividido em circuitos de:
alimentao;
baixa presso;
alta presso;
retorno.
Sistema de injeo de combustvel
Circuito de alimentao
Reservatrio de combustvel
ECM
Separador de gua
Figura 10 - Separador de gua
-
SENAI - PE
17
No filtro do separador de gua existem uma bomba manual e um sensor de
presena de gua. Caso seja detectada gua no sistema, ir acender uma luz
no painel.
Havendo necessidade de eliminar bolhas de ar da tubulao, isso dever ser
feito atravs da bomba manual existente no filtro, sem a necessidade de soltura
de conexes.
Nos motores, a Unidade de Gerenciamento Eletrnico (ECM) refrigerada pela
passagem do combustvel no circuito de alimentao.
Circuito de baixa presso
A bomba de engrenagens est fixada bomba de alta presso e tem como
objetivo elevar para 2.5bar a presso do combustvel e garantir o seu
abastecimento. Funciona atravs de duas engrenagens que giram solidrias. O
combustvel transportado pelos dentes das engrenagens para o circuito de
baixa presso at atingir a bomba de alta presso.
Filtro
Bomba de
Figura 11 - Bomba de engrenagens
-
SENAI - PE
18
A ilustrao, a seguir, mostra os diversos componentes da bomba de
engrenagens.
Circuito de alta presso
Bomba de alta presso - Instalada na carcaa do conjunto de engrenagens,
tem a funo de pressurizar o combustvel na presso necessria para a
injeo.
O excesso de combustvel no enviado s cmaras de bombeamento
utilizado para lubrificar os componentes internos da bomba. Esse excesso
retorna para a entrada da bomba de engrenagens.
A pressurizao do combustvel gerada por trs mbolos dispostos a 120
que, acionados por um eixo excntrico, produzem movimentos de admisso e
compresso.
Figura 12 - Bomba de engrenagens
Suco Carcaa
Presso aprox. 2,5 bar
Engrenagens
Figura 13 - Bomba de alta presso
-
SENAI - PE
19
O tubo distribuidor (Rail) um acumulador, fornecendo combustvel para todos
os injetores. A presso do combustvel de at 1400 bar, podendo alcanar
picos de 1600 bar.
um tubo forjado em ao cujas funes so:
acumular combustvel em alta presso;
reduzir a pulsao e flutuao da presso do combustvel devido ao
movimento de abertura e fechamento das vlvulas injetoras e tambm do
bombeamento da bomba de alta presso (dbito da bomba);
distribuir o combustvel sob alta presso para as vlvulas injetoras.
Admisso
Quando o mbolo (pisto) est admitindo o combustvel, a vlvula de admisso se abre e libera a passagem do combustvel para a cmara de compresso, provocando um aumento de volume.
Figura 14 - Funcionamento da bomba de alta presso.
Vlvula de admisso
Cmara de compresso
Pisto
Alimentao
Mola
Tubo Eixo excntrico
Figura 15 - Funcionamento da bomba de alta
-
SENAI - PE
20
Para que a presso de combustvel no sofra grandes oscilaes, o Rail possui
um sensor de presso e uma vlvula limitadora de presso. Toda vez que a
presso interna exceder os valores limites, a vlvula limitadora de presso
libera o combustvel para a linha de retorno.
Vamos explicar, agora, o funcionamento mecnico da vlvula limitadora de
presso instalada na extremidade do tubo distribuidor (Rail).
A vlvula limitadora evita que a presso interna ultrapasse 1600 bar. Para
realizar esse controle, a vlvula se abre, liberando a passagem do combustvel
para a linha de retorno.
Figura 16 - Tubo distribuidor (RAIL)
Figura 18 - Vlvula limitadora de presso, (viso interna).
Figura 17 - Vlvula limitadora de
-
SENAI - PE
21
Dica: A vlvula somente deve ser removida quando de sua
substituio.
Circuito de retorno
Injeo de combustvel
O combustvel pressurizado chega at as cmaras de combusto atravs das
vlvulas injetoras que so comandadas eletronicamente pelo ECM. Para que
haja uma combusto mais eficiente e homognea dentro da cmara de
combusto, o ciclo de injeo est dividido em pr-injeo e injeo principal
de combustvel.
Pr-injeo
Antes da injeo principal injetada uma pequena quantidade de combustvel
na cmara de combusto. Essa breve injeo de combustvel,
aproximadamente 1 mm3, permite um aumento da temperatura e presso na
cmara, deixando-a pr-aquecida e preparada para o recebimento da injeo
principal.
Figura 19 - Circuito de retorno
-
SENAI - PE
22
Como resultado, possvel reduzir o avano da injeo, minimizando os rudos
de combusto e os poluentes.
Injeo principal
Logo aps o ciclo de pr-injeo, a agulha da vlvula injetora se abre para a
injeo principal. O grfico abaixo mostra que a presso de combusto se
mantm praticamente estvel durante todo o ciclo de injeo.
Vale lembrar que estes ciclos de injeo so totalmente comandados pelo ECM
e dependem diretamente das condies de solicitao do motor.
Vlvulas injetoras
As vlvulas injetoras esto montadas no cabeote, sendo uma para cada
cilindro;
As vlvulas injetoras recebem o combustvel pressurizado do tubo
distribuidor (Rail) e tm a finalidade de pulverizar esse combustvel na
cmara de combusto.
O ECM determina o instante e a quantidade exata de combustvel para cada
cilindro.
Figura 20 - Grfico de injeo de combustvel.
Combusto com pr-injeo
Combusto sem pr-injeo
Abertura da vlvula
Presso na cmara de com
busto
Pr-Injeo Intervalo PMS
Injeo principal
Tempo
-
SENAI - PE
23
Quando da remoo e instalao da tubulao junto vlvula injetora MWM,
devero ser utilizadas duas chaves, evitando a soltura do NIPLE.
Incio de injeo
O incio de injeo determinado pelo ECM, o qual energiza a vlvula
eletromagntica criando um campo magntico e abrindo o furo calibrado de
retorno. Nesse instante, o combustvel pressurizado passa pelo furo calibrado
de retorno diminuindo a presso na cmara de controle do injetor, fazendo com
que a agulha se mova para cima iniciando a injeo de combustvel.
Figura 21 - Vlvulas injetoras.
Figura 22 - Incio de injeo
Ligao eltrica
Unidade de ativao (solenoide)
Entrada do combustvel pressurizado
Vlvula eletromagntica
Furo calibrado de retorno
Furo calibrado de entrada
Cmara do controle do injetor
Haste de comando
Cmara inferior
Agulha do injetor
Canal de alimentao para o injetor
Sada para o retorno de combustvel
-
SENAI - PE
24
Trmino da injeo
Quando o ECM deixa de energizar a vlvula eletromagntica e, por ao
mecnica, a mola fecha a passagem do furo de retorno, o combustvel
pressurizado passa a ocupar a cmara de controle do injetor forando a haste
de comando para baixo, movendo a agulha do injetor at sua posio de
repouso, finalizando o ciclo de injeo.
As vlvulas injetoras no possuem reparo e devem ser substitudas em
conjunto.
Mdulo de gerenciamento eletrnico (ECM)
Retomamos, agora, o assunto gerenciamento eletrnico, sobre o qual nos
referimos quando fizemos uma comparao entre o ser humano e esse
sistema. Vamos ento detalhar o mdulo ECM e os seus componentes.
Figura 23 - Trmino de injeo
-
SENAI - PE
25
As figuras, a seguir, mostram a localizao do ECM.
O mdulo de Gerenciamento Eletrnico (ECM) recebe os sinais dos diversos
sensores, gerencia estas informaes e, atravs de clculos e valores pr-
Figura 24 - Localizao do ECM - motor Cummins
Figura 25 - Localizao do ECM - Motor MWM 4 cilindros
Figura 26 - Localizao do ECM - motor MWM 6 cilindros.
-
SENAI - PE
26
determinados, comanda os atuadores que iro realizar as funes de injetar,
controlar e avisar.
O ECM, atravs de processadores e memrias, efetua clculos com o objetivo
de determinar o momento e o volume exato em que o combustvel deve ser
injetado, para atender os requisitos do condutor do veculo, do governo (ndice
de poluio - EURO III E CONAMA V) e condies de trabalho (temperatura,
rotao do motor, velocidade, etc.).
Quando for efetuado trabalho de soldagem, o ECM e as baterias devem ser
desconectados.
Figura 28 - Sinais de entrada e sada
Figura 27 - sensores e atuadores.
-
SENAI - PE
27
Administrao de defeitos
Durante o processamento das inmeras informaes pelas quais o ECM
responsvel, pode ser detectado um mal funcionamento de algum componente.
Nestes casos, o ECM registra o defeito em uma memria especfica e passa a
adotar aes de forma a tentar minimizar os efeitos decorrentes deste defeito.
Dependendo da severidade do defeito, o motor pode ser despotencializado.
O processamento das informaes feito pelo ECM atravs de trs tipos de
memria:
Memria ROM ou EPROM: recebe sinais j digitalizados com programas
armazenados em forma fixa;
Memria EEPROM: memria do sistema onde ficam armazenados todos os
dados de imobilizao do veculo e mapas de calibrao (no voltil, ou
seja, no se apaga);
Memria RAM: memria de recebimento e leitura para armazenamento de
dados variveis (voltil). Necessita da EEPROM para processar os dados.
Ao se desligar a bateria, todas as informaes contidas so apagadas.
Armazena as falhas do sistema (diagnstico).
Para acesso s informaes disponveis no ECM, existe um conector de
diagnsticos (informaes disponveis na apostila - Ferramenta de
Diagnstico).
nibus
Figura 29 - Localizao do conector de diagnstico
nibus O conector de diagnstico est localizado junto central eltrica. A localizao no veculo depende do fabricante da carroaria (encarroador).
Caminho
-
SENAI - PE
28
Identificao do fornecedor - Bosch
Sensores
Os sensores, como afirmamos, so os captadores dos sinais que devero ser
processados em decises que beneficiem o funcionamento do motor.
Vejamos agora os tipos de sensor e suas funes.
Sensor de rotao do motor
um sensor eletromagntico (indutivo) que tem por objetivo informar ao ECM a
velocidade angular da rvore de manivelas. Este sensor montado em um
suporte onde encontra-se estrategicamente posicionado.
Este sensor consiste de uma bobina cujo ncleo encontra-se envolvido por um
campo magntico.
Figura 31 - Localizao do sensor de rotao
Motor MWM
Sensor de rotao
Disco dentado Sensor de rotao
Motor Cummins
Figura 30 - Etiqueta de identificao do ECM.
-
SENAI - PE
29
Em conjunto com o sensor de rotao temos o disco dentado de 60 dentes com
falha de 2 dentes (60-2), nos motores Cummins, ou o volante do motor com
furos (60-2) nos motores MWM que, em movimento, devido aos dentes ou
furos, gera impulsos que so identificados pelo campo magntico do sensor e
enviados ao ECM.
A ausncia dos 2 dentes ou furos serve para indicar o posicionamento da
rvore de manivelas. O sinal, gerado pelos impulsos, amplificado e chega ao
ECM que, juntamente com outros parmetros, determina o momento exato do
incio da injeo de combustvel.
O sinal gerado de uma onda de corrente alternada, caracterstica do sensor
indutivo. Este sensor utilizado pelo ECM para determinar a rotao do motor,
o momento exato do incio de injeo e, em conjunto com o sensor de fase,
determinar o cilindro que receber a injeo.
Figura 32 - Disco dentado e volante do motor com furos.
Figura 33 - Gerao de corrente alternada.
-
SENAI - PE
30
Sensor de fase
Este sensor, do tipo indutivo, tem como referncia para a obteno do sinal, a
engrenagem da rvore do comando de vlvulas.
Atravs das cavidades (Cummins) e ressaltos (MWM) existentes na
engrenagem, o sensor de fase informa ao ECM o prximo cilindro que dever
receber a injeo. Para determinar o 1 cilindro e sincronizar os prximos,
existe uma marca de referncia (cavidade ou ressalto), junto indicao do
primeiro cilindro.
Figura 34 - Localizao do sensor de fase - Motores Cummins.
Figura 35 - Localizao do sensor de fase - Motores MWM
-
SENAI - PE
31
Como este sensor trabalha em conjunto com o sensor de rotao, todas as
vezes que passar a falha de dois dentes ou furos no sensor de rotao e
houver dois sinais prximos no sensor de fase (30 de diferena considerando
a rvore de manivelas), o ECM entende como sendo o 1 cilindro. Os demais
cilindros sero determinados pelo sensor de rotao na contagem dos dentes
(Cummins) ou furos no volante do motor (MWM), em conjunto com o sensor de
fase.
Figura 37 - Engrenagem de rvore de comando de vlvula.
Figura 36- Engrenagem da rvore de comando de vlvulas
-
SENAI - PE
32
Sensor de presso e temperatura do ar admitido
Localizado no coletor de admisso, informa ao ECM a temperatura e a presso
no coletor de admisso.
Este sensor do tipo NTC (Negative Temperature Coeficient) que atua de
forma que, quanto menor a temperatura, maior a resistividade.
Temperatura - Quando o ar est quente, as molculas nele contidas
aumentam de volume, isso significa que se tivermos um ar aquecido em um
mesmo cilindro, a massa (peso) admitida ser menor que em um ar frio,
fazendo com que o mdulo determine uma quantidade de combustvel menor.
Presso - Em funo da elevao da presso provocada pela turbina, uma
massa maior de ar admitida, sendo necessria uma correo pelo ECM na
quantidade de combustvel injetada para atender a solicitao do motorista.
Os valores informados ao ECM so utilizados para calcular a massa de ar
admitida.
Figura 38 - Comportamento do sensor NTC
-
SENAI - PE
33
Sensor de temperatura do lquido de arrefecimento
Localizado no cabeote do motor, este sensor tem como funo bsica
informar ao ECM as variaes de temperatura do lquido de arrefecimento.
Para realizar sua funo, esse sensor varia sua
resistncia eltrica de acordo com a temperatura e
utiliza o valor obtido como valor de correo para o
clculo da quantidade de combustvel a ser injetada.
Sensor do pedal do acelerador
Devido eletrnica embarcada presente neste motor, o pedal do acelerador
no possui uma ao mecnica no fornecimento de combustvel. Atravs de
um potencimetro e um interruptor instalado no conjunto do pedal, o ECM
informado quanto ao seu posicionamento.
Figura 40 - Sensor de posio do pedal do acelerador.
Figura 39 - Sensor de temperatura do ar.
-
SENAI - PE
34
A posio do pedal um dos parmetros para que o ECM calcule o volume de
combustvel a ser injetado, atendendo a solicitao do usurio.
O interruptor possui duas funes: primeira, de informar se o pedal est em
posio de descanso (marcha lenta), e a segunda de informar a posio de
acelerao (elevao da rotao).
O potencimetro informa a variao da posio do pedal do acelerador.
Para calibrar o pedal do acelerador: ligar a ignio, acionar progressivamente o
pedal at plena carga e soltar. Acionar por mais duas vezes o pedal. Essa
operao permitir que o ECM identifique o interruptor de marcha lenta e o
valor do potencimetro. Esse procedimento sempre dever ser realizado
quando da substituio do pedal, substituio do ECM, ou quando for
desconectada a alimentao do ECM.
Sensor de presso atmosfrica
Tanto para os motores Cummins quanto MWM, este sensor se localiza dentro
do Mdulo de Gerenciamento Eletrnico (ECM), no sendo passvel de
substituio.
Do tipo baromtrico, esse sensor informa ao ECM dados porque h a presso
atmosfrica em que se encontra o veculo (altitude de operao). A partir deste
sinal, o ECM adota parmetros para adequar a presso no coletor de admisso
em funo do dbito de combustvel.
Figura 41 - Sensor de presso atmosfrica.
-
SENAI - PE
35
Sensor de presso e temperatura do leo
O sensor de presso e temperatura do leo usado pelo Mdulo de
Gerenciamento Eletrnico (ECM) para monitorar a presso e temperatura do
leo lubrificante.
Os sinais de temperatura e presso do leo so monitorados pelo ECM, o qual
possui valores limites preestabelecidos para proteger a vida til do motor. O
sensor de temperatura do tipo NTC.
Sensor de temperatura de combustvel - somente Cummins
Localizado na parte superior do filtro de combustvel junto ao motor.
Figura 42 - Sensor de presso e temperatura do leo.
Figura 43 - Sensor de temperatura do combustvel.
-
SENAI - PE
36
Informa a temperatura do combustvel ao ECM, o qual corrige o dbito de
combustvel pela variao de temperatura. O limite de proteo ser ativado
quando a temperatura atingir 71C (despotencializao do motor). Este sensor
do tipo NTC.
Sensor de presso do Common Rail
O sensor de presso de injeo est instalado no tubo distribuidor (Rail) e tem
como funo informar ao ECM a presso de combustvel ali presente. Isso
garante o monitoramento da presso desejada a qualquer momento.
Com o motor funcionando, nunca soltar este sensor sob risco de acidente e
danificao. Somente poder ser removido para ser substitudo.
Vlvula reguladora de presso
responsvel pelo controle de combustvel destinado bomba de alta
presso. Dessa forma, a bomba de alta presso somente ir elevar a presso
no tubo distribuidor (Common Rail) o suficiente para o volume e necessidades
do motor.
Figura 44 - Sensor de temperatura do Common Rail
-
SENAI - PE
37
PWM - Pulse Width Modulation (modulao da largura do pulso). Instalada
junto bomba e comandada pelo ECM, a vlvula recebe impulsos de sinal
PWM, permitindo variar a presso com o aumento ou a diminuio do volume
de combustvel a ser comprimido pela bomba de alta presso.
O sinal PWM representado pelo tempo (T) em que o sensor energizado
durante um perodo. Esse perodo sempre ser o mesmo, o que varia o
tempo (T) de energizao. Para aumentar ou diminuir a presso no tubo
distribuidor (Rail), o tempo (T) alterado.
Figura 45- Localizao da vlvula reguladora de presso.
Figura 46 - Vlvula reguladora de presso
-
SENAI - PE
38
Sensor de velocidade do veculo
Informa ao ECM a velocidade do veculo para processamento do consumo de
combustvel e valores de injeo.
Presso reduzida de combustvel
Quando o tempo (T) reduzido, a vlvula reguladora permite pouca passagem
de combustvel para a bomba de alta presso. Todo excedente de combustvel
enviado ao circuito de retorno.
Figura 47 - Modulao da largura do pulso.
Figura 48 - Sensor de velocidade.
-
SENAI - PE
39
Presso elevada de combustvel
Para aumentar o volume de combustvel at a bomba de alta presso, a vlvula
reguladora encontra-se mais retrada, permitindo a passagem de maior
quantidade de combustvel, ou seja, o tempo (T) est ampliado.
Figura 49 - Circuito do combustvel.
Figura 50 - Controle de pulso.
-
SENAI - PE
40
Todo esse controle gerenciado pelo ECM gera um ciclo de informaes e
aes. Atravs de um sinal PWM, o ECM controla a vlvula reguladora que
varia o volume de combustvel a ser comprimido pela bomba de alta presso. A
variao da presso do Common Rail detectada pelo sensor de presso,
informando ao ECM, fechando assim o ciclo.
Figura 51 - Circuito do combustvel.
Figura 53 - Ciclo do gerenciamento eletrnico do combustvel.
Figura 52 - Controle de pulso.
-
SENAI - PE
41
Interruptor do pedal da embreagem e interruptor do pedal do freio
Caso o veculo seja equipado com piloto automtico e/ou tomada de fora
(PTO), logo atrs dos pedais do freio e embreagem esto instalados
interruptores destinados a informar ao ECM o momento em que esses pedais
so acionados. Esta informao utilizada pelo ECM exclusivamente para
desabilitar o funcionamento do piloto automtico e PTO.
Conclumos aqui esta etapa de estudos. No captulo seguinte trataremos do
sistema de proteo do motor.
Figura 55 - Interruptor do pedal de embreagem.
Interruptor do pedal da embreagem
Figura 54 - Interruptor do pedal do freio.
Interruptor do pedal do freio
-
SENAI - PE
42
SISTEMA DE PROTEO DO MOTOR
O sistema de proteo do motor realizado atravs do monitoramento de
temperaturas, presses e nveis de fludos do sistema que, em conjunto com a
parada e partida de proteo quando habilitados, impedem que o motor
trabalhe sob condies que possam comprometer o funcionamento ou danificar
componentes. Para isso, esse sistema possui trs luzes de aviso localizadas
no painel de instrumentos.
Figura 56 - Luz de indicao de checagem do motor.
Figura 57 - Luz de indicao de parada obrigatria.
-
SENAI - PE
43
Como fcil concluir, o sistema de proteo do motor visa chamar a ateno
dos usurios do veculo para sinais que indicam anormalidade em seu
funcionamento. Portanto, muita ateno a esses sinais para evitar danos ao
veculo e prejuzos ao proprietrio.
Figura 58 - Luz de advertncia de falha no motor.
Indica que h uma falha leve no motor, porm no necessria a parada imediata do
veculo.
O veculo deve ser conduzido at um concessionrio.
-
SENAI - PE
44
CONCLUINDO
Esperamos que esta apostila lhe tenha proporcionado uma viso geral da
estrutura e do funcionamento da injeo eletrnica diesel, que representa uma
evoluo tecnolgica idealizada para contribuir com a reduo de poluentes no
meio ambiente e trazer mais conforto aos usurios.
O desenvolvimento de um profissional em qualquer rea de atuao requer
continuidade de estudos, gosto pela pesquisa, esforo de aplicao, enfim,
uma atitude de busca constante para ampliar saberes e habilidades.
Voc tem a sua frente um campo aberto ao aperfeioamento, visto que a
indstria automobilstica um setor que incorpora alto volume de investimentos
repercutindo no ritmo de incorporao de novas tecnologias.
-
SENAI - PE
45
REFERNCIAS
Volkswagen do Brasil. Motor MWM srie 12 eletrnico. So Paulo:
Volkswagen, [20-- ?]
Volkswagen do Brasil. Motor Cummins INTER C. So Paulo:
Volkswagen, [20-- ?]
Volkswagen do Brasil. Sistema de gerenciamento eletrnico. So Paulo:
Volkswagen, [20-- ?]
-
CRDITOS
Elaborao
Marcelo Bino dos Santos
Reviso Tcnica
Stnio de Castro Ribeiro II
Reviso Gramatical
Jaciline Buarque Lustosa
Teresa Lucrcia Melo Santos
Digitao
Karla Vanessa Bernardina de Oliveira
Diagramao
Karla Vanessa Bernardina de Oliveira
Lindalva Maria da Silva
Editorao
Diviso de Educao Profissional e Tecnolgica - DET