Injeção EletrônicaFonte: http://www.carrosinfoco.com.br/

Uma breve história:Quando falamos de injeção eletrônica lembramos logo do nostálgico Gol GTI de 1989, o primeiro carro brasileiro a utilizar um sistema de Injeção Eletrônica de Combustível.

O Brasil demorou para receber seu primeiro motor “injetado”, pois em 1957 era apresentado o primeiro carro com injeção eletrônica, o AMC Rambler Rebel com motor de 5.4 litros controlado pelo sistema Electrojector produção seriada.

Contudo o sistema Electrojector não vingou e suas patentes acabaram sendo vendidas para a Bosch, que atualmente é uma das principais marcas de componentes e sistema eletrônicos automotivos. Confira como funciona este complexo sistema que revolucionou os motores de combustão interna:

Capítulo 1:

01 – O Sistema de Injeção Eletrônica.

Capítulo 2:

02 – ECU – Eletronic Control Unit

Capítulo 3: Sensores

03 – Sensor MAP;04 – Sensor de Fluxo de Ar – Parte 1;05 – Sensor de Fluxo de Ar -0 Final;06 – Sensor de Posição da Borboleta de Aceleração;07 – Sensor de Temperatura;08 – Sensor de Detonação;09 – Sensor de Fase;10 – Sensor de Rotação;11 – Sensor de Oxigênio.

Capítulo 4: Atuadores12 – Relés;13 – Corpo de Borboleta;14 – Atuador de Marcha Lenta;

15 – Válvula Purga do Cânister;16 – Bico Injetor;17 – Válvula ERG;18 – Ventilador do Radiador; 19 – Bombas de Combustível.

01 – O sistema de injeção eletrônicaA injeção eletrônica é um sistema que monitora e controla o funcionamento do motor através da entrada e saída de dados. Sua principal função é fornecer a proporção ideal de ar e combustível(relação estequiométrica.) para o motor seja qualfor o seu regime de funcionamento.

E o que são esses dados? São informações sobre as condições e o estado a que o motor está funcionando.

As informações são captadas pelos Sensores e enviadas a Central de Processamento onde são avaliadas e comparadas a parâmetros preestabelecidos contidos na central, que a partir dessa avaliação ela irá comandar os atuadores devidamente.

Como foi citado acima, Sensores, Central e Atuadores; são os principais membros da injeção eletrônica:

1- Sensores: Componentes localizados em pontos chave do motor, fornecem informações a central de processamento sobre o funcionamento do motor.

Existem diferentes tipos de sensores, são eles:Resistivos;Hall;Indutivos;Capacitivos;Interruptores.

2- Central de Processamento: Também chamada de centralina, “cérebro” do motor, ECU ou UCE; é nada mais nada menos que um microprocessador que recebe os sinais enviados pelo sensores, processa e comanda os atuadores de forma a obter o melhor eficiência possível do motor;

Foto: Onlysurplus

3- Atuadores: Componentes controlados pela ECU que mantêm o motor em funcionamento nas melhores condições possíveis.

Da mesma forma que os sensores informam situações “normais” para o motor, elestambém informam anomalias, então a central passa a ignorar o sinal do sensor queinforma a avaria e passa a buscar outra forma de manter o motor em funcionamento, neste instante ela gera um código de avaria e acende a luz de injeção no painel.

•Classificação

Antigamente os sistemas de injeção eletrônica trabalhavam de forma diferente, que o diga a injeção do Gol GTI de 1989, o primeiro nacional equipado com injeção eletrônica; chamada por muito mantenedores automotivos de “injeção burra”, tratava-se do sistema Le Jetronic da Bosch, um sistema multiponto, intermitente e de central de injeção analógica.

Claro que os sistemas de hoje são bem mais modernos e precisos, mas para entender a injeção vamos conhecer a fundo como ela é classificada. Seis categoriasclassificam os sistemas de injeção eletrônica, são elas:

1-Tipo da Central de Processamento:Analógica/Digital.

2-Quantidade de válvulas injetoras: Monoponto/Multiponto.

3-Tipo de injeção:Intermitente, Banco a Banco e Sequencial.

4-Forma de calcular a massa de ar admitido:Speed Density, Vazão ou Fluxo de Ar e Leitura direta da massa de ar.

5-Controle da mistura ar e combustível:Malha aberta/Malha fechada.

6-Tipo Ignição:Dinâmica/Estática.

1. Tipo da Central de Processamento:Os primeiros sistemas dotavam de duas centrais, uma para injeção analógica e outra para injeção digital. Atualmente este sistema está em desuso, as centrais concentram todas as funções em um módulo(digital) apenas, e mesmo assim ainda reduziram de tamanho, chegando a comparar-se com um carteira.

2. Quantidade de válvulas injetoras:

O sistema poder ter um ou mais de um bico injetor, sendo monoponto ou multiponto, na ordem.As diferenças entre os dois sistemas vão além da quantidade de injetores, na verdade, eficiência é a maior diferença entre eles.No sistema Monopontoo bico localiza-se acima do Corpo de Borboleta(também chamado de TBI); o sistema visa injetar a mistura de forma homogênea, mas desperdiça bastante combustível, pois além de ser um injetor para todos os cilindrosgrande parte desse combustível condensa nas paredes do Coletor de Admissão.Ex: Sistema Bosch Mono-Jetronic.

Mais moderno, o sistema Multiponto conquistou o mercado pela sua eficiência, agora passa a ser uma válvula injetora por cilindro. A vantagem deste é o fato do combustível ser injetado praticamente na Válvula de Admissão, então no Coletor deAdmissão passa a circular apenas o ar aspirado pelo motor. Neste caso um coletorde maior diâmetro é usado, o que é um ponto a favor da potência; o alumínio forjado é substituído pelo plástico, mais leve, barato e principalmente menos resistente ao ar por ter uma superfície menos rugosa.

Nota: A denominação bico injetor também é usada nos motores Diesel, para que não gere confusão a partir daqui iremos utilizar as seguintes nomenclaturas: VálvulaInjetora ou Eletroválvula.

3. Tipo de Injeção:

Intermitente –> Neste método de injeção todos as válvulas injetoras eram ativadas ao mesmo tempo, do combustível injetado por elas apenas um dos jatos era admitido pelo motor, os demais ficavam em “stand by” até que seu respectivo cilindro entrasse no tempo de admissão.O mais interessante desse método é o fato do combustível ficar em espera, quandoo cilindro entrava no tempo de admissão mais combustível era injetado, o que representava um gasto maior de combustível.Vale ressaltar que o sistema de injeção trabalha de forma diferente com o motor frio e em temperatura de funcionamento. Na fase fria o sistema injeta combustível sempre a cada 180º do virabrequim, ou seja, cada válvula injetora vai pulverizar combustível quatro vezes a cada um ciclo de funcionamento do motor. A medida que o motor alcança sua temperatura normal de trabalho a ECU reduz a quantidade de injetadas, estabilizando em uma injetada a cada 360º do virabrequim.O método intermitente já foi muito utilizado, carros nacionais como Gol GTI 1989(o

primeiro deles), Kadett GSi e Uno 1.6 MPI são exemplos.

Banco a banco –> Foi uma pequena evolução do sistema intermitente, só que agora duas válvulas injetoras eram operadas simultaneamente, seguindo o mesmo raciocínio, uma das injetada sera aproveitada e a outra ficava em espera. Cada injetor pulverizava o combustível a cada 180º do virabrequim, e aos poucos a ECU reduzia a quantidade injetada a medida que a temperatura do motor chegava a ideal.Amplamente utilizado no passado por ser “menos ineficiente”, caiu em desuso total com a chegada do sistema sequencial.

Sequencial –> É o método mais moderno, embora seja mais caro que os outros, domina o mercado devido a sua precisão e por reduzir ao máximo as perdas por condensação no coletor de admissão. Contudo a ECU precisa de mais informações sobre o motor, deve saber em que tempo cada cilindro está trabalhando, e comanda cada válvula injetora separadamente para que no tempo certo o combustível pulverizado seja admitido pelo motor.

Forma de calcular a massa de ar:

Ângulo/Rotação: O calculo da massa de ar tem a rotação do motor e o ângulo de abertura da borboleta como as principais variáveis desse calculo, logo um sensor de posição da borboleta – TPS mais preciso é necessário. A ECU então analisa a

porcentagem de abertura da borboleta de aceleração e a rotação do motor. Logo após ela compara esses dados a parâmetros pré – estabelecidos que estão na EPROM da ECU. Nota: Esses parâmetros são determinados na fábrica em testes de bancada.

Speed Density: É o mais comum dos métodos de cálculo, possui um sensor combinado de temperatura e de pressão no coletor de admissão(MAP – Manifold Air Pressure). Aqui o fluxo de ar é determinado pela rotação do motor, volume dos cilindros e pela informação vinda do sensor combinado. No começo o sensores MAP e de temperatura do ar eram separados, atualmente estão combinado em um mesmo corpo(ex: Linha VW com sistema de injeção Magneti Marelli possui sensor combinado.). Esse cálculo é indireto.

Fluxo de ar: Este é um método direto, preciso e caro. Possui um medidor de fluxo combinado com o sensor de temperatura do ar, e um sensor de pressão barométrica. Os valores dos sensores são diretamente utilizados pela central para calcular o tempo de injeção. As variações na pressão atmosféricas e densidade do ar são detectadas pelo sensor de pressão barométrica e o de temperatura do ar.

Massa de Ar: De longe o melhor, calcula diretamente a massa de ar admitido sem precisar de outros parâmetros, para isso um sensor de massa de ar – MAF – é necessário. Por meio de um fio aquecido ele determina a massa de ar, independente da pressão, umidade relativa e temperatura do ar.

5. Controle da Mistura Ar/Combustível:

Malha Aberta: O sistema de injeção é caracterizado como malha aberta quando nãopossui o controle dos gases de escape, as informações necessárias para esse controle são captadas pelo sensor lambda – SONDA LAMBDA – ou sensor de oxigênio.

O sensor calcula a quantidade de oxigênio nos gases de escape, com essa informação a ECU interpreta se a mistura está muito rica ou muito pobre e efetua a correção.

Malha Fechada: Neste caso o sistema possui o controle total do motor, desde a entrada de ar ar até a saída dos gases pelo escape. Atualmente os motores estão sendo equipados com duas sondas Lambda, uma antes e depois do catalisador(Padrão OBD BRII.)

6. Tipo de Ignição:

Ignição Dinâmica: Sistema que encontra-se em desuso, é caracterizado pelo uso dodistribuidor, é um sistema mecânico que com a rotação do rotor distribuía as centelhas para os cabos de vela, e estes para as velas correspondentes.

Ignição Estática: Neste sistema a ECU controla o ponto de ignição, o tempo de liberação e fechamento da energia de ignição, ou seja, não é mais ativado mecanicamente como antes. Trata-se de um subsistema dentro da ECU que distribuia alta tensão da bobina para as velas no tempo certo.O sistema pode ter um bobina para cada cilindro ou um bobina para cada dois cilindros, no segundo caso sempre ocorrerá de se ter uma “centelha perdida”, ou

seja, um cilindro em um tempo produtivo e o outro não. No entanto o cilindro que estiver em combustão irá consumir maior tensão, deixando a centelha do cilindro notempo morto fraca.

A classificação acima mostra a evolução tecnológica sobre os motores, o sistema de injeção eletrônica é essa evolução.

O motor em si não evoluiu significativamente, ele apenas é gerenciado para que possua maior eficiência em seu funcionamento, de forma a atender as altas exigências de suavidade de marcha e principalmente emissão de gases.

02 – UCE(ECU) – Unidade de Comando EletrônicoÉ o mais importante componente do sistema de Injeção eletrônica, por muitos chamada de cérebro, pois recebe as informações proveniente dos sensores; analisa,compara à parâmetros pré estabelecidos e finalmente, comanda os atuadores para manter o motor em funcionamento sob qualquer condição climática. E acima de tudo, com a melhor eficiência possível.

Basicamente trata-se de um microprocessador que possui duas memórias importantes para o sistema, a memória RAM e a EPROM.

• RAM – Random Access Memory/Mémoria de Acesso Aleatório: É uma memória volátil, aqui toda as informações dos sensores e o código de falhas são armazenados. Atualmente só pode ser apagado através do equipamento de diagnóstico, o conhecido Scanner. Via scanner também se obtém acesso ao código de falhas ou via código lampejante.

• EPROM – Erasable Programmable Ready Only Memory/Memória Apagável e Programável Só para Leitura: É uma memória não-volátil, nela constam os mapas de injeção do veículo, os parâmetros pré estabelecidos ação da central. Esses parâmetros, mapas e curvas podem ser modificados para alterar o desempenho do veículo.

Como a ECU trabalha:

O sistema de injeção pode ser esquematizado em três partes, os sinais de entrada,processamentos dos sinais e os sinais de comando para os atuadores.

- Os sinais de entrada são os captados pelos sensores, são sinais analógicos que variam entre 0 e 5 volts, tensão essa que é estável devido ao regulador de tensãoda ECU.Posição da Borboleta de Aceleração, Rotação do motor, Pressão no Coletor de Admissão(Speed Density), Quantidade da Massa de Ar.

1- Os sinais não podem ser analisados da forma que saem dos sensores, a ECU só “entende” sinais digitais(010110 – números binários), desta forma um sinal de 0 volt ou 5 volts é convertido em um sinal digital de 8bits(256 combinações). Para isso, as informações passam pelo Conversor A/D(Analógico/Digital) e logo após são comparadas ao mapa de injeção presente na memória EPROM da central, a partir daí a central compreende a necessidade do motorista e determina os sinais de comando para os atuadores, por exemplo, a quantidade de tempo que os bicos injetores ficaram abertos; o tempo de ignição, enchimento dos cilindros e o torque

desejado pelo motorista.

2- Após todo o processamento, a tensão é enviada aos atuadores e estes mantém o motor em funcionamento.

Veja o exemplo abaixo – Valores hipotéticos.

Ao ligar o veículo pela manhã o sensor MAP rapidamente informa a central a pressão no coletor de admissão, supomos que o valor de tensão enviado a ECU seja de 1,8 volt.Esse sinal ao passar pelo Conversor A/D será convertido para o número binário 111010, a central compara essa informação com a disponível em seu mapa de injeção e entende que esse valor representa 0,3 BAR. Em resposta a este valor está programado o código 100011, que é o pequeno avanço da centelha de ignição.

1. Quando algo interrompe o perfeito funcionamento do sistema…

A central também está preparada para falhas, na verdade a central faz de tudo para manter o motor em funcionamento, por isso, quando algo está errado a ECU entra no chamado modo de Emergência.

O modo de emergência entra em ação quando a ECU por algum motivo recebe sinais improváveis ou deixa de receber os sinais de algum sensor. Os valores desses sinais são geralmente extremos, 0 e 5 volts(tensão muito baixa/alta). Quando esta situação acontece a ECU grava um código de avaria na memória(RAM) e imediatamente acende a luz-espia da injeção no painel indicando falha no sistema.

Quando a ECU registra uma avaria no sistema, para manter o motor em funcionamento ela adota uma estratégia chamada Recovery. Recovery é uma estratégia em que a ECU ignora o sinal/deixa de receber o sinal do sensor e passaa adotar um valor já estabelecido na ECU, o motor continua funcionando, mas de forma irregular, as vezes com mistura rica, as vezes com mistura pobre e em caso extremos alguns sistemas chegam a limitar a rotação do motor.

2. Auto diagnóstico:

Depois de gravado na memória RAM, o código de avaria só pode ser apagado através do SCANNER, não mais desligando a bateria.O scanner é um aparelho que torna visível as funções da ECU, nele você pode visualizar a descrição da falha, modificar parâmetros, definir as funções guiadas do veículo, verificar as informações dos sensores enquanto o motor funciona, realizar

teste de atuadores e geralmente o scanner de concessionárias permite uma ampla quantidade de configurações.

Para realizar tudo isso ele precisa ser conectado no conector de diagnóstico, que tornou-se padrão(OBDII) para todos os veículos.

Foto : Autoentusiastas

Nos sistemas de injeção mais antigos existia outra possibilidade de ler o código de avaria, era através do código lampejante.

Simplesmente fazia-se um “jumper” em duas saídas do conector de diagnóstico, então ligada a ignição o código se iniciava. A interpretação do código se dava pelaquantidade de piscadas e pelo intervalo entre as sequências. Veja o exemplo abaixo:

PISCA-PISCA-PISCA-PAUSA CURTA PISCA-PISCA-PISCA-PISCA-PAUSA LONGA

A primeira sequência de piscadas representa a casa das dezenas, e a segunda sequência de piscadas representa a casa das unidades, logo a primeira sequência representa o número 3, e a segunda sequência o número 4. Então obtemos o código de avaria 34.

O código acima se repete três vezes até passar para outro código, depois de apresentar todos os códigos, o sistema retorna para o primeiro código e começa a varredura novamente.

Sistemas com essa função: Rochester Multec 700; Delphi Multec EMC, FIC-EEC IV,Bosch Motronic M1.5.2 Turbo e Bosch Motronic M1.5.4.

03 – Sensor MAPO MAP – Manifold Absolute Pressure é um dos sensores mais importantes dos sistemas de injeção, principalmente os que trabalham com o método Speed/Density.

Geralmente do tipo Resistivo o MAP localiza-se no coletor Coletor de Admissão depois do Corpo de Borboleta informa a ECU com que carga o motor está trabalhando, a ECU com essa informação determina o avanço da centelha, substituindo o antigo avanço à vácuo ideal de combustível para a massa de ar.

Por dentro do MAP:

Constituído de um diafragma e uma membrana piezo-resistiva, essa membrana estácontida no diafragma formando um composto chamado de strain-gage.

O strain-gage é um resistência elétrica que está serigrafado em uma placa cerâmica, ou seja, são resistores sensíveis à deformação que formam um circuito chamado Ponte de Wheatstone.

O diafragma está envolvido pelo corpo do sensor, hermeticamente fechado formandoduas câmaras, com uma delas em contato com o coletor de admissão e a outra com uma pressão fixa de 1 BAR, esta se deforma de acordo com a pressão no coletor de admissão, ao se deformar a resistência da membrana piezo-resistiva se altera, logo a tensão que o MAP envia a ECU também.

Funcionamento:

Ao ligar a ignição – momentos antes de dar a partida – a ECU envia o sinal de 5 volts de referência para o MAP, que deve retornar um sinal entre 0 e 5 volts para ECU.

Motor está desligado a pressão no coletor é a mesma pressão atmosférica, logo o diafragma ficará imóvel, a resistência não vai se alterar e o sinal do MAP será de 5 volts.

Nota: Se você leu as matérias anteriores, sabe que sinais extremos 0 ou 5 volts geram códigos de falha, mas neste caso como o motor está parado, não há sinal do Sensor de Rotação então a ECU não interpreta como uma falha.

Com o motor funcionando em marcha lenta a posição da borboleta de aceleração ficará levemente aberta, com isso uma grande depressão será criada no coletor – cerca de 0,4 BAR – e fará com que o diafragma se flexione alterando sua resistência, e então, seu sinal de saída para ECU, que ficará em torno de 1,5 volts.

Ao trafegar com o veículo em uma situação de transito normal, o motor estará trabalhando sob carga parcial, ou seja, a borboleta estará aberta, mas não totalmente. A depressão diminui, o diafragma se deforma menos e o sinal do MAP para ECU aumenta.

Quando se pisa fundo no acelerador, a borboleta abre totalmente, a pressão no coletor aproxima-se de 1 BAR, com a pouca flexão a tensão de saída gira em torno de 4,6 volts, nunca devendo chegar a 5 volts.

O que é o valor do MAP para ECU?

O sinal de saída do MAP ao chegar na ECU, é utilizado para o calculo do Fluxo da Massa de Ar.

A partir do valor do MAP a ECU “sabe” a densidade do ar, a massa de ar que entra no motor é proporcional a densidade do ar, que por sua vez é proporcional apressão absoluta, e inversamente proporcional a temperatura absoluta.

O valor do fluxo da massa ar é um dos parâmetros que a ECU utiliza para calculara quantidade exata de combustível a ser injetada.

Vácuo e Pressão Absoluta:

Para entender o MAP, é importante saber o que queremos dizer quando chamamosvácuo e pressão absoluta.

A pressão absoluta é que se mede desde o vácuo total, ou seja, o zero de pressão; e o vácuo é a diferença entre a pressão absoluta no coletor de admissão e a pressão atmosférica. Então o vácuo indica uma pressão abaixo da atmosférica.

Sempre que vamos medir a pressão no coletor com um manômetro temos que entender que o vácuo é a pressão medida pelo vacuômetro, claro. Mas isso se deve ao fato do vacuômetro medir com base na pressão atmosférica local.

O MAP mede apressão absoluta com base no zero de pressão, logo chega-se a conclusão: Pressão Absoluta = Pressão Atmosférica – Vácuo.

Sensor Combinado:

Como o valor da temperatura do ar é importante para o cálculo da massa de ar, écomum encontrar sensor MAP combinado com o sensor de Temperatura do ar, na verdade atualmente o sensor combinado é unanimidade no mercado.

A diferença para o MAP(separado) é que não há mais a problemática mangueira que liga o sensor ao coletor de admissão, agora o sensor é fixado no coletor, outradiferença é o terminal do sensor que possui 4 pinos. Um sinal de referência, um terra e os sinais de saída do MAP e temperatura do ar.

Sensor MAP de Variação de frequência capacitivo:

É um tipo de sensor MAP que utiliza o principio de capacitor em seu funcionamento.

Neste sensor o que o dielétrico do capacitor é uma câmara de pressão ligada ao coletor de admissão ou exposta à pressão atmosférica. A medida que a pressão varia, varia também a capacitância.

Em um circuito indutor-capacitor essa variação gera uma variação da frequência de ressonância, a capacitância é transformada em um sinal de frequência.

Para a ECU o aumento na frequência do sinais de saída do sensor significa um aumento na pressão e vice-versa.

Testando o Sensor MAP:

Retire o MAP do coletor de admissão, mais não desconecte o conector, e em seguida coloque as pontas de prova do multímetro nos fios de terra e do sinal saída.

Agora você irá precisar de uma bomba de vácuo, coloque a mangueira da bomba de vácuo no MAP. A finalidade da bomba é simular as situações de trabalho do MAP, a medida que você aciona a bomba de vácuo você verá pelo multímetro a variação da tensão que é enviada para ECU.

Para conferir se a pressão está correta você precisará da tabela de parâmetros de tensão do MAP.

Unidades de medida contida no vacuômetro:

- kg/cm²(Quilograma por Centímetro quadrado): Força em kg que o fluído exerce sobre uma área de 1cm².

- psi(Libra por polegada quadrada): Força em libras que um fluído exerce sobre uma área de 1 polegada quadrada.

- BAR(a palavra BAR vem do Baros, que significa peso): Força em newton(N) que o fluído exercer sobre uma área de 1cm².

- inHG(Polegadas de mercúrio): Quantidade de polegadas que o fluído consegue elevar em uma coluna de mercúrio.

- mmHG(Milímetros de mercúrio): Quantidade de milímetros que o fluído consegue elevar em uma coluna de mercúrio.

- cmHG(Centímetros de mercúrio): Quantidade de centímetros que fluído consegue elevar em uma coluna de mercúrio.

No próximo post mais um sensor do sistema de injeção eletrônica.

04 – Sensor de Fluxo de Ar – Parte 1Geralmente aplicados em motores dotados de sistema de injeção mais sofisticado, os sensores Medidores de Fluxo veículos importados ou diferenciados.

Existem dois tipos de sensores medidores de fluxo:

1.Medidor de Fluxo de ar – Volumétrico/Vazão;

2.Medidor do Fluxo da Massa de ar.

O cálculo da quantidade de combustível a ser injetado é diferente para ambos os sensores, o medidor volumétrico é utilizado para o método Fluxo de ar – Leitura Direta, já o medidor do fluxo da massa de ar é utilizado quando o método de cálculo é Massa de ar – Leitura Direta.

Medidor de Fluxo de Ar – Vazão:

Devem ser manuseados com cuidado, pois são sensores muito precisos e sensíveisa qualquer variação.

Atualmente existem dois tipos de sensores de fluxo de ar por vazão:

1.Potenciômetro;

2.Karman Vortex.

1. Sensor de Fluxo Volumétrico – Potenciômetro:

Localizado entre o filtro de ar e a borboleta de aceleração, trata-se de um sensor que calcula o volume de ar a partir do deslocamento de uma palheta a qual compartilha seu eixo com o cursor do potenciômetro.

1. Palhetas(medição e amortecedora.);

2. Potenciômetro;

3. Mola de Retorno;

4. Parafuso de Ajuste da Marcha-Lenta;

5. By-Pass;

6. Sensor de Temperatura do Ar Admitido.

Funcionamento:

Quando o motor está em funcionamento, o ar ao passar pelo sensor movimenta a palheta que irá permitir a passagem de um certo volume de ar, ligada a palheta existe outra palheta, chamada de palheta amortecedora.

Chamemos então de Palheta de Medição a palheta que se opõe a passagem de ar.

Diferente da palheta de medição, a palheta amortecedora fica em uma câmara, suafunção é evitar que a palheta de medição mova-se muito rápido ou que ela vibre, oque pode gerar sinais incorretos.

O fluxo de ar sobre a palheta de medição força esta a mover-se, comum a ela, umcursor se desloca sobre a pista resistiva do potenciômetro. Esse deslocamento altera a resistência do potenciômetro, e por sua vez a tensão de saída para a ECU. O sinal do sensor é proporcional ao volume de ar admitido.

O retorno da palheta de medição a sua posição inicial é garantido por uma mola de retorno ligada ao eixo da palheta.

Durante a marcha-lenta o fluxo de ar não é forte o suficiente para movimentar a palheta de medição, por isso há um By-Pass(Desvio) para que uma quantidade suficiente de ar para a marcha-lenta seja obtida. O By-Pass já vem regulado de fábrica, estando o seu parafuso lacrado.

Calculo da ECU:

Para que a ECU chegue determine a quantidade de combustível a ser injetada, ela precisa saber a massa de ar que entra no motor. Como o sensor informa o volume, a ECU necessita de mais uma variável, a densidade do ar.

A densidade do ar varia de acordo com a temperatura e pressão no coletor, por isso juntamente com o sensor de fluxo volumétrico está acoplado um sensor de temperatura do ar admitido(Como no sensor MAP.), a ECU então calcula a densidade do ar e realiza a multiplicação dos valores de fluxo volumétrico e

densidade, e obtém a Massa de Ar Admitida pelo motor, sabendo então a quantidade de combustível ideal.

O sinal do sensor de fluxo volumétrico é utilizado também para determinar o avanço de ignição.

2. Sensor de Fluxo Volumétrico – Karman Vortex:

Há poucos exemplos de sistema com esse sensor no Brasil, porém sua diferença para o sensor de fluxo tipo potenciômetro está apenas no princípio de funcionamento.

Composto por:

•Gerador de Vórtice;

•Espelho;

•LED e Photo Transistor.

Funcionamento:

O fluxo de ar no coletor de admissão passa por um Gerador de Vórtices, o geradorperturba o fluxo criando um efeito turbilhão, que por demais se assemelha ao rastrodeixado na água por um barco.

Este efeito é chamado de Karman Vortex, pois Karman foi um estudioso que deu continuidade as conclusões de Leonardo Da Vince sobre Vórtice.

Depois de passar pelo gerador, os vórtices chegam ao Orifício Direcionado de Pressão onde agem sobre um Lâmina de Metal Espelhada. O metal passa a oscilarproporcionalmente a frequência de vórtices, é importante ter em mente que esta frequência depende totalmente da velocidade do fluxo de ar.

A oscilação do metal espelhado faz um LED acender alternadamente, a luz do LEDé aplicada a um Photo Transistor que gera os sinais de saída para ECU. No entanto este tipo de sensor informa a ECU sinais de Onda Quadrada. O sinal enviado a central será de 0 ou 5volts.

Vale ressaltar uma coisa, como o sinal é proporcional a frequência, que por sua vez é proporcional a velocidade do fluxo no coletor, a variação de 0 e 5volts é muito rápida, apenas um multímetro convencional não será capaz de ler essa tensão, o ideal é utilizar um Osciloscópio.Em geral, a frequência em marcha-lenta é menos de 30hertz, mais a plena carga pode chegar a 160hertz.

Como o sensor com potenciômetro, este também possui um sensor de temperatura do ar combinado a ele.

Aplicações:

Sensor de Fluxo de Ar – Potenciômetro:

•Ford Escort XR3 93′ e 94′;

•VW Pointer GTi 93′ e 94′;

•VW Gol GTi 88′ e 89′;

•VW Santana Executivo;

•Chevrolet Monza 500 E.F.;

•Chevrolet Kadett GSi;

Sensor de Fluxo de Ar – Karman Vortex:

•Toyota Supra 87′ a 92′;

•Todos os motores da Lexus com exceção dos ES250 e ES300;

•Modelos da Mitsubishi – 83′ a 90′.

05 – Sensor de Fluxo de Ar – FinalMedidor de Fluxo da Massa de Ar:

Este sensor é utilizado em sistemas que utilizam o método de cálculo Massa de Ar

informa diretamente o valor da massa de ar que entra no motor, e então a ECU calcula a quantidade de combustível a ser injetada.

Localizado entre o filtro de ar e corpo de borboleta, o sensor recebe o fluxo de ar aspirado pelo motor, o qual passará por corpo aquecido. Esse corpo pode ser de dois tipos que caracterizam o sensor:

1.Fio Aquecido – Hot Wire;

2.Filme Aquecido – Hot Film-Grid.

Fio Aquecido:

Trata-se de um fio de platina com 70mm de diâmetro que fica exposto ao fluxo de ar, uma corrente elétrica encarrega-se de manter o fio aquecido, mas a medida queo ar flui passando pelo fio, este esfria.

A corrente elétrica no fio aumenta para compensar a perda de temperatura até queo fio atinja o equilíbrio. O Valor da corrente elétrica que mantêm o fio em sua temperatura de equilíbrio com o fluxo de ar é diretamente proporcional a massa de ar que passa pelo fio, a corrente é convertida em tensão de saída para ECU que irá analisar o valor encontrado.

Variações de temperatura e pressão influenciam no valor da densidade do ar, o sensor é preparado para trabalhar com variações de fluxo na faixa do milissegundos. Tamanha precisão é prejudicada pela incapacidade do sensor em detectar para qual direção essa massa de ar está fluindo, com isso o sensor pode enviar sinais incorretos em determinadas situações.

Para a manutenção da temperatura do fio fino, é utilizado um circuito de malha fechada, que nada mais é do que uma ponte de wheatstone e um amplificador. Este circuito também monitora o sensor de temperatura, que é outro fio fino sendo este um resistor em regime de temperatura – Termistor.

Com a função de assegurar o perfeito funcionamento do sensor, ao ser desligado omotor o sensor ativa o seu processo de limpeza. Detritos carregados pelo ar podem

contaminar o fio, o processo de limpeza é o aquecimento do fio por alguns segundos para queimar qualquer sujeira que esteja impregnada no fio, a temperatura de aquecimento pode chegar a aproximadamente 1000ºc.

Filme Aquecido:

Neste caso o corpo aquecido é um filme de platina, o filme contem um substrato onde está todos os elementos de medição e controle do sensor.O substrato é uma plaqueta de cerâmica que abriga o resistor de aquecimento e o sensor de temperatura.

Trabalha de forma similar ao fio aquecido, também possui um circuito interno de malha fechada, mas não dispõe de estratégia de limpeza do sensor, pois sua posição é favorável ao arraste de sujeira pelo fluxo de ar, o pequeno acumulo que pode se formar é na parte frontal do sensor.

Funcionamento do Sensor:

Ao ligar a ignição do veículo sem dar a partida, o sensor já começa a trabalhar, mesmo enviando a ECU um sinal de 0 volts, pois não ainda fluxo de ar no motor.Quando o motor começa a funcionar, o fio ou filme aquecido troca de calor com o ar que flui pelo coletor, assim o valor informado pelo sensor será diferente. Caso ocorra alguma variação na temperatura do ar, ela será percebida pelo sensor de temperatura. A temperatura de trabalho destes sensores podem chegar a cerca de 200º.

O que é o sinal do sensor para ECU ?

O sinal que é enviado para ECU é utilizado para determinar a carga do motor, o quantidade de combustível a ser injetada(principal), quando vai ocorrer a centelha da vela de ignição e em veículos automáticos ajuda a determinar o momento de um mudança.

Confira o vídeo sobre o sensor MAF na coluna ao lado:

Aplicações:

•Alfa Romeo 156 2.5 24v;

•Alfa Romeo 166 3.0 v6 24v;

•Chevrolet Calibra 2.0 16v;

•Chevrolet Vectra GSi 2.0 16v;

•Fiat Marea 2.0 Turbo;

•Fiat Stilo Abarth 2.4;

•Audi A3 1.8 Turbo 20v;

Sistemas:

• Di – Motronic;

• Me – Motronic.

06 – Funcionamento do Sensor de Posição da BorboletaNas matérias anteriores estudamos os sensores que monitoram o ar que entra no motor MAP, MAFe o Medidor de Fluxo Volumétricoposiçãoda Borboleta de Aceleração.

Do simples acionamento à cabo, o componente que controla o enchimento do motor evoluiupara um sistema totalmente eletrônico que interpreta as necessidades do motorista.

Areal necessidade do sensor de posição da borboleta não é apenas monitorar a posição da borboleta de aceleração como muitos pensam, vai muito além disso, e não ficaria compreendido apenas mencionar o que é o TPS, mas sua vital importância para o enchimento do cilindros , e como esse trabalhoé realizado em conjunto com o acelerador eletrônico – EGAS.

Sensor de Posição da Borboleta – TPS(Throttle Position Sensor):

O sensor de posição da borboleta localiza-se no Corpo de Borboleta, mais precisamente, no mesmo eixo da Borboleta de Aceleração.Nada mais é do que um potenciômetro cujo o cursor está ligado ao eixo da borboleta, trata-se então de um sensor resistivo.A medida que a borboleta se movimenta o cursor também se movimenta, mas sobre a pista resistiva do potenciômetro. Esse movimento altera a resistência do sensor e consequentemente sua tensão de saída para ECU.

Por dentro do Sensor:

O circuito do sensor possui três linhas, ou seja, o sensor possui três pinos, um negativo(terra), positivo de referência e o positivo de saída.A unidade envia um sinalde referência de 5volts, que passa pelo resistor fixo dentro da mesma e que está ligado em série com o potenciômetro(divisor de tensão). As alterações do potenciômetro são diretamente enviadas a ECU.

Como a ECU obtém a informação do sensor:

O cálculo do valor de saída é feito da seguinte forma, a central soma o valor do resistor fixo interno ao valor da resistência do potenciômetro naquele instante, com a resistência total ela descobre a corrente no circuito, e então pode finalmente chegar ao valor da tensão de saída multiplicando a corrente pela resistência do potenciômetro.

TPS no sistema Monoponto:

Em sistemas de temporopontino, o método de cálculo utilizado era o Rotação X Ângulo da Borboleta,a informação do TPS era utilizada para determinar a carga e oavanço de ignição, por isso necessitavam de um sensor diferenciado, neste tipo de

TPS existiam duas pistas resistivas, uma para marcha-lenta e carga parcial, e outrapara média e plena carga. Neste caso eram dois potenciômetros em paralelo que garantiam maior sensibilidade para o sistema.

A primeira pista é acionada até 24º de abertura borboleta de aceleração, a maior sensibilidade era obtida pois se tinha uma maior variação de tensão até os 24º, e a segunda partir de 18º até os 90º de abertura, ou seja, a abertura máxima.

Além disso, esse sistema também contava com Interruptor de Borboleta, sua funçãoera informar a ECU à que carga o motor está operando, para isso o sistema contava com platinados. Quando o primeiro dos platinados fechava indicava que o motor estava em marcha-lenta, em carga parcial os dois platinados fechavam e à plena carga apenas o segundo platinado fechava.

Controle do enchimento do cilindro:

A princípio a ECU utiliza o sinal do sensor como um dos parâmetros para determinar o tempo de injeção e de ignição, muito além disso, esta informação é base para as estratégias de ignição e faz parte do sistema EGAS.

Com a borboleta fechada as estratégias utilizadas pelo sistema são marcha-lenta,Cut-Ofe Dash Pot- O amortecimento de aceleração.

A ECU também responde a mudanças bruscas de posição da borboleta com a estratégia de aceleração rápida, aqui vale informar também que o TPS também temparticipação direta na estratégia Kic kdown nos veículos de cambio automático.

Em todas essas estratégias o sistema EGAS está participando, agora o pedal do acelerador é um módulo que detecta as necessidades do motorista a partir da sua “pisada” no pedal, ou como dizia um dos meus professores, sua “pedalada”. Essa informação é enviada para ECU – graças a rede CAN, que é a comunicação entre os módulos – que interpreta como o torque desejado pelo motorista(filosofia torque),ou seja, o enchimento desejado do cilindro, e através do TPS regula o ângulo em que a borboleta deve ficar aberta.

Sistemas:

Bosch Monomotronic;Bosch Le Jetronic.

07 – Sensor de Temperatura do MotorInformar a temperatura do motor. Esse é o pensamento que passa pela cabeça demuitos profissionais da reparação automotiva. Muito além do que informar a temperatura do Fluído de Arrefecimento no painel do veículo, o Sensor de Temperatura(CTS – Coolant Temperature Sensor) fornece para a ECU uma informação fundamental para a mesma executar diversas estratégias de funcionamento do motor.

Em geral, localiza-se no cabeçote, a parte mais quente motor. Com sua ponta resistiva em contato com o fluído de arrefecimento, o sensor reage às alterações detemperatura do fluído variando sua resistência, logo a tensão de saída para ECU também varia.

1. Circuito e Funcionamento do Sensor:

Simples, o circuito é composto basicamente de dois resistores ligados em série, onde um encontra-se alojado dentro da ECU e possui valor de resistência fixa, o outro é o próprio sensor, que neste caso é variável.

Vale ressaltar que o sensor de temperatura é um Termistordo tipo NTC – Negative Temperature Coeficient.

O circuito então, é um divisor de tensão, no qual a ECU enviará um sinal de referência de 5volts, e irá mensurar através do resistor fixo – ao invés de diretamente no sensor – a diferença de tensão entre as duas resistências. O valor retornado a ECU deve estar entre 0 e 5volts, nunca nos extremos, o que representaria alguma anomalia, logo um código de falha na ECU.

Quando o fluído de arrefecimento está frio a resistência do sensor aumenta, com o funcionamento do motor essa temperatura sobe consideravelmente, logo a resistência do sensor irá decrescer. No entanto, em termos de valores esse fenômeno não é proporcional, ou seja, se a temperatura caí pela metade, não quer dizer que a resistência do sensor irá aumentar na mesma proporção.

A pinagem do CTS é geralmente duas, um deles é o sinal de saída do sensor para ECU e o outro é o aterramento do sensor, que na maioria dos casos é feito na própria ECU. A casos em que o sensor possui aterramento na própria carcaça, contando então com apenas um fio.

2. Estratégias com base no sinal do CTS:

A falta da informação do CTS não chega a impedir o motor de funcionar, pois a ECU quando detecta a falta da mesma passa a utilizar outro mapeamento, estabelecendo um valor para a temperatura.

Contudo, o tempo de injeção e o controledeNox – Óxido de Nitrogênio –emitido pelo motor ficaram comprometidos, consequentemente o funcionamento do motor não será o mesmo, passará a consumir mais e sem boa performance.

3. Funcionamento do motor à frio:É o momento mais crítico do motor, as paredes do coletor estão frias, o que faz com que o combustível condense no coletor causando grandes perdas. Além disso o motor precisa alcançar a temperatura ideal de funcionamento.Por isso, a ECU com a informação do sensor, promove o enriquecimento da mistura, o tempo de injeção é aumentado, até que o motor atinja sua temperatura ideal e então, a ECU passará a utilizar outro mapa de injeção.

4. Controle da Recirculação dos Gases de Escape:

É o reaproveitamento dos gases de escape, o objetivo é reduzir a temperatura de pico da combustão, e com isso reduzir as emissões de Nox.Trata-se de uma válvula que libera a passagem dos gases de escape para serem reaproveitados na combustão, o momento em que a válvula abre é definido pela ECU de acordo com a informação enviada pelo sensor de temperatura.Com o motor frio, a ECU enriquece a mistura visando o rápido aquecimento do motor, neste caso o Nox emitido é baixo, e a válvula permanece fechada. A sua ativação depende do ponto de funcionamento do motor.

5. Substituição ao Sensor de Temperatura do Ar:Nos posts sobre os sensor de pressão e massa de ar, você viu que estes sensorespossuem sensores de temperatura do ar admitido, porém quando o sistema não o possui o sensor de temperatura e que faz essa função.A ECU simplesmente no momento em que se gira a chave e alimenta o sistema, járecebe o primeiro sinal do sensor de temperatura e define como temperatura do ar admitido – sendo em uma partida a frio.

6. Controle do Eletro-Ventilador de Arrefecimento:O antigo cebolão, nada mais era que um interruptor térmico, componente dispensado atualmente em virtude da informação enviada a ECU. A partir dessa informação a ECU determina a acionamento ou não do eletro-ventilador.

Essas são as principais estratégias de controle que a ECU executa seguindo as informações do sensor de temperatura, mas dependendo do projeto, outras estratégias são admitidas como, tempo de troca de marcha em transmissões automáticas e no funcionamento do comando variável de válvulas.

7. Mau funcionamento do sensor:

A tensão de saída do CTS sempre será entre 0 e 5volts, a ECU gravará um código de falha sempre que o sensor enviar um dos valoresextremos, porém, caso o sensor esteja defeituoso a ECU receberá sinais incorretos durante todo o

funcionamento do motor sem que algum código de falha seja registrado, causando perca de eficiência e em alguns casos sobreaquecimento.

08 – Como Funciona o Sensor de DetonaçãoDetonação é um dos piores problemas que um motor pode vir a ter, silenciosamente ela danifica o motor até que em casos extremos este venha a parar.O motorista menos atento pode não perceber, mas este fenômeno não passa em vão pelo sistema de injeção graças ao Sensor de Detonação.

Knock Sensor como é chamado em inglês, é um sensor do tipo piezo-elétrico, estessensores são sensíveis à vibrações.

Quando o motor está detonando as vibrações provenientes das reflexões de onda dentro da câmara de combustão fazem vibrar o elemento piezo-elétrico do sensor gerando um tensão elétrica no sensor que é enviada para ECU.O sensor é calibrado para trabalhar em um faixa determinada de frequência, entre 5 e 20KHz, justamente a faixa dos ruídos de detonação.

Complexo e sensível, todo o circuito deste sensor possui uma blindagem especial contra interferências externas e do próprio sistema elétrico e eletrônico do motor.

Na maioria dos caso o sensor está aparafusado no bloco do motor, por ser sensível, possui um torque específico para tal, geralmente 2mkgf.

1. Controle de detonação:

ideal é trabalhar em cima deste fator para evitá-lo ao máximo, apenas atrasando o ponto de ignição consegue-se evitar a detonação, mas por outro lado temos perca desempenho, aumento no consumo de combustível e emissão de poluentes. Então a ECU passa a realizar um controle em malha-fechadada detonação chamado, Regulagem de Detonação.

Objetivando manter o motor funcionando no limite de detonação informações provenientes dos principais sensores do sistema, rotação, pms, fase e temperatura. E partindo do sinal do sensor de detonação, a ECU o interpreta com um sinal de combustão. Este sinal será comparado a um parâmetro de combustão sem detonação, com isso é feito o reconhecimento do sinal como sendo ou não detonação, e efetuado o atraso no respectivo cilindro até que não ocorra mais o fenômeno.

Então a ECU inverte o processo, passa a adiantar progressivamente o ponto até que este volte ao normal.

Entenda que o sensor de detonação está sempre captando vibrações de dentro da câmara, logo muitas dessas vibrações serão parecidas, pois o motor está funcionando, há constantes combustões através da centelha da vela de ignição.Conclui-se que, o sensor informa não apenas se há ou não detonação dentro do câmara, ele informa também a curva de pressão dentro dela.

Todo esse controle feito sobre o funcionamento do motor é realizado em cada cilindro do motor. A ECU dispões de todos os mapas e parâmetros para cada operação do motor gravadas em sua memória permanente.

Controlar a detonação também torna possível a utilização de diferentes tipos de combustíveis com ótima performance em qualquer regime de funcionamento.

A memória de avaria registra as informações sobre o funcionamento incorreto do motor, bem como em qual cilindro ocorreu detonação e quantas vezes.

2. Teste do Sensor de Detonação:

O teste do sensor de detonação pode ser feito pelo Multímetro, mas para isso vocêdeve ter o manual do fabricante para verificar se os sinais estão corretos. Outro teste muito comum é o feito com o Osciloscópio, neste o sinal do sensor e sincronizado com os sensores de fase, pms e rotação, com essa ferramenta podemos saber em qual cilindro ocorreu e detonação.

09 – Sensor de Fase, complementando o sinal de RotaçãoNo post anterior você viu como a informação do Sensor de Rotação importante para o motor, tão vital que sem ela – na maioria dos casos – , o motor pode não entrar em funcionamento. No entanto, apenas a informação da posição da Árvore de Manivelas pode não ser suficiente para um controle mais preciso(nos detalhes mesmo.) do trabalho do motor, e para suplementar este controle, existe o Sensor de Fase.

Seu princípio de funcionamento e propriedades construtivas é praticamente o mesmodo sensor de rotação, logo também necessitam de uma Roda Fônica(componente com propriedades especiais.) para gerar o seu sinal. Também podem ser Indutivo ou de efeito Hall.

A principal função do Sensor de Fase motor, para que a ECU possa efetuar mais precisamente a injeção sequencial de combustível. Isso é feito obtendo a posição do eixo do Comando de Válvulas.

1. Sensor de Fase do Tipo Indutivo:

Este, localiza-se próximo ao eixo do comando de válvulas, onde há um prolongamento do comando de válvulas, e neste um ressalto que serve de referência para o sensor de fase. Com o motor funcionando, a passagem do(s) ressalto(s) da roda fônica frente ao sensor gera uma variação no campo magnético do sensor, consequentemente gerando uma tensão elétrica que é enviada a ECU.

Nesta aplicação o comando de válvulas possui uma pequena extensão, nela esta

localizado o ressalto de referência que gira solidário ao comando. Dependendo do sistema a quantidade de ressaltos(ou dentes.) pode variar.

Pegarei como exemplo sistemas com um ressalto de referência. Quando o ressalto passa pelo sensor, significa que o primeiro cilindro está no pms de compressão, então partir daí a ECU reconhece o tempo dos outros cilindro, podendo determinar o tempo de injeção para cada um, tendo um controle mais preciso da injeção sequencial. A ECU sempre combina o sinal de rotação com o sensor de fase, dessa forma ela reconhece em qual tempo cada cilindro está trabalhando.

O sinal enviado a ECU é uma tensão alternada, considerando que nesse sistema há apenas um ressalto, teremos então apenas um pico de tensão a cada volta do virabrequim, 12Vac. Em um osciloscópio o gráfico do sensor de fase é semelhante ao de rotação(indutivo.).O conector do sensor possui três pinos, positivo referência(5 ou 12volts), massa e opositivo de sinal para ECU.

2. Sensor de Fase – Tipo efeito Hall:

Equipou os motores que utilizaram a boa e velha Ignição Dinâmica, localizada no distribuidor junto com o sensor de rotação(Hall), e também utiliza o Rotor de quatrojanelas para determinar em que fase o motor estava.

O rotor possui quatro janelas, sendo três iguais e uma maior. Está ligado ao eixo do distribuidor e gira solidário a este, que por sua vez também gira na mesma velocidade do comando de válvulas. Quando a janela está entre o sensor e o imã, o fluxo de campo é máximo por um período de tempo, logo quando a janela maior está entre o sensor e o imã, o fluxo é máximo também, mais por um período de tempo maior, esse período é a referência que a ECU utiliza para saber em que fase encontra-se o primeiro cilindro do motor.

Analisando o sinal do sensor em um Osciloscópio percebemos que trata-se de um sinal de onda quadrada(12Vdc), podemos também com o osciloscópio comparar os gráficos dos sinais de rotação e fase para verificar se estão regulados eletronicamente, por isso nem sempre devemos sair desmontando a correia quando percebemos alguma falta de sincronia.

O conector do sensor possui três pinos, sendo o terra, positivo de referência (5 ou12 volts) e o sinal positivo para ECU.

O sensor de fase tipo efeito Hall não foi utilizado apenas nos sistemas com IgniçãoDinâmica, também são aplicados em sistemas com Ignição Estática, por exemplo, em motores da série EA da Volkswagen. São semelhantes ao indutivo, mas funcionam seguindo o princípio do efeito Hall.

No caso do sistema citado, este possui no eixo do comando de válvulas quatro dentes, dois pequenos e dois grandes.Motor funcionando, eixo girando, os dentes passam diante do sensor de fase, e quando o segundo dente maior passa pelo sensor a ECU comparando ao sinal do sensor de rotação(que neste caso deve indicar o 14° dente da roda fônica da árvore de manivelas), determina o pms de ignição do primeiro cilindro.O sinal constante dos dois sensores são combinados, e então a ECU determina a injeção sequencial do motor.

3. O que é o sinal do sensor para ECU ?

A principal função do sensor é informar à ECU a posição do eixo do Comando de Válvulas, então, a partir dessa informação a ECU analisa e compara ao sinal do sensor de rotação, de acordo com a contagem feita em ambos os sensores a ECUdetermina a ordem de ignição e a injeção sequencial do motor.

O sinal de fase também ajuda bastante no momento de partida do motor, rapidamente o sensor reconhece o sincronismo entre o comando de válvula se o virabrequim, e geralmente, com menos de duas voltas do virabrequim a ECU já reconhece em que fase o motor se encontra, e já efetua a injeção no cilindro que estiver em admissão e faz saltar a centelha na vela do cilindro que estiver em compressão, isso resulta em mais rapidez na partida do motor.

10 – Sensor de Rotação, vital para o MotorÉ o mais importante sensor do sistema de injeção, sua informação é tão vital para o sistema que o motor – dependendo do sistema – pode nem entrar em funcionamento caso seja detectada sua ausência. Estou falando do Sensor de Rotação, nosso próximo componente a ser abordado na série sobre Injeção Eletrônica do Carros Infoco, acompanhe.

Toda essa importância se deve ao fato de sua informação ser base para todo o sincronismo entre o sistema de injeção(tempo de injeção) e ignição(avanço ou atraso da centelha.).

Existem diversos tipos de Sensores de Rotação, no entanto com o fim da Ignição Dinâmica, a configuração com sensor Hall no distribuidor entrou em desuso abrindo espaço para os sensores indutivos e hall IC diretamente na roda fônica. Mesmo assim abordaremos os três, pois mesmo os sistemas mais antigos ainda marcam presença nas oficinas nas oficinas.

Nota: Roda Fônica também é chamada de Roda Dentada.

1. Sensor de Rotação – Tipo Indutivo:

Geralmente localizado na Polia da Árvore de Manivelas ou no Motor posição da Árvore de Manivelas.O sensor é composto por um Imã e Núcleo Ferromagnético envoltos por uma Bobina de Indução, tudo isso hermeticamente fechado.

Para que o sensor funcione ele precisa estar próximo de um composto ferromagnético, que neste caso é a roda dentada do volante ou da polia da árvore de manivelas.O fluxo do campo magnético da bobina do sensor varia com o movimento da roda dentada gerando uma tensão na bobina do sensor, e esta é interpretada pela ECU.Quando o dente da roda passa pelo sensor, a tensão é máxima, e quando o espaço entre dentes passa pelo sensor a tensão é mínima.

Essa variação de fluxo magnético(dente, espaço, dente…) gera uma tensão no sensor, a velocidade do motor também influencia no valor dessa tensão, sendo diferente em marcha-lenta e em funcionamento pleno. Devido ao fato de os intervalos entre máxima e mínima tensão serem cada vez menores a medida que avelocidade do motor cresce, logo a amplitude do sinal também varia com a velocidade.

Outro fator que pode influencia na leitura do sensor, é a distância para a roda dentada, atualmente os novos sistemas utilizam sensores com posição fixa, mas emsistemas mais antigos a posição do sensor era regulável. A distância é determinadapelo fabricante.

De acordo com o projeto do motor, o sensor pode estar montado em diferentes lugares, os mais comuns são próximo ao volante e na polia do virabrequim. A quantidade de dentes também difere de sistema para sistema, mas no princípio funcionam da mesma forma.

O terminal do sensor pode ter 2 ou 3 pinos, caso possua dois pinos, um será o positivo(5 ou 12 volts) e o outro será o sinal negativo para ECU, porém, como o sensor indutivo é mais sensível ele precisa estar protegido das interferências externas, neste os dois fios são trançados para criar um tipo de “blindagem magnética”.Sendo um terminal de três pinos, o terceiro é um fio de blindagem feito de cobre, alumínio e poliéster ligado em algum ponto de aterramento.

2. Motor VW 2.0(Golf/Polo) – Sensor G28:

Pegaremos como exemplo a configuração 60-2 dentes do motor VW 2.0, neste sistema o sensor é o G-28, veja o funcionamento do sensor:

Aqui a roda dentada possui 58 dentes, mas o quinquagésimo nono e sexagésimo são omitidos, ficando então o espaço vazio de dois dentes(por isso 60-2 dentes.). Cada dente está disposto à 6° em volta da roda(60 dentes em 360°.).

Neste sistema o PMS dos cilindros 1 e 4 é identificado no 14° dente da roda dentada, logo 84° de giro da rodada dentada a partir da falha de dois dentes, e oscilindros 3 e 4 são identificados no 44° dente e logo 264° de giro da roda dentada.

Quando o motor está em funcionamento, o sensor ao detectar a falha de dois dentes da roda dentada realiza uma contagem até o 14° dente, durante essa contagem a ECU calcula o tempo de injeção e o ponto de ignição. Sempre tomando também como referência os sinal dos demais sensores do sistema – comovisto nos outros tópicos. O mesmo processo é feito para os cilindros 3 e 4.

Esse é o procedimento feito para motores 4 cilindros, o procedimento de calculo pode variar de acordo com o projeto.

3. Sensor de Rotação – Tipo Hall:

Configuração com Distribuidor – Ignição Dinâmica:

Nesta configuração o Sensor de Rotação está localizado no Distribuidor do motor, efoi largamente utilizada nos motores carburados(apenas como sensor de rotação.) e nos motores com injeção eletrônica, mas que utilizavam ainda o sistema de IgniçãoDinâmica.

Composto por Imã, Circuito integrado Hall e Rotor metálico. Dentro distribuidor o CIestá disposto de frente para o imã, os dois componentes são fixos, mas separados pelo rotor metálico que possui quatro janelas(aberturas.). O rotor está fixado ao eixo

do distribuidor, que por sua vez está engrenado com o Eixo do Comando de Válvulas, assim o rotor gira na mesmo velocidade do eixo de cames. Quando em movimento, o rotor ora obstrui ora abre passagem para o fluxo magnético entre o imã e o sensor.

Quando a janela do rotor está entre o imã e o CI o fluxo é máximo, então é emitido um sinal negativo para a ECU de 12 volts DC, caso a parede do rotor fique entre o CI e imã o campo é zero, logo a tensão gerada também é zero.

Como é de concepção antiga, esta configuração foi utilizada com os antigos métodos de injeção sequencial, o sinal do Sensor de Rotação do tipo Hall era utilizado pela ECU para calcular a rotação do motor, o PMS do primeiro cilindro e apartir deste, sincronizar a injeção do motor e o controle da detonação.

4. Configuração Sensor Hall e Roda Fônica:

Aparentemente parecido com o sensor indutivo, mas na verdade trata-se de um sensor hall como os que eram utilizados no distribuidor. Localizado na lateral do bloco do motor, o sensor mantêm o Circuito Integrado(daí o IC-Integrated Circuit - no nome.) próximo a roda dentada.

Diferente do Hall no distribuidor, neste o imã o localiza-se no sensor juntamente com o circuito integrado, a diferença está apenas na localização, o principio é o mesmo.Com o motor funcionando, a passagem dos dentes da roda fônica faz variar o campo magnético do sensor, o campo emitido pelo imã é perturbado com a passagem dos dentes, causando uma variação de tensão no material semicondutor do sensor.

Neste tipo de sensor de rotação existem três fios, o sinal positivo(12volts ou 5volts),sinal negativo para ECU e o fio de aterramento, este é blindado para evitar interferências com o meio externo.

5. Diferenças entre sistemas:

Cada configuração possui suas características, embora sejam mais comuns, os sensores indutivos são mais sensíveis as interferências externas, por isso precisam de um terceiro fio só para blindagem, ao passo de que um sensor hall possui maisrobustez na emissão de seu sinal, mesmo assim possuem blindagem na sua fiação.

O sensor indutivo trabalha com tensão alternada, possui um sinal muito parecido com uma curva senoidal, é analógico, e necessita do conversor AD para que a ECU interprete sua informação.

No sensor hall localizado no distribuidor a variação de tensão ou é máxima, ou é nula, sendo então um sinal de onda quadrada (Nos sensores hall utilizados atualmente esse sinal precisa ser convertido em digital.). No caso do sensor no distribuidor a informação digital para ECU dispensa a passagem pelo conversor AD.Contudo tornou-se obsoleto frente a Ignição Estática.

Atenção na hora de trabalhar com diferentes sensores, pois ao utilizar o Multímetro devemos lembar de alterar o cursor para tensão AC ou DC(alternada ou direta) dependendo do sensor.

6. O que é o sinal do Sensor de Rotação para ECU

Gráfico do sinal de rotação no OsciloscópioCrédito Foto : Central Auto Care

Os sistemas de injeção e ignição precisam trabalhar em sincronia, de fato, o sinal do sensor de rotação é vital para o sistema pois é base para todo o funcionamentodo sistema, quando aceleramos ou reduzimos, o sistema trabalha em cima do sinal de rotação e informação dos demais sensores para calcular a massa de ar admitida, executar avanço ou atraso do ponto de ignição, determinar o tempo de injeção, sempre adequando o motor a exigência que lhe é imposto.

Para determinar a rotação do motor, a ECU identifica o intervalo de tempo entre asvariações de tensão, obtém a frequência das oscilações e calcula as rotações do motor.

Atualmente é comum combinar as atividades do Sensor de Rotação com um Sensor de Fase localizado no Comando de Válvulas, mas este é assunto para o próximo post.

11 – Sonda lâmbda, monitorando o teor de OxigênioResumidamente um sistema de injeção eletrônica trabalha recebendo informações dos sensores, comparando essas informações à parâmetros pré estabelecidos e então comandando os atuadores de maneira devida.

Por muito tempo tinha-se o controle do que entrava no motor(ar e combustível), mas não do resultado do processo de combustão(os gases de escape), ou seja, o sistema trabalhava no modo que chamamos de Malha aberta(Open-loop mode).

Com a busca da máxima eficiência dos motores, teve-se a necessidade de monitorar o que sai dos escapamentos, então foi criada a Sonda Lambda. Mas antes de destrinchar mais este sensor, precisamos entender o que é mistura e o que é o fator lambda( )λ , então vamos lá!

1. Entendendo a mistura de ar/combustível e o fator lambda - :λ

Para que um motor funcione basta que se tenha uma boa quantidade de massa dear, um pouco de combustível e claro, a centelha da vela de ignição(lembrando que estamos lendo sobre injeção de motores otto!). O motor certamente irá funcionar, mas para que esse motor funcione eficientemente a proporção de ar e combustível deve ser ideal.

Teoricamente a proporção ideal é 14,7:1, ou seja, para 1 kg de combustível é necessário 14,7kg de ar, esta é a que chamamos de Mistura Estequiométrica. A mistura estequiométrica é obtida com o ciclo de informações entre sonda e ECU, quando a mistura está rica, a ECU reduz a quantidade de combustível, e quando está pobre, aumenta a quantidade de combustível. Repetindo esse processo até quese obtenha a mistura ideal.

O fato é que a proporção da mistura está fortemente ligada ao consumo específico e a performance do Catalisador, logo, economia de combustível e emissão de poluentes. Obtém-se um menor consumo de combustível com excesso de ar(misturapobre) – até certo ponto – , e maior aproveitamento do catalisador com mistura ideal.

Embora o motor trabalhe a maior parte do tempo buscando a mistura ideal, o sistema varia a proporção da mistura para atender a diferentes situações, como porexemplo partida à frio, desaceleração(cut-off) e plena carga, nestas situações a ECUaltera a quantidade de combustível injetada para atender as exigências impostas pelo condutor.

Crédito Foto: http://www.lambdasensor.com/

Tem-se então a importância do fator lambda. Lambda( ) é o coeficiente de ar, λ a diferença da massa de ar admitida em relação a massa necessária para a mistura estequiométrica, com isso temos os seguintes relações:

=1 – A massa de ar admitida é equivalente a massa de ar necessária para a λ

mistura estequiométrica;

<1 – A massa de ar admitida é menor que a massa de ar necessária para a λ

mistura estequiométrica, portanto , chamamos mistura rica;

>1 – A massa de admitida é maior que a massa de ar necessária para a misturaλ

estequiométrica, portanto, chamamos mistura pobre.

Parece estranho, mas embora o sistema esteja sempre buscando a mistura ideal dear e combustível, a variação do nos mostra que o termo “mistura ideal” nem λ

sempre é o propício para determinadas situações. O sistema precisa variar a quantidade de ar admitido para mais ou para menos buscando atender as necessidades impostas ao motor.

Analisando o gráfico fica mais fácil de compreender que, não existe valor ideal, e sim o lambda adequando a situação exigida. Para se extrair boa potência sem sacrificar o consumo de combustível, o sistema empobrece levemente a mistura( >1), note que a relação ar/combustível já é um pouco maior.λ

Em velocidade constante e com pouca abertura da borboleta, o sistema busca a relação ideal, contribuindo para melhor o trabalho do catalisador, que possui melhoreficiência quando o motor trabalha com a mistura ideal, e claro, quando atinge sua temperatura de trabalho.

Mas quando a situação exige força total, tudo muda, o sistema passa a trabalhar

com a mistura levemente rica para extrair o máximo de potência possível do motor.

2. O que é Sonda Lambda ?

Trata-se de um sensor de concentração, neste caso(automóveis), é utilizado para detectar o teor de oxigênio nos gases de escape do motor.

3. Função da Sonda Lambda:

Detectar a concentração de oxigênio nos gases de escape, compará-la ao ar que está localizado internamente na sonda(Ar de amostragem), e por meio de pulsos elétricos, informar a ECU se há excesso ou falta de oxigênio, para que a mesma faça as devidas alterações na proporção da mistura Ar/Combustível.

4. Por dentro da Sonda Lambda:

Trata-se de um sensor gerador de sinais, sua ponta sensível é composta de zircônio, e abriga uma pequena quantidade de ar, o chamado Ar de amostragem. Uma camada de platina envolve a ponta sensível interna e externamente.

A sonda é um eletrólito em estado sólido, que quando em temperatura de trabalho(300°c) atraí os íons de oxigênio contidos nos gases de escapamento. Sensível, a sonda possui uma grande facilidade contaminar-se com elementos agressivos contidos no combustível, chumbo é um exemplo, podendo inutilizar o sensor.

Para aumentar a velocidade de resposta da sonda quando o motor está frio, foi introduzida um resistência para aquecer a sonda, uma das formas de percebê-la é pelo número de fios. A quantidade de fios indica se a mesma possui aterramento na carcaça ou ECU, e se possui resistência de aquecimento.

- 1 Fio: Sem resistência e aterramento na carcaça;- 2 Fios: Sem resistência e aterramento na ECU;- 3 Fios: Com resistência e aterramento na carcaça;- 4 Fios: Com resistência e aterramento na ECU.

Embora seja um gerador de sinais, a sonda lambda possui um sinal fraco em relação a tensão, sua faixa de trabalho é entre 0 e 1 volt, mas se a ECU recebe um sinal extremo(0 ou 1 volt), ela grava um código de avaria na memória. A faixa de trabalho normal da sonda é entre 0,2 a 0,8 milivolts.

4. Funcionamento da Sonda Lambda:

Com o motor funcionando, a sonda já começa a enviar sinais para a ECU, o sensor só consegue enviar sinais verdadeiros depois dos 300°c, por isso, a ECU ignora o sinal do sensor até que o motor atinja sua temperatura de funcionamento. Atingida esta, a ECU passa a interpretar o sinal da sonda, que é obtido da seguinte forma:

O zircônio em temperatura de trabalho conduz íons de oxigênio, ou seja, atrai o oxigênio contidos nos gases que fluem pelo escapamento. A diferença de concentração de oxigênio dos gases de escape em relação ao ar amostral contido dentro da sonda gera uma tensão elétrica nos terminais da sonda. Essa tensão é enviada a ECU que interpretará como mistura rica ou pobre, e assim fará as devidas correções.

- Quando a concentração de oxigênio é baixa, caracterizando mistura rica, a tensãoenviada pela sonda e alta, <1;λ

- Quando a concentração de oxigênio é alta, caracterizando mistura pobre, a tensãoenviada pela sonda é baixa, >1;λ

- Quando a concentração de oxigênio é igual a concentração do ar amostral, neste caso sendo mistura ideal, a tensão enviada pela sonda gira em torno de 500mV, =1.λ

5. Interpretação da ECU e o controle em Malha Fechada:

A ECU recebe os sinais do sensor e dependendo destes, enriquece ou empobrece

a mistura ar/combustível. Se a ECU recebe um sinal de mistura pobre, ela enriquece a mistura buscando a mistura ideal( =1 e 500mV), ultrapassando este λ

valor a ECU, informada pela sonda, empobrece a mistura novamente. O sistema trabalha nesse ciclo, monitorando e corrigindo, sempre buscando a mistura ideal, este ciclo é chamado de Malha Fechada.

6. Fatores que influem no sinal incorreto da Sonda Lambda:

Estando no tubo de escapamento do veículo, a sonda está exposta também a qualquer contaminação que o combustível venha a ter, por isso, muitas vezes algumas falhas detectadas não são por defeito na sonda, e sim por fatores que causaram uma concentração fora da faixa de medição da sonda, são elas:

- Gasolina Adulterada: A maior fraqueza do sensor de oxigênio é o contato com o chumbo, ao abastecer com gasolina adulterada, o teor de chumbo pode estar acimado permitido. O chumbo além de reduzir drasticamente a vida útil da sonda, também prejudica componentes do motor nos quais tem contato.

- Mistura excessivamente rica ou pobre: Se por algum motivo o motor está trabalhando com mistura pobre ou rica em excesso, a sonda será prejudicada. Commistura rica grande parte do combustível não é queimado, causando a contaminação da sonda e o aumento do índice de emissões de poluentes. Mistura pobre em excesso causará um aumento de temperatura considerável na câmara de combustão, os gases com temperatura muito maior prejudicaram a sonda.

- Carbonização: Seja ela seca ou úmida, uma parte do detrito originado das queimas imperfeitas do combustível, ao serem expulsos no tempo de escape, contaminam a sonda interferindo no seu sinal.

Pelos motivos acima, se no scanner é indicado sinal de sonda anormal, o correto aser feito é investigar o porque da sonda enviar esse valor.

7. Teste da Sonda Lambda:

Simples, de posse de um multímetro, selecione a opção de Tensão, e coloque e a ponta de prova positiva no fio positivo – linha 15 – do sensor, a ponta de prova negativa deve ser colocada no aterramento da sonda, que pode ser na própria carcaça da sonda ou na ECU.

A sonda lambda foi definitiva para completar o controle do sistema de injeção sobreos gases de escape, indiretamente ela ajuda a proteger o Catalisador de compostosagressivos e combustível queimado parcialmente. Comprovada sua eficiência, foi introduzida mais uma sonda ao sistema, esta localiza-se após o catalisador

atendendo ao novo padrão OBD-BRII.

O tempo de vida útil deste sensor é indeterminado, mas você pode contribuir para o seu bom funcionamento abastecendo em postos de confiança, realizando a manutenção preventiva no tempo certo e utilizando o óleo especificado pelo fabricante.

12 – Relés, atuadores importantesCom certeza já nos perguntamos sobre o pequeno som que vem de dentro do painel do veículo quando acionamos o pisca, alerta ou damos um lampejo de luz alta. Trata-se do Relé, um componente eletromecânico do sistema elétrico do motor e que também faz parte do sistema de injeção eletrônica, neste, o relé é considerado um atuador.

Não se engane pelo seu tamanho, esta caixinha tem a importante função de acionar grandes componentes elétricos dispondo apenas, da pequena corrente do sistema elétrico de um automóvel – 1 miliampere.

1. Componentes do Relé :

- Bobina – Coil;- Armadura – Armature;- Contatos – Contacts;- Mola de retorno – Spring;- Pinos – Yoke.

Caso um dia você tenha a oportunidade de abrir um relé, verá algo semelhante a foto acima.De cara nota-se a presença da bobina, fios de cobre enrolados sobre um núcleo ferro magnético maciço que estão ligados a dois terminais. Próximos a bobina estãoa armadura e o par de contatos, estes por suas vez se ramificam em dois terminais(entenda terminais como pinos.). Quando a bobina é energizada o campo magnético criado faz deslocar armadura, fechando o contato, e acionando o

componente a que o relé é destinado. O contato de um relé pode ser normalmenteaberto(NA) ou fechado(NF).

- Diodo : Nos relés automotivos é comum o emprego de diodos, eles são ligados em paralelo a bobina e evitam o retorno de corrente quando ocorre a desativação da bobina.

2. Funcionamento do Relé :

Esquema básico de um Relé

Tomando como exemplo um Relé Universal de 4 pinos, temos inicialmente, com a bobina desenergizada a armadura em repouso sob a ação da mola de retorno, como está ligada a um contato a armadura mantém o contato abertos(se for um NA) ou fechado(se for um NF.).

Quando o motorista gira a chave no contato, ele libera alimentação positiva para um dos contatos da bobina do relé(na linha automotiva é geralmente o pino 86 do relé.), ao mesmo tempo a ECU libera pulsos negativo ao outro contato da bobina do relé(pino 85), desta forma a bobina é energizada.

O campo magnético da bobina atraí a armadura para junto do núcleo ferromagnético, com isso a armadura fecha(NA) ou abre(NF) o contato, assim ele pode ligar ou desligar algum componente elétrico que normalmente necessitaria de alta corrente.

3. No sistema de injeção :

Considerados atuadores, pois são acionados diretamente pela ECU buscando acionar indiretamente outro componente do sistema. Listar o uso dos relés em um automóvel poderia levar metade da página, mais em um automóvel básico temos

relés dos faróis, do eletro-ventilador, bomba de combustível, pisca e alerta, motor departida e outros.

Para o sistema de injeção eletrônica um dos relés mais importantes é o da Bombade combustível, ele que é o responsável por ativar e desativar a bomba, e você vera como logo abaixo:

Girada a chave no contato, liberamos sinal positivo para o terminal 86 do relé da bomba, o pino 85 do relé está ligado a ECU. A ECU caso receba sinal do sensor de rotação irá liberar pulsos negativos para o pino 85, desta forma a bobina fica energizada e fecha o contato entre os pinos 30 e 87.

A linha 30 é proveniente da bateria, é o positivo direto da mesma, passa pelo pino87 em direção a bomba de combustível que já está aterrada, a bomba então entra em funcionamento.

4. Tipos de Relé :

Existem algumas variações de relés utilizados em automóveis, mas todos eles funcionam sobre o mesmo princípio.

- Relé Universal/Auxiliar : É o mais comum, é um relé simples com bobina e contatos, possui geralmente 4 pinos;

- Relé Temporizador : Muito utilizado para desligamento automático de luzes internasnos veículos, trata-se de um relé que após o sessamento da tensão a bobina, o contato só é desativado após um certo tempo;

A quantidade de pinos varia de acordo com a utilização do relé.

Como você pode observar os relé são componentes que combinam princípios elétricos à um acionamento mecânico, é um switch – interruptor, porém sua maior vantagem é preservar o sistema na necessidade de acionar um componente de altaintensidade de corrente, com o pequeno sinal de sistema elétrico 12v de um automóvel, cerca de 0,5 miliamperes; fazendo dois circuitos onde um encontra-se a bobina e o outro a ligação ao respectivo componente.

Fotos dos Relés :DNI

13 – Corpo da borboleta, a aceleração eletrônicaA ECU monitora tudo que entra e que saí do motor, os gases de escape pela Sonda Lambda, o ar admitido pelo sensores de fluxo, e de certa forma com o auxílio do sensor de posição da borboleta. Pode-se dizer que o Corpo de Borboletaregula o fluxo da massa de ar para o motor e isto implica na carga que o mesmo trabalha.Montado entre o Filtro de Ar e o Coletor de Admissão, o Corpo de Borboleta(chamado antes de TBI) Carburador, e por algum tempo utilizou o Cabo do Acelerador. O cabo era uma haste metálica que ligava o pedal do acelerador a Válvula Borboleta, ou seja, a abertura da borboleta era determinada totalmente pelomotorista, o sensor de posição da borboleta monitorava esta abertura, e então a ECU determinava pelo ângulo de abertura a massa de ar que entrava no coletor, logo a quantidade de combustível a ser injetada.

Acionamento por cabo (Sem drive-by-wire.) :

Em suas primeiras versões o acionamento da borboleta era diretamente controlado pelo motorista, um cabo metálico ligava o pedal do acelerador a válvula borboleta. Com isso o controle da marcha-lenta era feito pelo Atuador de Marcha-Lenta, que

funcionava com um motor de corrente contínua chamado Motor de Passo. O motor controlava a abertura (By-pass.) por onde uma quantidade suficiente de ar passava por ela quando a borboleta encontrava-se fechada. O sensor de posição da borboleta monitorava o ângulo de abertura da borboleta, e enviava essa informação a ECU, que determinava a massa de ar que entrava no coletor, então quantidade de combustível a ser injetada.Este tipo de Corpo de Borboleta foi substituído por um eletromecânico com a chegada da Filosofia Torque.

Com a incessante busca pela máxima eficiência dos motores, o controle mecânico do corpo aos poucos foi sendo substituído. Passando a ser um atuador eletromecânico, pois um motor elétrico de corrente continua atua sobre engrenagens, onde uma destas está ligada ao eixo da borboleta.Também integrado ao corpo está o sensor TPS(Sensor de Posição da Borboleta de Aceleração.) que monitora a abertura da válvula, este sensor faz parte de um controle integrado do acelerador eletrônico – que já foi falado aqui.

Em sua versão motorizada o corpo faz parte de um sistema integrado de acelerador eletrônico, neste subsistema é feito um controle cíclico que parte do Módulo do Pedal de aceleração,(o próprio pedal é o módulo.) passando pela ECU, corpo e TPS, para então retornar a ECU, agora não é o motorista que determina aaceleração do veículo, e sim a interpretação da ECU sobre pressão que o motoristaexerce no pedal, transformando-a em torque efetivo do motor(Filosofia Torque.).O controle da marcha-lentar feito pelo motor de passo também entrou em desuso, ocorpo passou a realizar essa atividade pela própria abertura da

borboleta(comandada pela ECU.). Claro é sempre bom lembrar dos padrões autoadaptativos que influenciam bastante na posição da borboleta durante a marcha-lenta.

Sujeira no Corpo, motor fazendo corpo mole…

Um dos problemas mais comuns com o corpo é o acumulo de sujeira em orifícios calibrados e/ou no pequeno espaço entre a borboleta e as paredes do corpo. Muitas vezes tal problema é difícil de detectar sem que se desmonte a caixa de ar(onde está alojado o filtro de ar.) e as mangueiras ligadas ao corpo. O acúmulo de goma ou sujeira no corpo causa falhamentos no funcionamento do motor, até mesmo com o motor em temperatura de trabalho ocorrem falhamentos que prejudicam a dirigibilidade do veículo.De certa forma nunca podemos atribuir tal problema apenas ao corpo, mesmo que ele esteja sujo é importante verificar coletor e mangueiras ligadas ao corpo. Constatada que mangueira de ar e adjacências estão conformes, parte-se para a retirada do corpo, mas antes, não esqueça de se certificar de que todos os fios e conectores dos sensores estão soltos e em hipótese algum gire a chave com eles desligados. Observe bem se há depósitos de sujeira, goma e uma fina camada de óleo nas paredes do coletor, estes detritos são provenientes muitas vezes de corpossólidos que conseguem ultrapassar o filtro de ar ou por meio de uma entrada falsa de ar, e chegam até o corpo. Há também os vapores de óleo(Suspiro do óleo.) e do combustível que são reaproveitados pelo motor. Acontece que esses gases impregnam o corpo e obstruem a passagem do ar.

Limpando o Corpo de Borboletas :

Embora não pareça, a limpeza do corpo é uma atividade que exige alguns cuidados, o uso de solventes e do conhecido Car80 requer atenção no momento daaplicação do produto. O objetivo do produto é dissolver a goma e a carbonização provenientes dos vapores de óleo(Suspiro do motor.) e combustível(válvula de purgado Canister.) que por ali fluem.Por muito tempo aplicava-se o Car80 diretamente no corpo de borboletas com o motor em funcionamento, acontece que todo aquele produto que por ventura era queimado pelo motor, oxidava atuadores e desgastava as mangueiras, não raro o motor apresentava problemas pouco tempo depois de aplicado o produto.

O procedimento correto para limpeza é retirar o corpo do coletor e efetuar a limpeza manualmente, pode sim usar produtos como Car80 e semelhantes, mas deve-se atentar para que o produto não entre em contato com o sensor do posiçãoda borboleta. A posição na qual o spray é aplicado é muito importante, para evitar que o mesmo escorra pelo eixo da válvula borboleta e oxide o selo de vedação doeixo, a consequência disso é que o sistema terá uma entrada falsa de ar, sem falarna possibilidade de que o fluído adentre no corpo, o ideal é que o corpo seja limpoem posição vertical, com o sensor virado para cima aplique o produto para que o mesmo escorra para baixo.

Outra forma interessante de limpar o corpo é com gasolina, e de preferência diluídaem água. Não é tão forte quanto um solvente, mas consegue retirar a sujeira impregnada nas paredes do corpo sem ter uma ação tão agressiva como os solventes. Utilize um pincel molhado na gasolina para retirar o acúmulo de sujeira do coletor, e nunca coloque o corpo de borboletas diretamente em um recipiente com gasolina, existe a possibilidade do combustível contaminar os componentes eletromecânicos do corpo.

Monoponto e Multiponto, no que TBI e Corpo de Borboleta diferem um do outro :

Muitos componentes foram alterados ou simplesmente entraram em desuso quando os motores passaram a utilizar injeção eletrônica, o principal deles, o Carburador deu lugar ao corpo de borboleta como foi dito acima. Contudo, o corpo de borboletas também passou por alterações importantes, principalmente quando os sistemas de injeção deixaram de ser Monoponto, para se tornarem Multiponto.

Em motores monoponto o TBI(como era chamado, devido ao fato de alocar vários componentes.) abriga alguns componentes do sistema de combustível do veículo, principalmente a Válvula Injetora(Bico Injetor), neste sistema apenas um bico injetor

alimenta todos os cilindros do motor, o TBI além de servir de suporte para a válvula também abriga o Regulador de Pressão, e demais sensores. As mangueirasda linha de combustível se ligam ao corpo que possui um By-pass próprio para retorno do excesso de combustível ao tanque.

Quando os sistemas de injeção passaram a adotar o tipo multiponto, melhor, mais eficiente, porém mais caro; o corpo de borboletas ficou mais livre… Apenas o sensor de posição e dependendo do sistema, o Atuador de Marcha-lenta estavam abrigados no componente. E como visto acima, no seu início possuía cabo do acelerador que deixava o motorista totalmente no controle da abertura da borboleta.Atualmente o corpo de borboleta é controlado pela ECU.

Crédito Fotos :

TW2 Multipeças – http://www.tw2multipecas.com.br/;Dual Bombas – http://dualbombas.com.br/;Gas Point – http://www.gaspoint.com.br/ ;Dicas Mecânicas – http://www.dicasmecanicas.com.br/ ;Celta Clube – http://www.celtaclube.com.br/ ;TurboMagazine – http://www.turbomagazine.com/ .

14 – Controle automatizado da Marcha-LentaUm pouco antes dos sistemas de Injeção Eletrônica, na era dos motores carburados, a função de controlar a marcha-lenta do motor era delegada ao carburador, mais precisamente a um dos seus sete sistemas, o sistema de marcha-lenta.

Quem não se lembra de quando pisávamos no acelerador para injetar combustível antes de dar partida?

Carburador superado, a era dos motores controlados eletronicamente torna-se realidade, dentre os atuadores desse sistema, um esta encarregado de controlar a marcha-lenta do motor, o Atuador de Marcha-lenta.

1.Função:

Localizado no Corpo de Borboleta ou no Coletor de Admissão, o atuador de marcha-lenta tem como principal função manter a marcha-lenta(idle em inglês) em uma rotação estável sem prejudicar o motor, ou seja, uma rotação mínima para queo motor funcione com um bom nível queima, lubrificação e temperatura, vencendo os atritos internos.

Além de prover o a perfeita marcha-lenta do motor, este atuador também cuida para que nas alterações de carga do motor, este não fique sem uma resposta imediata. Momentos como, partida a frio, retomada de velocidade, entrada do compressor do ar condicionado, desaceleração e etc. Necessitam de uma quantidade suplementar de ar para compensar o enriquecimento da mistura, caso não fosse realizada essa suplementação de ar o motor simplesmente estancaria.

2. Funcionamento/Tipos:

Este atuador funciona de acordo com a necessidade do motor, seja em marcha-lenta, seja em momentos de resposta imediata. Basicamente constitui-se de um desvio(By-pass) do fluxo de ar do corpo de borboleta. O fluxo de ar pelo desvioé controlado pela ECU que ativa o Atuador de

Marcha-Lenta de acordo com a necessidade do motor. Podendo fechar ou abrir a passagem suplementar de ar. A abertura geralmente ocorre em momentos que a borboleta encontra-se fechada como em desacelerações, troca de marchas, partida e claro, a marcha-lenta. Quanto maior o fluxo de ar, maior a rotação do motor, e quanto menor o fluxo de ar, menor a rotação do motor.

2.1 Motor de Passo:Característico por ser preciso, o motor de passo é um motor elétrico controlado pelaECU do veículo. A rotação é controlada por uma série de campos elétricos que sãoativados e desativados suscetivamente. O motor geralmente é composto por solenoides fixos e uma roda dentada que se movimenta atraída pelo campo magnético emitido pelos solenoides. Quando o solenoide é energizado o campo emitido atrai o dente da roda fazendo-a girar levemente, a rápida alteração dos solenoides ora ativando ora desativando o campo faz a roda girar precisamente o

necessário para posicionar a agulha no furo calibrado da passagem de ar para o coletor(By-pass).

3. Exemplos: Linha Volkswagen.

Hidropneumático:Funciona através do vácuo criado pelo motor juntamente com a ação de um solenoide.

Trata-se de um pequeno sistema composto por um solenoide controlado pela ECU, um diafragma ligado a um tubo oco e uma peça chamada obturador de controle. Este conjunto trabalha a partir do vácuo criado pelo coletor, o obturador principalmente, que se move a partir da massa de ar que passa por ele. A membrana garante a diferença de pressão entre as câmaras do atuador, uma com pressão atmosférica e outra com pressão do coletor. Quando o obturador é afastado pela pressão do ar que flui ou pela diferença de pressão entres as câmara posterior e inferior, libera ou fecha a passagem do tubo oco ligado a ele, além de aumentar ou diminuir a passagem de ar.

Temos que considerar também, que o tubo oco é fechado pelo pistão de controle do solenoide, que por sua vez é controlado pela ECU. Quanto maior a ação da ECU no solenoide, maior a passagem de ar, pois o pistão de controle ficará mais retido permitindo que o obturado avança mais, e o contrário quando se tem menos ação da ECU.

4. Exemplo: Linha Ford.

Problemas:

Como visto no começo da matéria, o Atuador de Marcha-lenta não apenas controla a marcha-lenta, mas também suplementa o motor em momentos que o mesmo necessita de imediato uma quantidade maior de massa de ar. Estes momentos são determinados pelas informações colhida dos sensores pela ECU. Então, quando algovai mau com o atuador, perda de força de arranque é logo percebida.

É muito comum que os orifícios que desviam o ar para o atuador, e até o próprio atuador fiquem obstruídos por sujeiras provenientes da carbonização do motor, este problema pode ser uma das causas de uma marcha-lenta irregular ou estacamentosem determinados momentos de funcionamento.

Caso o atuador de marcha-lenta possua mangueiras de vácuo, este precisa de bastante atenção quanto ao seu estado, pois qualquer dano pode fazer o motor

morrer e dependendo de sua localização e da forma como está disposta, o simplesdiagnóstico de seu dano pode se ver.

Manutenção:

O perfeito funcionamento do atuador de marcha-lenta está muito ligado aos cuidados básicos que todo veículo deve ter. Manter as trocas de óleo no período correto, tomar cuidado quanto a procedência do combustível abastecido, e claro, atenção com o período de troca do filtro de combustível(geralmente a cada troca deóleo, troca-se o filtro de combustível também). Procure sempre verificar a o Blow-By, que é um pequeno sistema de aproveitamento dos vapores do óleo lubrificante, porém este vapor em excesso pode contaminar o coletor e agregados, prejudicando o atuador de marcha-lenta. Mantendo as manutenções em dia, o Atuador de Marcha-lenta dificilmente irá apresentar problemas.

Teste do Atuador:

Um teste muito simples de ser feito com o atuador de marcha-lenta, consiste em retirá-lo de sua sede, e ligar a ignição – apenas – para que ECU faça o reconhecimento do sistema, durante este breve momento, o atuador movimentará sua agulha para fora e para dentro, o que significa o correto funcionamento do mesmo.

O teste acima é manual, e não pode ser generalizado a todos os carros, alguns o ideal é efetuar o teste via scanner e verificar seus resultados.

Outro teste comum, é medir com o Multímetro na opção Ohmímetro a resistência domotor, lembre-se que deve ser feito com o mesmo estando desligado, e para melhor diagnóstico, estando de posse de um manual técnico para comparar os resultados.

15 – Válvula de Purga do CanisterNos anos 90 foi adicionado aos veículos alguns componentes com o objetivo de diminuir os índices de emissões de poluentes. Sabendo que além do motor, uma das fontes de emissão de gases em um veículo é o próprio tanque de combustível(pois o vapor do combustível contido neste era liberado para atmosfera), foi desenvolvido o sistema EEC(Evaporative Emission Control) fazendo parte do sistema de injeção eletrônica. Atualmente os gases do tanque são filtrados e reaproveitados.

Um filtro de carvão ativado, chamado de filtro do canister absorve o vapor de combustíveis filtrando-o e liberando ar fresco para atmosfera, o vapor absorvido pelocarvão ativado do filtro é reaproveitado pelo motor. Para controlar a passagem desses gases a Válvula de Purga do Cânister – CANP Canister Purg Solenoid foi desenvolvida.

Função:

Para evitar a poluição do ar criou-se um sistema(EEC) que canalizava os vapores do combustível até o coletor de admissão do motor, para serem posteriormente queimados pelo motor no tempo de combustão. No entanto, esses vapores não poderiam serem adicionados a mistura ar/combustível a qualquer momento, teriam de ser controlados para evitar que entrassem no motor em determinados regimes

de funcionamento, prejudicando-o.O vapor de combustível enriquece a mistura ar/combustível, por este motivo a ECU deve controlar a válvula de forma que a passagem de vapores de combustível parao motor não aconteça em momentos como por exemplo, de marcha-lenta.

Não seria interessante a injeção desse plus de combustível, tendo em vista que o consumo aumentaria e o índice de emissões também. É a válvula de purga quem mantêm os vapores no filtro canister quando o motor está desligado e enquanto a ECU não determina quando os vapores devem ser reaproveitados.

Como funciona ?

Foto: Freepatents Online

Trata-se de um simples solenoide que libera ou restringe a passagem de vapores de combustível para o coletor de admissão.Os gases evaporados do combustível ficam retidos no canister, para então serem purgados pela válvula diretamente para o coletor de admissão. Na verdade o vácuocriado pelo coletor de admissão é quem retira o vapor de combustível, a válvula apenas libera ou sessa a passagem.Localizada entre o filtro canister e o coletor de admissão, recebe a tubulação que

vem do canister e a tubulação que segue para o coletor de admissão.

Embora os gases só passem para o coletor de admissão quando a válvula abre, todo o controle da válvula é feito pela ECU, que a partir de informações provenientes da sonda lâmbda e do sensor de temperatura determina a quantidade de gases liberados para serem suplementados a mistura ar/combustível.

O controle da válvula realizado pela ECU é feito com pulsos negativos e visualizados em porcentagem de seu ciclo de trabalho, a ECU envia o pulso negativo para que a válvula abra, e sessa para fechá-la. Assim, o tempo que a válvula fica aberta e o tempo que a válvula permanece fechada são relacionados, sendo então visualizado(via scanner) em forma de porcentagem.

Principais falhas:

Foto Engineering Uk

O vapor do combustível fica retido no filtro canister enquanto a válvula de purga estiver fechada, caso está venha a falhar liberando os vapores sem controle, a relação estequiométrica do veículo estará comprometida. Isso se traduz em um funcionamento do motor com falhas e perca de desempenho em determinados regimes de trabalho.

Por se tratar de uma quantidade adicional de combustível, visto que os vapores reaproveitados enriquecem a mistura, é possível verificar se o possível falhamento provem de uma quantidade exagerada de combustível com a análise das velas de ignição, não raro estas se desgastam prematuramente, além de ser possível considerar um maior índice de contaminação do óleo lubrificante com combustível devido ao excesso do próprio.

Comprometida a mistura, o sistema EEC também terá sua utilidade comprometida, eo veículo certamente será reprovado no teste de emissões.

Há também a possibilidade da válvula ter o seu circuito interrompido, e permanecerfechada. Embora nesta situação o problema não seja perceptível, a contínua absorção de vapor de combustível pelo filtro canister pode acarretar em uma sobrepressão no sistema, e então o rompimento de alguma tubulação.

O sintoma característico dessa falha é o constante cheiro de combustível após o funcionamento do veículo, mas sem sinais de vazamento.

16 – Válvulas Injetoras em detalhesSendo um dos principais componentes do sistema de injeção, se não o principal, asválvulas injetoras se encarregam da complexa função de dosar e pulverizar a quantidade exata de combustível para ser queimada no tempo de combustão do motor.

Com o carburador ficando na história, os sistemas de injeção eletrônica deixaram de ser uma modernidade para serem comuns atualmente. No entanto, dois sistemasde injeção habitam o cenário atual do mercado automotivo, um mais tradicional e outro mais moderno. As válvulas injetores em ambos, contudo, seguem o mesmo princípio.

1. Formação externa da mistura, injeção indireta de combustível: Neste tradicional sistema de Injeção eletrônica a quantidade de combustível a ser injetada depende do tempo de de injeção, pressão da bomba de combustível e do diâmetro dos furos calibrados da válvula injetora. O combustível é injetado nofinal do coletor de admissão, imediatamente antes da válvula de admissão.A válvula injetora possui três partes básicas : Carcaça da válvula com conexão elétrica e bobina já montados, agulha com induzido magnético e assento de válvula com os furos calibrados.

O combustível impulsionado pela bomba chega é distribuído as válvulas por umapeça chamada flauta(rail em inglês.) que ao entrar na válvula injetora passa por um pré-filtro antes alcançar os furos calibrados da mesma. O objetivo é filtrar, por uma última vez, o combustível e impedir que partículas realmente pequenas entrem na válvula.

A tensão chega a bobina da válvula, o campo criado pela bobina movimenta o induzido, que por sua vez trás consigo a agulha que tapa os furos calibrados da válvula, o combustível saí pressurizado e pulverizado de forma a se misturar com oadmitido da forma mais homogênea possível.

Quando a tensão para a válvula injetora cessa, a mola ligada ao induzido-agulha pressiona este contra o assento para tapar os furos calibrados.

2. Injeção direta de combustível:

Crédito Foto : Onlysurplus

Este é um sistema que futuramente equipará todos os carros nacionais, pois sua superior eficiência de queima consegue extrair mais energia da queima do combustível, e ainda ser mais econômico e menos poluente.

Aqui o combustível é injetado diretamente na câmara de combustão, o que por si só já é tenso, pois o sistema deve injetar o combustível em um período de tempo consideravelmente mais curto que na injeção indireta.

Embora a válvula injetora seja conceitualmente a mesma, neste sistema ela é mais… parruda. A pressão que deve ser injetado o combustível na câmara é muito superior a da câmara(imagine a pressão dentro do cilindro no final da compressão…) e do seu antecessor, a injeção indireta.

A válvula injetora de alta pressão possui três partes básicas : Carcaça com conector elétrico e bobina, induzido acoplado a agulha móvel e assento de válvula.

Novamente a corrente que flui na bobina cria um campo magnético que movimenta o induzido-agulha para dentro, então o combustível é liberado com pressão superiora da câmara de combustão para que seja possível este entrar de forma pulverizadadentro da câmara.

O sistema garante um pico de corrente, chamado de pré-magnetização para obter

um rápida subida da agulha, e após sua retração a corrente necessária para mantê-la retraída é menor. Quanto mais tempo a corrente permanece atuando na agulha, mais combustível é injetado.

Motor Ecoboost em ação

A quantidade de combustível injetada depende de um fator a mais, a contrapressãona câmara de combustão. Podemos assim, compreender que a válvula injetora serámuito mais requisitada, visto que terá que suprir combustível pulverizado em variados momentos de funcionamento do motor, seja em baixa carga, seja em cargamáxima, pois com isso a contrapressão na câmara também varia.

Como você viu, em termos de funcionamento não existe grande diferenças, na verdade a válvula injetora é um solenoide que retem, o combustível pressurizado, internamente e ao liberá-lo, consegue fornecer o combustível de forma pressurizada e precisa.

Nota: A designação bico injetor está sendo muito utilizada para o componente que injeta o diesel nos motores diesel, devido a isso fica mais conveniente chamarmos, no caso de motores OTTO, de válvula injetora ou eletroválvula.

17 – Válvula EGRNo sistema EGR(Exhaust Gases Recirculation em Inglês) uma válvula está encarregada de liberar ou bloquear o fluxo dos gases de escapamento para o coletor de admissão. É o principal componente do sistema, pois determina o fluxo de recirculação de gases de escapamento para o motor, e por consequência, a carga do motor.

Existem dois tipos de válvula EGR utilizados atualmente, a principal diferença entre ambas é sua forma de controle, pois algumas não são diretamente controladas pelaECU. Nesses caso existe um atuador “fornecedor de vácuo” para a válvula EGR funcionar, e este sim, é controlado pela ECU. Os dois tipos de válvula EGR são:

1. Válvula EGR Pneumática:Este tipo de válvula funciona a partir da diferença de pressão entre as duas câmaras internas formadas durante o seu funcionamento, e geralmente são controladas indiretamente pela ECU, pois dependem de um atuador fornecedor de vácuo.

1.Diafragma Único;2.Diafragma duplo e contrapressão positiva(Positive Backpressure);3.Diafragma duplo e contrapressão negativa(Negative Backpressure);

3. Válvula EGR Eletrônica:Este tipo de válvula, mais simples, precisa e rápida. É controlada diretamente pela ECU, sendo geralmente um solenoide.

1.Linear;2.Digital.

Válvula EGR Dual Solenoide

Válvula EGR LinearFoto: Keihin

informações para o controle da válvula EGR:

•Pressão Absoluta do Coletor de Admissão – Sensor MAP ou MAF;

•Posição da Árvore de Manivelas e Fase de cada Cilindro do Motor – Sensor de Rotação e Sensor de Fase;

•Posição da Borboleta de Aceleração – Sensor de Posição da Borboleta de Aceleração(TPS);

•Temperatura do Motor – Sensor ECT.

A partir das informações acima, a ECU determina o momento de ativar o sistema EGR, e por conseguinte, a válvula EGR.

4. Válvulas EGR Pneumáticas:

Válvula EGR de diafragma simples:

URL do vídeo:

http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=xmxls1x0qC0

Este é o tipo de válvula EGR mais antigo, e mais simples. Basicamente ela consiste de um diafragma ligado a um eixo com uma válvula cônica em sua ponta.O diafragma da válvula a divide em duas câmaras, superior e inferior. Na câmara superior existe uma uma mola em cima do diafragma e um tubo de “fonte de vácuo”, que liga a válvula ao Coletor de Admissão do motor.O eixo metálico e a válvula cônica se movimentam de forma a liberar ou cessar o fluxo de gases para o coletor de admissão.O controle de vácuo desta válvula pode ser feito por um interruptor térmico, ou porum atuador solenoide controlado pela ECU.

Durante o funcionamento do motor, quando a ECU determina o momento em que aválvula EGR deverá estar aberta, ativando um atuador solenoide, ou através da temperatura do motor; em que um interruptor térmico evita que seja fornecido vácuopara a válvula EGR em momentos não propícios(motor frio). Quando aberta a passagem de vácuo, a depressão no coletor de admissão afeta o diafragma da válvula, que começa a se levantar. Em determinado momento, a depressão do coletor consegue superar a tensão da mola, então o deslocamento do diafragma puxa a haste metálica, e junto com ela a válvula cônica. Com isso a passagem dosgases de escape é liberada para o coletor de admissão.Quando o fornecimento de vácuo para a válvula EGR cessa, a força da mola volta a se sobrepor e empurra o diafragma de volta para a sua posição de repouso, logo

o eixo metálico com a válvula cônica desce e fecha a passagem de gases de escape para o coletor de admissão.

Válvula EGR de diafragma duplo e contrapressão positiva:

Foto: Thirdgen

Ambas válvulas de contrapressão positiva e negativa compartilham algumas semelhanças com relação aos componentes, mas diferenciam-se em funcionamento.

A válvula de contrapressão negativa possui dois diafragmas dentro de seu invólucro,também pode se aproveitar de um sistema de diafragma único, mas imprensado entre duas placas criando o efeito de duas, ou simplesmente possuir dois diafragmas. Configuração definida de acordo com o projeto.

Os diafragmas são chamados de inferior e superior, e ambos possuem molas de controle, sendo em cima no diafragma superior e em baixo no diafragma inferior.

Cada diafragma possui também furos, sendo um furo central e um furo em contato com o ar atmosférico para os diafragmas superior e inferior respectivamente.

Os diafragmas ou as placas com diafragma(dependendo do caso) dividem a válvulaem duas câmaras, superior e inferior, mas é na câmara superior que está o tubo fornecedor de vácuo.Na porção inferior da válvula EGR existe um eixo metálico fixo a uma placa logo abaixo do diafragma inferior, o eixo está ligado a uma válvula cônica em sua ponta,essa válvula cônica possui furos calibrados. Este eixo é oco até o diafragma inferior.

Durante o funcionamento do motor, no momento em que a ECU ativa o atuador fornecedor de vácuo(liberando o fluxo para a válvula EGR), a depressão criada pelocoletor de admissão chega a câmara superior da válvula EGR pelo tubo fornecedor de vácuo.

O diafragma inferior é pressionado para cima por uma mola em baixo dele e fixa auma placa, fechando a passagem de ar pelo furo central do diafragma superior.Como a câmara superior esta totalmente selada, o diafragma superior desloca-se para cima, e levanta o eixo oco juntamente com a válvula cônica, ou seja, a válvula EGR está aberta e liberando gases de escape para o coletor de admissão.

A pressão negativa do coletor de admissão desloca-se pelo eixo oco e chega ao diafragma inferior, puxando-o para baixo. Finalmente, quando a depressão vence a força da mola inferior, o diafragma desce abrindo o canal central do diafragma superior. Isso cessa o vácuo na câmara superior, o diafragma superior desce e comele o eixo oco e a válvula cônica, que assenta em sua sede e fecha o fluxo de recirculação de gases.

A válvula EGR neste momento não sofre mais ação da depressão no coletor de admissão, então a mola inferior volta a agir sobre o diafragma inferior, empurrando-o para cima e fechando o furo central do diafragma superior. Resumindo, a válvula EGR fica em repouso, com a sua porção superior completamente fechada(vácuo) e aguardando a ECU comandar o atuador fornecedorde vácuo para reiniciar o processo.

5. Válvula EGR Eletrônica:

Válvula EGR Linear:

Está é uma das mais eficientes válvulas EGR, seu funcionamento é rápido e preciso. Ela permite que a ECU tenha total controle sobre sua abertura, podendo estar de totalmente fechada(0%) a totalmente aberta(100%). Tanta precisão resulta em melhor dirigibilidade e menores índices de NOx, se comparando motores iguais com válvulas diferentes.

Basicamente a válvula EGR Linear é constituída de três conjuntos principais:

•Base;

•Solenoide;

•Armadura.

A base em si é constituída dela mesma, placa e uma junta de vedação. Possui dois orifícios de tamanhos diferentes. O orifício maior é por onde os gases de escapamento adentram na base, o orifício menor é por onde estes saem da base para o Coletor de Admissão. A vedação da base é garantida pela placa e junta de vedação.O solenoide., praticamente a válvula em si, é constituído de sua bobina,

enrolamento e do sensor de posição da válvula EGR(EVP ou PPS). O sensor é parte integral da válvula EGR Linear, e seus pinos compartilham o mesmo conector da válvula EGR Linear. No total são 5 pinos, sendo 3 pinos(massa, alimentação(+) e sinal de posição) do sensor de posição e 2 pinos(sinal(-) e alimentação(+) ligado a um fusível) do solenoide.A armadura da válvula EGR está contida dentro do solenoide., e solidária a ela está um eixo metálico. O eixo desloca-se por dentro da bobina, arruela e mola de retorno. A extremidade do eixo está assentada no orifício menor do conjunto base .

No momento em que o motor está em funcionamento, a ECU, a partir dos dados colhidos dos sensores e dos dados contidos no seu mapa de injeção, determina o momento de abertura da válvula EGR Linear. O pino negativo do solenoide. é aterrado dentro da ECU, que envia pulsos negativos para a válvula EGR conforme necessário.Quando o pulso é enviado, um campo magnético é induzido na bobina, que atrai aarmadura levantando-a, e com ela o eixo, que deixa o seu assento e libera a passagem dos gases de escapamento para o Coletor de Admissão. Quando os pulsos negativos cessam, o campo elétrico deixa de existir e o eixo desce assentando-se no orifício menor da base(sua sede) e fechando a passagem dos gases de escape.

Válvula EGR Digital:

Trata-se de uma válvula mais precisa e rápida, pois permite a ECU uma amplitude maior de controle do fluxo de recirculação dos gases de escape. Existem dois tiposbásicos de válvula EGR Digital:

•Duplo Solenoide(Dual-Solenoid);

•Triplo Solenoide(Tripe-Solenoid.

A Válvula de Duplo Solenoide, como o próprio nome diz possui dois solenoides, além de duas armaduras, dois eixos e uma base. Para vedação utiliza-se uma placa e uma junta de vedação para garantir que os gases de escape não vazem.Na base existem dois orifícios de tamanhos diferentes, um maior e outro menor. Com esse conjunto, a válvula de duplo solenoide. tem a capacidade de três níveis de fluxo de recirculação. Sendo dois fluxos com um orifício aberto(maior ou menor) e outro com os dois orifícios abertos, onde as capacidades de fluxo se somam.

Os eixos assentam-se na base da válvula, e com sua capacidade giratória vedam com eficiência a válvula quando esta encontra-se desativada, prevenindo contra possíveis vazamentos. Estão ligados as armaduras e se deslocam dentro de sua respectiva bobina e mola de retorno.A válvula possuí apenas um pino de alimentação, mas o aterramento de cada solenoide. é controlado em separado pela ECU, que pode ativar um ou dois ao mesmo tempo.

Durante o funcionamento, quando a ECU envia pulsos negativos para a válvula, a bobina induz um campo magnético na armadura, que levanta e traz consigo o eixo,a passagem de gases de escape é então liberada para o coletor de admissão. Ao cessar os pulso negativos, a força da mola faz o eixo retornar ao seu assento na base da válvula, vendando a passagem de gases para o coletor de admissão.

A Válvula de Triplo Solenoide funciona da mesma maneira que a duplo solenoide., no entanto a adição de mais um solenoide. entrega maior precisão da válvula. São três solenoides, três armaduras, três eixos giratórios e três furos calibrados com dimensões diferentes. Possui um base com os furos calibrados, a base possui sua vedação garantida por uma junta que impede o vazamento de gases de escape.

Em relação a válvula duplo solenoide., neste o furo adicional possui dimensão intermediária(em relação aos dois outros furos) e com isso a ECU pode desempenhar sete possibilidades de fluxo para esta válvula EGR. Três dessas, são cada um dos solenoides abertos individualmente, e as outras quatro são combinações entre os furos menor, intermediário e maior, com dois furos abertos e um fechado.

O controle da ECU sobre a válvula é realizado através de pulsos negativos, cada solenoide. é controlado separadamente, mas possuem a mesma linha positiva, o sinal negativo é individual.

Durante o funcionamento do motor, quando a ECU determina o funcionamento da válvula, o pulsos negativos são enviados a um, ou dois solenoides diferentes. Quando o pulso é enviado, uma campo elétrico é gerado na bobina que atrai a armadura do solenoide. para cima, então o eixo levanta-se de sua sede e libera gases de escape para o coletor de admissão. O fluxo é varia de acordo com a

quantidade e com o tamanhos dos furos abertos.Ao cessarem os pulsos negativos provenientes da ECU, a mola de retorno empurrao eixo para baixo, que se assenta em sua sede e fecha o fluxo de gases de escape para o Coletor de Admissão.

6. Falhas Comuns em Válvulas EGR:

Problemas com a válvula EGR são basicamente relacionados a mola de retorno e/ou aos furos calibrados.

Devido ao contato com os gases de escape, é muito comum que os furos calibrados da válvula EGR fiquem obstruídos, consequentemente o funcionamento daválvula fica comprometido. No caso das válvulas EGR pneumáticas, estas perdem sua eficiência pois uma vez que os furos estejam obstruídos o diafragma inferior não irá reagir a contrapressão, a válvula EGR não irá funcionar.Em válvulas EGR eletrônicas a obstrução dos furos impede que os gases de escape recirculem para o coletor de admissão.

As molas de retorno também podem apresentar problemas, a perda da força pode gerar diferentes falhas de acordo com o tipo de válvula EGR. Em válvulas EGR de contrapressão positiva, o enfraquecimento da mola leva a abertura demasiado rápidada válvula; e em válvulas EGR de contrapressão negativa o enfraquecimento da mola leva a não abertura da válvula ou fazendo esta abrir e fechar rapidamente.Outra falha comumente relacionadas a válvula EGR pneumáticas, é a obstrução ou rompimento de mangueiras de vácuo da válvula.Estas falhas afetam o funcionamento do motor, deixando-o com uma marcha-lenta irregular, perda de desempenho e falhamentos constantes, prejudicando a dirigibilidade do veículo.

18 – Ventilador do RadiadorO controle da temperatura do motor é realizado pela ECU, através dos dados de entrada provenientes dos sensores, e dos comandos de saída para seus atuadores.O ventilador do radiador consiste de uma hélice com desenho apropriado para arrefecimento, geralmente feita de plástico moldado por injeção, podendo ser acoplada a um motor elétrico, ou a um embreagem de fluído viscoso.

Trata-se de um atuador do sistema de injeção eletrônica cuja a função é resfriar deforma forçada a água contida no radiador, para quando esta for liberada para o motor pela válvula termostática, possa arrefecer o motor e mantê-lo na temperatura ideal de funcionamento. Para ativar o ventilador do radiador, a ECU leva em consideração informações como:

•Temperatura do Motor – Sensor de Temperatura;

•Velocidade do veículo – Sensor de Velocidade.

1, Fluxo de ar para o Radiador:

O fluxo de ar para o radiador é o principal fator redutor de temperatura do fluído de arrefecimento quando este se encontra no radiador, tanto a velocidade do ventilador como a velocidade do veículo necessária, como em velocidade de cruzeiro ou alta velocidade, onde o fluxo de ar que flui através do radiador é mais que suficiente para arrefecer o fluído contido nele naquele momento; e também durante o funcionamento do veículo depois de um longo período parado, nesse casoa fase de aquecimento do motor está ocorrendo, e embora a válvula termostática esteja fechada, o ventilador também não dispara. No entanto, em baixas velocidades se faz uso da ventilação forçada do radiador, ou seja, quando o fluxo de ar devido a velocidade do veículo não é o bastante para arrefecer o fluído no radiador. A ECU então, ativa o ventilador do radiador, a ventilação é forçada.

2. Tipos de ventiladores:

•Ventiladores Elétricos;

•Ventiladores Guiados.

Ventiladores Elétricos:

São geralmente utilizados em veículos leves e de passeio, podem ser acionados pela própria ECU ou por meio de termostatos que acionam o ventilador em temperaturas pré determinadas.

Utilizam motores elétricos CC ou CC sem escovas, que podem chegar até 850W, mas quando em aplicações comerciais ou veículos utilitários podem desenvolver até 30kW.

Foto: Radiador com motor elétrico montado atrás, o ventilador puxa o ar externo forçando este a passar pelo radiador, e então o quente vai para dentro do cofre domotor.

Foto: Ventilador do radiador duplo, elétrico e montado na parte frontal do radiador.

Os ventiladores elétricos podem estar montados na frente do radiador, ou atrás do radiador diferenciando a forma de como o fluxo de ar é forçado a passar pelo radiador. Quando montado a frente do radiador, o ar que atravessa a grade dianteira é empurrado pelo ventilador do motor sobre o radiador. Quando o ventilador é montado atrás do radiador, este puxa o ar que está a frente do radiador, que penetra nas aletas do radiador e troca de calor com o fluído de arrefecimento contido no mesmo, sendo jogado para dentro do compartimento do motor.

Ventiladores Guiados:

São ventiladores montados em algum eixo do motor, seja comando de válvulas ou na árvore de manivelas, ou acionados por uma correia V ou Poli V. A principal característica desse ventilador é que a sua velocidade está de acordo com a rotação do motor(RPM). Em motores mais antigos, era comum que o ventilador funcionasse enquanto o motor estivesse funcionando, e claro, a mesma velocidade. Esta configuração apresenta problemas quando o RPM do motor está baixo ou alto demais, ou ventilador por consequência acaba não fornecendo um fluxo adequado de ar para o radiador, ou arrefece em excesso o fluído causando uma queda na eficiência do motor.

Então foi desenvolvido o chamado Ventilador com Acionamento Viscoso, que nada mais é do que um sistema que utiliza embreagem viscosa. Os principais componentes desse sistema são:

•Disco primário;

•Disco intermediário;

•Fluído de serviço(óleo de silicone);

•Válvula de liberação;

•Elemento bimetálico.

Na embreagem do ventilador, o disco intermediário a divide em duas câmaras, de alimentação e de serviço, dentro da câmara de serviço está o disco primário, que gira conforme a velocidade do motor.Quando a temperatura do fluído de arrefecimento contido no radiador está baixa, o ar que passa por este chega ao elemento bimetálico, mas devido a baixa temperatura não é suficiente para exercer alguma influência nele. No entanto, quando motor atinge altas temperaturas, a temperatura do fluído de arrefecimento troca de calor com o ar que passa pelo radiador, o ar quente chega ao ventilador do radiador, e entra em contato com o elemento bimetálico; este bimetálico geralmente está disposto em forma de espiral; o contato com o ar quente faz o bimetálico sofrer uma deflexão, e isto causa a ativação de uma válvula.Esta válvula localiza-se entre as câmaras de alimentação e serviço, ao abrir, a válvula libera o fluxo de fluído de serviço para a câmara de serviço, este fluído altamente viscoso transmite o torque do motor para o disco intermediário, fazendo oventilador girar. A velocidade de rotação será definida pela quantidade de fluído

viscoso liberado, provendo arrefecimento adequado ao regime de trabalho do motor no momento determinado.O elemento bimetálico interpreta a temperatura que sai do radiator como sendo a temperatura da água contida no radiador, e então a partir disso o ventilador é ativado ou não.

Foto: Turboservis

Para ventiladores guiados, também existem embreagens controladas eletronicamente,este sistema funciona de forma bastante semelhante ao mostrado acima, mas sua principal diferença é que a ECU é quem determina quando o ventilador será ativadoe qual sua a velocidade. Isso é obtido através das diversas informações que e ECU dispõe sobre o funcionamento do motor e dos diversos mapas de injeção pré estabelecidos em sua memória.Os ventiladores guiados são geralmente utilizados em aplicações para a linha pesada e em motores de alta performance.

Nota: O sistema de embreagem com acionamento viscoso foi patenteado pela BEHR, e é chamado de VISCO®.

3. Falhas do ventilador do radiador:

As falhas relacionadas ao ventilador do radiador, muitas vezes não estão diretamente ligadas a ele. Por funciona conforme demanda de informações de sensores, ou ativamento de interruptores, qualquer mau funcionamento do sensor detemperatura ou interruptor pode levar ao não ativamento do ventilador. Consequenteos sintomas de superaquecimento logo aparecerão, tais como, empenamento do cabeçote, queima da junta do cabeçote e até a fundição do motor, o que acarretarásua parada total.

Aos ventiladores guiados, uma falha comum é o seu não funcionamento devido a falhas no elemento bimetálico. Esta peça é bastante sensível, ao ponto de que qualquer pancada ou pressão sofrida que venha deformá-la, cause sua inutilização.

19 – Bomba de CombustívelAs bombas elétricas de combustível passaram a substituir as bombas mecânicas quando o sistema de alimentação do motor passou a contar com a injeção eletrônica. Com a baixa pressão das bombas mecânicas(1,75-2,1 Bar) muito do combustível bombeado para o carburador se perdia nas paredes do coletor de admissão, desperdiçando combustível.

O advento da injeção eletrônica trouxe consigo as bombas elétricas, que conseguemmanter uma pressão alta e constante(3-6,5 Bar), e consequentemente a injeção de combustível na melhor forma possível, a pulverização. Esta facilita que a mistura docombustível com o ar ocorra de forma mais homogênea.

Devido ao funcionamento contínuo, a bomba elétrica precisa além de ser refrigerada, também lubrificada para que sua vida útil não seja reduzida. A evoluçãodos sistemas de injeção contou com dois tipos de bombas elétricas de combustível:

• In tank;

• In line.

As diferenças entres os dois tipos de aplicação das bombas elétricas de combustível estão diretamente ligadas a sua vida útil e a performance do motor, visto que devido ao seu funcionamento contínuo, o aquecimento da bomba é inevitável, além da necessidade de que os componentes móveis internos sejam

lubrificados. Devido a essas necessidades a configuração in line pouco a pouco foi saindo de cena, pois apenas a passagem do combustível não era suficiente para refrigerar a bomba. Então surgiu o chamado Módulo de Combustível, que passou a existir quando as bombas tornaram-se in tank(dentro do tanque de combustível). Este sistema passou a incorporar outros componentes importantes para o sistema de alimentação, como o regulador de pressão e o sensor de nível do combustível, tudo isso dentro de um invólucro que também está contida a bomba elétrica. As vantagens desse sistema são as poucas perdas de combustível por evaporação queocasionavam a perca de pressão dos injetores, e a maior durabilidade da bomba devido estar sempre em contato com o combustível, sendo refrigerada e lubrificada(a gasolina possui uma ação lubrificante sobre a bomba).

Existe três tipos básicos de bomba de combustível(a bomba em si):

•Bomba de roletes;

•Bomba centrífuga;

•Bomba de engrenagem.

Todos os três tipos de bomba possuem funcionamento semelhante, diferenciando-se apenas em seus componentes.

•Bomba de Roletes: É constituída de um excêntrico dotado de ranhuras, em cada ranhura do excêntrico existe um rolete. Estes são ligados aos canais que sugam o combustível e que enviam o combustível com pressão de sistema parao tubo distribuidor(flauta);

•Bomba Centrífuga: É constituída de um rotor(turbina) dotado de diversas pás(aletas). A turbina está ligada a tubulação de sucção e a de saída para o tubo distribuidor;

•Bomba de Engrenagem: É constituída de um rotor e uma engrenagem interna. O rotor é ligado a tubulação de sucção e a de saída para o tubo distribuidor.

Visão em corte de uma bomba de combustível do tipo centrífuga.

As três aplicações acima sugam e pressurizam o combustível a partir do movimentogiratório de seus componentes, no caso disco de ranhuras, ou turbina, ou rotor. De acordo com o tipo da bomba, os componentes citados estão ligados ao eixo do induzido de um motor elétrico, quando o relé é ativado pela ECU, este transmite o sinal a bomba que tem seu motor elétrico ativado. O movimento suga o combustíveldo tanque e o empurra para a tubulação de saída em direção ao tubo distribuidor.O excesso de combustível bombeado retorna ao tanque através da ativação da

1. Válvula de Retorno ou Regulador de Pressão:

A função do regulador de pressão é manter a pressão no sistema de alimentação de forma que os bicos injetores pulverizem a quantidade ideal de combustível. Como a pressão influencia na quantidade de combustível a ser injetado, o reguladorde pressão está calibrado para liberar combustível para retornar ao tanque caso a pressão no sistema exceda um valor pré-determinado.

Basicamente é constituído de uma mola, membrana e válvula. Enquanto a válvula estiver fechada, o combustível terá apenas os orifícios calibrados dos bicos injetorespara sair, e então a pressão tende a crescer com o funcionamento do motor.

Atingindo determinado valor de pressão, a força dessa pressão empurra a mola do regulador fazendo a membrana se deslocar, e assim a válvula ligada a membrana se abre e libera passagem de combustível para tubulação de retorno, e então é feito o controle de pressão do sistema.

A posição da válvula de retorno pode variar de acordo com o projeto:

•Regulador de Pressão no tubo distribuidor;

•Regulador de Pressão no tanque de combustível;

Foto: infomotor.com.br

Quando a regulador de retorno localiza-se no tubo distribuidor, o excesso de combustível que chega ao tubo retorna ao tanque por um duto de retorno após a abertura do regulador de pressão. Esta configuração possui a desvantagem do combustível esquentar durante o retorno do motor para o tanque, aumentando a temperatura do combustível no tanque, gerando mais vapores de combustível e menor autonomia do motor.

Na configuração de regulador de pressão no tanque, mais precisamente dentro do módulo de alimentação de combustível, o aquecimento do combustível no tanque é consideravelmente menor, o que ajudar a manter o veículo dentro dos limites rigorosos de emissões de poluentes(nesse caso, evaporativas). Assim é enviado para o tubo distribuidor a quantidade exata de combustível a ser injetada pelos injetores, podendo se economizar cerca de um terço de combustível perdido por evaporação.

2. Módulo de Alimentação de Combustível:

Após as diversas aplicações de motores com bombas mecânica, o sistema evoluiu e passou a contar com bombas elétricas(in line), no entanto o sistema de injeção eletrônica deu outro passo a frente quando adotou o módulo de alimentação de combustível. Trata-se reservatório que contem, além da bomba elétrica, diversos componentes relacionados ao sistema de alimentação de combustível:

•Reservatório;

•Bomba elétrica;

•Sensor de nível de combustível;

•Pré-filtro;

•Filtro;

•Conexões elétricas.

Como um automóvel, mesmo sendo de baixo custo, pode atingir grandes velocidades, a movimentação de combustível dentro do tanque pode prejudicar o fornecimento de combustível para o motor, e assim a dirigibilidade do veículo. No módulo de alimentação, seu próprio reservatório garante que o combustível esteja próximo a bomba elétrica e pronto para ser enviado ao motor, além disso, essa

configuração ajuda a manter a bomba lubrificada e bem refrigerada.O combustível entra no módulo passando por um pré-filtro, e saí deste passando através de outro filtro pós-bomba. Ambos são isentos de manutenção.

Ligado a bomba, existe um sensor de nível de combustível, que através de uma boia ligada a uma haste, movimenta um potenciômetro que informa diretamente ao painel a quantidade de combustível no tanque.

A bomba elétrica de combustível é ativada através de um relé se, e somente se houver sinal proveniente do sensor de rotação do motor. É muito comum ouvir a bomba pressurizar a linha assim que é detectado uma abertura de porta, e/ou ao ser virada a chave sem ligar o motor. Neste caso a bomba funcionará por apenas 2-5 s, e caso o motor não seja posto em funcionamento, a bomba será desligada. Durante o funcionamento do motor, a bomba permanece em funcionamento constante sobre qualquer regime de trabalho do motor, mas pode vir a parar se caso alguns dos fatores abaixo ocorrerem:

•Queda de rotação do motor para menos de 50 Rpm;

•Em caso de colisão, caso o veículo possua interruptor inercial.