CAPAEDC16 e EDC 17
Durante a sua leitura, fique atento a este símbolo que identifica
informações importantes.
atenção/nota
eStRUtURa do SiStema
.........................................................................4
Sensores
.....................................................................................................
4
Atuadores....................................................................................................
5
SiStema de CombUStível
......................................................................6
Componentes
...............................................................................................
6 Filtro de combustível
.....................................................................................
8 Acumulador de combustível
...........................................................................
9 Bomba de pré-alimentação G6 e bomba de combustível G23
............................ 10 Bomba de alta pressão com bomba de
engrenagens ........................................ 12 Bomba de
engrenagens
...............................................................................
12 Válvula dosificadora de combustível N290
..................................................... 13 Bomba de
alta pressão
................................................................................
15 Acumulador de alta pressão (Rail)
.................................................................
17 Sensor de pressão do combustível G247
....................................................... 18 Válvula
reguladora da pressão de combustível N276
....................................... 19 Controle da alta pressão
de combustível
........................................................ 21 Sensor
de temperatura do combustível G81
................................................... 22 Válvula
reguladora da pressão de retorno
....................................................... 23
Injetores
....................................................................................................
24
SiStema de admiSSão de aR
............................................................... 32
Regulagem da pressão de sobrealimentação
................................................... 32 Sensor de
pressão de sobrealimentação G31 e Sensor de temperatura do ar de
admissão G42 ............................................... 33
Válvula eletromagnética para limitação da pressão de
sobrealimentação N75 ..... 34 SiStema de ContRole de emiSSõeS
..................................................... 35
Recirculação dos gases de escape
................................................................ 35
Válvula para recirculação dos gases de escape N18
........................................ 36 Potenciômetro de
recirculação de gases de escapamento G212 ........................
37 Radiador para recirculação de gases de escape
............................................... 38 Válvula
comutadora para trocador de calor da recirculação dos gases de
escape N345
................................................................................
40 Válvula borboleta do coletor de admissão
...................................................... 40 Motor
para válvula do coletor de admissão V157
............................................ 41 Sensor de posição
da válvula borboleta do coletor de admissão
........................ 41
SiStema de pRé-inCandeSCênCia
......................................................... 42
Estrutura do sistema
...................................................................................
42 Unidade de Controle das velas incandescentes J179
....................................... 43 Velas incandescentes de
cerâmica
................................................................
44
SiStema de injeção Common Rail - edC 16 e edC 17
1
GeStão do motoR
...............................................................................
46 Sensor de pressão do coletor de admissão G71
.............................................. 46 Estrutura e
funcionamento dos Sensores Hall
................................................. 48 Módulo pedal
do acelerador
.........................................................................
49 Sensor de posição do pedal do acelerador G79
............................................... 49 Sensor de nível
e temperatura do óleo G266
.................................................. 50 Sensor de
rotação do motor G28
..................................................................
51 Sensor de fase (Hall) G40
............................................................................
52 Interruptores do pedal do freio F e da embreagem F36
.................................... 53 Sensor de massa de ar G70
.........................................................................
53 Sensor de temperatura do líquido de arrefecimento G62
.................................. 54 Sonda Lambda G39
....................................................................................
55 Sensor de temperatura dos gases de escape G235
......................................... 55 Lâmpada de controle da
pré-incandescência K29 ............................................
56 Lâmpada de controle de emissões K83
.......................................................... 56
SiStema de injeção Common Rail edC17
........................................... 57 Introdução
.................................................................................................
57 Estrutura do sistema
...................................................................................
58 SiStema de CombUStível
....................................................................
60 Quadro esquemático
...................................................................................
60 Filtro de combustível com válvula de pré-aquecimento
..................................... 62 Bomba de combustível
adicional V393
.......................................................... 63
Filtro de tela
..............................................................................................
63 Bomba de alta pressão
................................................................................
64 Válvula para dosagem do combustível N290
.................................................. 69 Válvula de
segurança
..................................................................................
70 Válvula reguladora da pressão de combustível N276
....................................... 71 Controle da alta pressão
de combustível
........................................................ 73 SiStema
de admiSSão de aR
............................................................... 74
Turbocompressor
........................................................................................
74 Sensor de posição para controle da pressão de sobrealimentação
G581............. 75 Coletor de admissão com borboletas de
turbulência espiroidal .......................... 76 SiStema de
ContRole de emiSSõeS
..................................................... 77 Válvula
para recirculação dos gases de escapamento N18
............................... 77 Potenciômetro de recirculação
dos gases de escapamento G212 ...................... 77 Unidade de
Controle da válvula borboleta J338
.............................................. 78 Potenciômetro da
válvula borboleta G69
........................................................ 78
GeStão do motoR
...............................................................................
79 Unidade de Controle do motor J623
............................................................. 79
Sensor de posição da embreagem G476
........................................................ 80
Sensores de posição do acelerador G79 e G185
............................................. 82 Sensor de
temperatura do líquido de arrefecimento na saída do radiador G83
..... 83
2
Introdução
Todos os motores 2.5l TDI da Crafter estão equipados com o sistema
de injeção Common Rail. É um sistema acumulador de alta pressão
para motores Diesel. Este conceito (Common Rail), significa conduto
comum que é representado por um acumulador de combustível em alta
pressão comum a todos os injetores de uma bancada de
cilindros.
Neste sistema de injeção estão separados os módulos de geração de
pressão e injeção de combustível.
Uma bomba de alta pressão gera a alta pressão necessária para a
injeção, que é acumulada ou armazenada em um acumulador de alta
pressão (Rail) que é levada através de curtos tubos metálicos até
os injetores. O sistema de injeção é controlado pelo Sistema de
Gerenciamento de Motores Bosch EDC16.
As propriedades deste sistema de injeção são:
a pressão de injeção é capaz de ser 9 selecionada praticamente sem
restrição e pode ser adaptada para o apropriado estado de
funcionamento do motor,
uma alta pressão de injeção de até 9 1600 bar, o que possibilita
uma boa formação da mistura,
flexibilidade da injeção, permitindo 9 ciclos de pré e
pós-injeção,
baixo consumo de combustível, 9
baixa emissão de contaminantes, 9
funcionamento suave do motor. 9
O sistema de injeção Common Rail oferece várias possibilidades de
configuração para adaptar a pressão de injeção e a sequência de
injeção para cada condição de funcionamento do motor.
Isto oferece excelentes condições para cumprir as crescentes
exigências de um sistema de injeção, que consiste em contar com um
baixo consumo de combustível, reduzida emissão de poluentes e um
funcionamento mais suave do motor.
bomba de alta pressão
válvula para dosagem do combustível n290
Sensor de pressão do combustível G247
injetores n30, n31, n32, n33, n83
SiStema de injeção Common Rail - edC 16 e edC 17
3
motor
F36 Interruptor do pedal da embreagem
F Interruptor da luz do freio
G235 Sensor 1 da temperatura dos gases de escape
G39 Sonda Lambda
G247 Sensor de pressão do combustível
G81 Sensor de temperatura do combustível
G31 Sensor de pressão de carga G42 Sensor de temperatura de
admissão de ar G71 Sensor de pressão do coletor de admissão
G62 Sensor de temperatura do líquido de arrefecimento
G70 Medidor de massa de ar
G79 Sensor de posição do pedal do acelerador
G28 Sensor de rotação do motor
G40 Sensor Hall
j285 Unidade de Controle do instrumento Combinado
Q10 Vela incandescente 1 Q11 Vela incandescente 2 Q12 Vela
incandescente 3 Q13 Vela incandescente 4 Q14 Vela incandescente 5
j179 Unidade de Controle do tempo de incandescência
Z19 Aquecimento da sonda Lambda
n214 Válvula para circulação do líquido de arrefecimento
j151 Relé da circulação do líquido de arrefecimento v50 Bomba para
circulação do líquido de arrefecimento
n345 Válvula comutadora para trocador de calor da recirculação dos
gases de escape
n18 Válvula para recirculação dos gases de escapamento
v157 Motor para válvula do coletor de admissão
n75 Válvula eletromagnética para limitação da pressão de
carga
n276 Válvula reguladora da pressão de combustível
n290 Válvula para dosagem do combustível
n30 Injetor do cilindro 1 n31 Injetor do cilindro 2 n32 Injetor do
cilindro 3 n33 Injetor do cilindro 4 n83 Injetor do cilindro
5
j17 Relé da bomba de combustível G6 Bomba de combustível (bomba de
pré-alimentação)
SiStema de injeção Common Rail - edC 16 e edC 17
5
Reservatório de combustível [1]
bomba de pré-alimentação – G6 [2] Transporta combustível em direção
a zona de alimentação.
Filtro de combustível [3]
aquecimento do filtro do combustível Z57 [4] Impede que o filtro de
combustível seja obstruído por cristalização da parafina quando a
temperatura ambiente estiver baixa.
acumulador de combustível [5]
Sensor de temperatura do combustível G81 [6] Determina a
temperatura momentânea do combustível.
bomba de engrenagens mecânica [7] Transporta o combustível da zona
de alimentação para a zona de alta pressão.
bomba de alta pressão [8] Gera a alta pressão de combustível
necessária para injeção.
válvula para dosagem do combustível n290 [9] Regula a quantidade de
combustível que será comprimida em função da necessidade.
válvula reguladora da pressão de combustível n276 [10] Regula a
pressão de combustível no Rail.
legenda 1 - Reservatório de combustível 2 - Bomba de
pré-alimentação 3 - Filtro de combustível 4 - Aquecimento do filtro
do combustível 5 - Acumulador de combustível 6 - Sensor de
temperatura do combustível 7 - Bomba de engrenagens mecânica 8 -
Bomba de alta pressão 9 - Válvula para dosagem do combustível
1
2
3
4
5
9
8
7
15
6
acumulador de alta pressão (Rail) [11] Acumula o combustível em
alta pressão que será usado para injeção em todos os
cilindros.
Sensor de pressão do combustível G247 [12] Determina a pressão
momentânea do combustível na zona de alta pressão.
injetores n30, n31, n32, n33, n83 [13]
válvula reguladora da pressão de retorno [14] Mantém a pressão de
retorno dos injetores em 10 bar. Esta pressão é necessária para o
funcionamento dos injetores.
Restritores [15] Amortecem as ondas do sistema de alta pressão que
são geradas durante o ciclo de injeção, proveniente da abertura e
fechamento dos injetores.
válvula de alívio [16] Através da válvula de alívio do sistema de
pré-alimentação de combustível, o excesso de combustível retorna
para o tanque e a pressão é regulada antes do filtro. Quando a
bomba de pré-alimentação G6 fornece um volume muito grande de
combustível, o excesso pode retornar através da válvula de
alívio.
válvula de retenção [17] Impede que o combustível da bomba de
pré-alimentação G6, entre no sistema de combustível através do
retorno, no caso de um eventual entupimento do filtro de
combustível.
1
2
3
4
5
9
8
7
15
10 - Válvula reguladora da pressão de combustível 11 - Acumulador
de alta pressão (Rail) 12 - Sensor de pressão do combustível 13 -
Injetores N30, N31, N32, N33, N83 14 - Válvula reguladora da
pressão de retorno 15 - Restritores 16 - Válvula de alívio 17 -
Válvula de retenção
alta pressão 230 – 1600 bar Retorno dos injetores 10 bar pressão de
alimentação / pressão de retorno
legenda
SiStema de injeção Common Rail - edC 16 e edC 17
7
Filtro de combustível
O filtro de combustível protege o sistema de injeção contra
impurezas e desgaste causado por partículas e água. No filtro há um
aquecedor elétrico, responsável por aquecer o combustível quando a
temperatura ambiente estiver baixa. Desta forma, impedimos que o
filtro de combustível seja obstruído por parafinas cristalizadas
por baixa temperatura ambiente.
aquecimento do filtro de combustível Z57
O aquecimento do filtro de combustível Z57, consiste de duas placas
de alumínio e um interruptor com elemento bimetálico.
Em temperaturas mais altas, o interruptor bimetálico está com os
contatos na posição de repouso, ou seja aberto. Nesta condição,
nenhuma corrente flui para ativar o aquecimento do filtro de
combustível.
A uma temperatura de aproximadamente +3°C a +8°C, o contato
bimetálico fecha. Neste momento o aquecimento do filtro de
combustível começa a receber corrente e o combustível é aquecido
pelas placas de alumínio.
placas de alumínio
Conexão elétrica
Contato fechado
Acumulador de combustível
O acumulador de combustível está localizado no motor na parte
superior do coletor de admissão. Encarrega-se de manter a pressão
de combustível praticamente sem variações em qualquer estado
operativo do motor, antes da bomba de engrenagens. Mantendo a
pressão constante, conseguimos um bom comportamento do motor
durante a partida e em marcha lenta.
Funcionamento
O combustível entregue pela bomba de pré-alimentação G6 alimenta o
acumulador de combustível de onde é enviado para a bomba de
engrenagens. Para equilibrar os desvios da pressão de saída, o
excesso de combustível que está dentro do acumulador é enviado de
Volta para o sistema de retorno de combustível.
O retorno de combustível procedente da bomba de alta pressão e do
acumulador de alta pressão (Rail) é enviado para o acumulador de
combustível, através de sua linha de alimentação. No acumulador, o
combustível proveniente da bomba de alta pressão e do Rail é
misturado com o combustível que está a uma temperatura mais baixa,
oriundo do filtro de combustível. Isto resulta no aquecimento
rápido do combustível em dias frios, o que se traduz em uma boa
resposta do motor durante a sua fase de aquecimento.
4
5
6
1
2
3
Retorno do Rail
Retorno dos injetores
legenda 1 - Reservatório de combustível 2 - Bomba de
pré-alimentação 3 - Filtro de combustível 4 - Acumulador de
combustível 5 - Bomba de engrenagens 6 - Bomba de alta
pressão
Retorno para o reservatório de combustível
Retorno da bomba de alta pressão e do Rail + alimentação do filtro
de combustível
alimentação para bomba de alta pressão
SiStema de injeção Common Rail - edC 16 e edC 17
9
Bomba de pré-alimentação G6 e bomba de combustível G23
As duas bombas de combustível, G6 e G23, estão instaladas no
reservatório de combustível. Elas operam como bombas de
pré-alimentação para a bomba de engrenagens mecânica.
Na câmara esquerda do reservatório de combustível é montada a bomba
de pré- alimentação de combustível G6 e um injetor. Na câmara
direita é montada a bomba de combustível G23 e um injetor.
Quando a ignição é acionada e a rotação do motor excede 40 rpm, as
duas bombas de combustível são energizadas pela Unidade de Controle
do motor J623 através do relê da bomba de combustível J17, que
geram uma pressão prévia. Assim que o motor estiver funcionando,
ambas as bombas alimentarão continuamente o sistema com
combustível. O ejetor da câmara direita conduz o combustível para o
reservatório de pré-alimentação da bomba G6, e o ejetor da câmara
esquerda conduz o combustível para o reservatório de
pré-alimentação da bomba G23. Os dois ejetores de ambas as bombas,
succionam o combustível através do fluxo de combustível que é
gerado pelas bombas elétricas de combustível.
efeitos em caso de avaria
Em caso de avaria de uma das bombas, a falta de combustível pode
provocar alterações na pressão do combustível que se encontra no
acumulador de alta pressão (Rail), sendo assim é registrada esta
falha na memória de avarias e o rendimento do motor reduz
consideravelmente.
G23
G6
10
Bomba de alta pressão com bomba de engrenagens
A bomba de alta pressão é quem gera a alta pressão de combustível
necessária para a injeção. Na carcaça da bomba de alta pressão está
integrada a bomba de engrenagens que impele o combustível da zona
de alimentação até a bomba de alta pressão.
Ambas as bombas são acionadas por um eixo comum. Esse eixo é
acionado por uma correia dentada que é movimentada pela árvore de
manivelas.
bomba de alta pressão com bomba de engrenagens
êmbolo da bomba
válvula de segurança
bomba de engrenagens
SiStema de injeção Common Rail - edC 16 e edC 17
11
Bomba de engrenagens
A bomba de engrenagens é uma bomba de pré-alimentação puramente
mecânica. É acionada pelo mesmo eixo que movimenta a bomba de alta
pressão. A bomba de engrenagens tem a função de aumentar a pressão
do combustível fornecida previamente por duas bombas elétricas.
Isso garante que a bomba de alta pressão sempre receba combustível
em qualquer condição de funcionamento do motor.
arquitetura
Duas engrenagens que giram em sentido contrário estão abrigadas
dentro da carcaça da bomba. Uma das engrenagens é impulsionada por
um eixo de acionamento comum que também aciona a bomba de alta
pressão.
Funcionamento
Quando as engrenagens giram, o combustível é arrastado entre os
dentes das engrenagens e entregue ao lado impelente que está
localizado junto à parede interna da bomba . A partir deste ponto o
combustível é conduzido para bomba de alta pressão. O pleno
engrenamento entre os dentes das engrenagens impede que o
combustível retorne. A válvula de segurança abre quando a pressão
do combustível, no lado impelente da bomba de engrenagens, excede
5.5 bar. Desta forma, o combustível retorna para o lado aspirante
da bomba de engrenagens.
engrenagem de acionamento
entrada de combustível
Saída de combustível
válvula de segurança
eixo de acionamento
12
Funcionamento da válvula dosificadora de combustível n290 –
desenergizada
Se a válvula dosificadora de combustível N290 está desenergizada, a
mesma está aberta. O êmbolo estrangulador é deslocado para esquerda
pela força da mola e libera a passagem mínima de combustível para a
bomba de alta pressão. Desta forma, apenas uma pequena quantidade
de combustível entra na câmara de compressão da bomba de alta
pressão
A válvula dosificadora de combustível está integrada à bomba de
alta pressão. Ela se encarrega de regular a quantidade do
combustível na zona de alta pressão em função da demanda.
A vantagem disso é que a bomba de alta pressão só gera a pressão
necessária de acordo com as condições de funcionamento momentâneas
do motor. Desta forma é reduzida a potência consumida pela bomba de
alta pressão e evita o aquecimento desnecessário do
combustível.
êmbolo da bomba
válvula de segurança
SiStema de injeção Common Rail - edC 16 e edC 17
13
Funcionamento da válvula dosificadora de combustível n290 –
energizada
Para aumentar a quantidade de combustível que flui para a bomba de
alta pressão, a válvula N290 é energizada pela Unidade de Controle
do motor J623 por um sinal PWM (largura de pulso modulado).
De acordo com o sinal PWM que a válvula N290 recebe é liberado um
maior ou menor fluxo de combustível. Isso resulta em uma maior
pressão de controle, que age no êmbolo estrangulador deslocando-o
para à direita. A variação na proporção de ligado-desligado do
sinal PWM altera a pressão de controle e consequentemente a posição
do êmbolo estrangulador. À medida que a pressão de controle
diminui, e o êmbolo estrangulador se desloca para à esquerda,
diminui a entrada de combustível na bomba de alta pressão.
efeitos em caso de avaria
O sistema de gerenciamento do motor passa a operar em modo de
emergência e a potência do motor é reduzida.
Sinal pWm
O sinal PWM é um sinal modulado em largura de pulso. Trata-se de um
sinal de onda quadrada com tempo de ativação (ligado) variável e
uma frequência fixa. Com a variação do tempo de ativação (ligado)
da válvula N290 podemos modificar, por exemplo, a pressão de
controle e consequentemente a posição do êmbolo
estrangulador.
pequena largura de pulso = menor fluxo de combustível para bomba de
alta pressão
Grande largura de pulso = maior fluxo de combsutível para bomba de
alta pressão
U tensão (volts) t tempo f duração do ciclo (frequência) fpw
largura (tempo do pulso)
êmbolo da bomba
válvula de segurança
14
Funcionamento
O eixo de acionamento da bomba de alta pressão possui um
excêntrico, que atua através de um disco de elevação, provocando um
movimento ascendente e descendente nos três êmbolos da bomba que
estão dispostos radialmente a 120°.
Bomba de alta pressão
A bomba de alta pressão é uma versão com três êmbolos radiais. É
acionada em conjunto com a bomba de engrenagens pelo eixo de
acionamento.
A bomba de alta pressão tem a função de gerar a alta pressão de
combustível até 1600 bar, que é necessária para a injeção de
combustível.
Devido aos três êmbolos da bomba estarem dispostos 120° um do
outro, os esforços de acionamento da bomba são equilibrados e as
variações de pressão do acumulador de pressão (Rail) são
minimizadas.
eixo de acionamento
bomba de engrenagens
Conduto anelar da bomba de alta pressão
disco de elevação
SiStema de injeção Common Rail - edC 16 e edC 17
15
Curso de sucção
O movimento descendente do êmbolo da bomba leva a um aumento no
volume da câmara de compressão. Isto faz com que a pressão do
combustível dentro da câmara de compressão diminua. Devido à
pressão gerada pela bomba de engrenagens, o combustível pode fluir
para a câmara de compressão através da válvula de entrada.
Curso de pressurização
A pressão na câmara de compressão aumenta quando o êmbolo da bomba
começa a se mover para cima. Como resultado, o disco da válvula de
entrada é empurrada para cima, fechando a câmara de compressão. A
pressão continua a aumentar devido ao êmbolo continuar se movendo
para cima. Assim que a pressão do combustível na câmara de
compressão excede à pressão da zona de alta pressão, a válvula de
saída se abre e o combustível entra no acumulador de alta pressão
(Rail).
válvula de entrada Conduto anelar da bomba de engrenagens
Conduto anelar da bomba de alta pressão
válvula de saída
válvula de saída
Câmara de compressão
êmbolo da bomba
disco de elevação
Acumulador de alta pressão (Rail)
O acumulador de alta pressão é um tubo de aço forjado que tem a
função de armazenar o combustível em alta pressão necessário para a
injeção em todos os cilindros do motor.
arquitetura
No acumulador de alta pressão encontramos a conexão de alimentação
de combustível procedente da bomba de alta pressão e também as
conexões para os injetores, a válvula reguladora da pressão do
combustível N276 e o sensor de pressão do combustível G247.
Funcionamento
O combustível do acumulador de alta pressão (Rail) está
constantemente submetido a uma alta pressão. Quando o combustível é
retirado do acumulador de alta pressão para injeção, a pressão
dentro do acumulador permanece constante em função do grande
volume.
As flutuações da pressão, que podem ser originadas devido à
alimentação pulsante de combustível para o acumulador de alta
pressão via bomba de alta pressão, são compensadas pelo grande
volume do acumulador de alta pressão e por um restritor implantado
na linha de alimentação do Rail proveniente da bomba de alta
pressão.
acumulador de alta pressão (Rail)
SiStema de injeção Common Rail - edC 16 e edC 17
17
Sensor de pressão do combustível G247
Sensor de pressão do combustível G247O sensor de pressão do
combustível está localizado no acumulador de alta pressão (Rail).
Sua função é determinar a pressão momentânea do combustível na zona
de alta pressão.
Funcionamento
O sensor de pressão do combustível G247 contém um elemento sensor,
que é composto de um diafragma de aço onde está fixado um
extensômetro.
Através da conexão de alta pressão é aplicada a pressão do
combustível contra o diafragma de aço. No caso de uma variação da
pressão, a deflexão do diafragma de aço muda, fazendo com que a
resistência do extensômetro altere o seu valor.
O analisador eletrônico calcula um sinal de tensão a partir do
valor da resistência medida e transmite esta tensão para a Unidade
de Controle do motor J623. Com o auxílio de uma curva
característica armazenada na Unidade de Controle J623 é calculada a
pressão momentânea do combustível.
efeitos em caso de avaria
extensômetro
analisador eletrônico
Em caso de ausência do sinal do sensor de pressão do combustível, a
Unidade de Controle do motor J623 emprega um valor fixo para
efetuar os cálculos e a potência do motor é reduzida.
18
A válvula reguladora da pressão de combustível está localizada no
acumulador de alta pressão (Rail). A válvula N276 é utilizada para
ajustar a pressão de combustível na zona de alta pressão. Para
fazer este ajuste a válvula N276 é energizada pela Unidade de
Controle do motor J623. Dependendo da condição de funcionamento do
motor, a pressão é ajustada entre 230 e 1600 bar.
Se a pressão do combustível na zona de alta pressão é muito alta, a
válvula N276 abre, de modo que parte do combustível possa retornar
para o reservatório através da tubulação de retorno. Se a pressão
do combustível na zona de alta pressão estiver muito baixa, a
válvula N276 fecha o retorno de combustível, não permitindo que o
mesmo retorne para o reservatório.
válvula reguladora da pressão de combustível n276
Válvula reguladora da pressão de combustível N276
Funcionamento
válvula reguladora em repouso (motor desligado)
Se a válvula N276 não for energizada, a agulha da válvula é mantida
em seu assento através da força exercida pela mola. Desta forma a
zona de alta pressão está separada do retorno do combustível. A
mola pressiona a agulha da válvula de tal maneira que a pressão do
combustível é de aproximadamente 80 bar no acumulador de alta
pressão (Rail).
bobina eletromagnética
SiStema de injeção Common Rail - edC 16 e edC 17
19
válvula reguladora mecanicamente aberta
Se a pressão de combustível no acumulador de alta pressão é maior
que a força da mola, a válvula reguladora abre e o combustível flui
para o reservatório através do retorno de combustível.
válvula reguladora energizada (motor em funcionamento)
Para manter uma pressão operacional de 230 a 1600 bar no acumulador
de alta pressão, a válvula reguladora é energizada pela Unidade de
Controle do motor J623 utilizando um sinal PWM. Isso gera um campo
eletromagnético na solenóide. O induzido da válvula é atraído e
pressiona a agulha da válvula contra o seu assento.
A pressão do combustível no acumulador de alta pressão se opõe à
força eletromagnética e à força da mola. Dependendo da proporção
“ligado/desligado” do sinal PWM é modificada a secção de passagem
para o conduto de retorno, e com isso a quantidade de combustível
que retorna pode variar. Desta forma, também é possível compensar
as oscilações de pressão no acumulador de alta pressão
(Rail).
efeitos em caso de avaria
No caso de avaria da válvula reguladora da pressão de combustível
N276, o motor não pode entrar em funcionamento pois não é possível
gerar uma alta pressão de combustível suficiente para ocorrer a
injeção.
20
Controle da alta pressão de combustível
No sistema de injeção Common Rail da Crafter, a alta pressão de
combustível é controlada pelo chamado conceito de dupla regulagem.
Dependendo da condição de funcionamento do motor, a alta pressão de
combustível é controlada pela válvula reguladora da pressão de
combustível N276, ou pela válvula dosificadora de combustível N290.
Para efetuar o controle, as válvulas são acionadas pela Unidade de
Controle do motor com um sinal modulado em largura dos pulsos
(PWM).
Conceito de dupla regulagem
Regulagem através da válvula reguladora da pressão de combustível
N276
Para aquecer rapidamente o combustível, estando com o motor frio, a
bomba de alta pressão impele e comprime uma maior quantidade de
combustível do que o necessário. O excesso de combustível Volta de
forma controlada ao sistema de retorno, através da válvula
N276.
Regulagem através da válvula dosificadora de combustível N290 Ao
trabalhar com altas quantidades injetadas e altas pressões no Rail,
a alta pressão de combustível é regulada pela válvula N290. Isto é
traduzido em uma regulagem da alta pressão de combustível, de
acordo com a necessidade. A potência absorvida pela bomba de alta
pressão é reduzida para evitar o aquecimento desnecessário do
combustível.
Quantidade injetada
Regime do motor
Regulagem da alta pressão através da válvula reguladora da pressão
de combustível n276
Regulagem da alta pressão através da válvula dosificadora de
combustível n290
SiStema de injeção Common Rail - edC 16 e edC 17
21
Sensor de temperatura do combustível G81
O sensor de temperatura do combustível está localizado no tubo de
alimentação da bomba de alta pressão. Com este sensor é determinada
a temperatura momentânea do combustível.
aplicações do sinal
A Unidade de Controle do motor J623 usa o sinal do sensor de
temperatura G81 para calcular a densidade do combustível. Isso
serve como uma variável de correção para calcular a quantidade de
injeção, regular a pressão do combustível no acumulador de alta
pressão (Rail) e para regular a quantidade de combustível que entra
na bomba de alta pressão. Para proteger a bomba de alta pressão
contra temperaturas excessivas do combustível, a potência do motor
é limitada para proteger a bomba de alta pressão. Como resultado, a
quantidade de combustível a ser comprimida na bomba de alta pressão
é reduzida e a temperatura do combustível diminui.
efeitos em caso de avaria
Em caso de avaria no sensor de temperatura, a Unidade de Controle
do motor J623 usa um valor fixo para propósitos de cálculo.
Sensor de temperatura do combustível G81
22
Válvula reguladora da pressão de retorno
A válvula reguladora da pressão de retorno é uma válvula puramente
mecânica. Está localizada entre a tubulação de retorno dos
injetores e o sistema de retorno de combustível.
missão
A válvula reguladora da pressão de retorno mantém uma pressão de
combustível de aproximadamente 10 bar. Esta pressão de combustível
é necessária para o funcionamento dos injetores.
Funcionamento
Durante o funcionamento do motor, o combustível sai dos injetores e
passa através da válvula reguladora da pressão de retorno. Se a
pressão de retorno dos injetores superar 10 bar, a esfera sai de
seu assento vencendo a força da mola. Então, o combustível passa
pela válvula aberta, retornando para o reservatório de
combustível.
válvula reguladora da pressão de retorno
esfera
SiStema de injeção Common Rail - edC 16 e edC 17
23
Injetores
Os injetores estão instalados no cabeçote do motor. Eles têm a
tarefa de injetar a quantidade correta de combustível nas câmaras
de combustão no momento adequado. O motor de 2.5l TDI é equipado
com injetores piezoelétricos. Nesse caso, os injetores são
controlados através de um atuador piezoelétrico. A velocidade de
comutação de um atuador piezoelétrico é aproximadamente quatro
vezes maior do que de uma válvula eletromagnética.
Em comparação com os injetores controlados por válvula
eletromagnética, a tecnologia dos injetores piezoelétricos tem
aproximadamente 75% menos massa móvel na agulha do injetor.
Isso resulta nas seguintes vantagens:
menor tempo de comutação, 9
possibilidade de executar várias injeções em cada ciclo de
trabalho, 9
controle extremamente preciso das quantidades injetadas. 9
agulha do injetor
24
Ciclo de injeção
Devido aos tempos breves de comutação dos injetores piezoelétricos
é possível controlar, de forma flexível e precisa, as fases de
injeção (pré e pós-injeção) e as quantidades injetadas. Como
resultado disso, a sequência de injeção pode ser adaptada em função
das condições de funcionamento do motor. Até cinco injeções
parciais podem ser executadas em cada sequência de injeção.
pré-injeção
Uma pequena quantidade de combustível é injetada na câmara de
combustão antes da injeção principal, levando a um aumento de
temperatura e pressão na câmara de combustão. Com isso, diminui o
atraso da autocombustão da injeção principal, o coeficiente de
aumento da pressão e os picos de pressão na câmara de combustão.
Isso leva a um baixo nível de ruído de combustão e baixas emissões
de escape. O número, o tempo e as quantidades de combustível da pré
e pós injeção dependem das condições momentâneas de funcionamento
do motor.
Quando o motor está frio e funcionando em baixos regimes de rotação
são realizadas duas pré-injeções devido a razões acústicas.
Com maiores regimes de rotação e carga no motor, apenas uma
pré-injeção é realizada, para reduzir emissões de escape.
Nenhuma pré-injeção é realizada em plena carga e altas rotações,
porque uma grande quantidade de combustível deve ser injetada de
uma só vez para alcançar um alto grau de eficiência.
injeção principal
Após a pré-injeção há um breve intervalo antes que a quantidade da
injeção principal seja injetada na câmara de combustão.
O valor da pressão de injeção permanece praticamente invariável
durante toda a sequência de injeção.
pós-injeção
Para regenerar o filtro de partículas, duas pós-injeções são
realizadas. Essas duas pós-injeções aumentam a temperatura dos
gases de escape, para que ocorra a combustão das partículas de
fuligem que estão no filtro de partículas.
tensão de excitação (volts)
SiStema de injeção Common Rail - edC 16 e edC 17
25
atuador piezoelétrico
Um atuador piezoelétrico é utilizado para controlar os injetores.
Está localizado no interior da carcaça do injetor. É excitado pela
Unidade de Controle do motor J623, através de uma conexão elétrica.
O atuador piezoelétrico possui uma alta velocidade de comutação.
Comuta em menos que dez milésimos de segundo. O efeito
piezoelétrico inverso é utilizado para controlar o atuador
piezoelétrico.
efeito piezoelétrico
Piezo (grego) = pressão Elementos piezoelétricos são utilizados
frequentemente em sensores. Nesse caso, a pressão aplicada no
elemento piezoelétrico é convertida em uma tensão elétrica
mensurável. Este comportamento de uma estrutura cristalina recebe o
nome de efeito pieozelétrico.
efeito piezoelétrico inverso
O efeito piezoelétrico é empregado de forma inversa no atuador
piezoelétrico. Nesse caso, uma tensão é aplicada no elemento
piezoelétrico e a estrutura cristalina reage com a variação de seu
comprimento.
O atuador piezoelétrico é formado de vários elementos
piezoelétricos, para conseguir um deslocamento suficiente para
controlar o injetor.
Ao aplicar uma tensão, o atuador piezoelétrico se expande em até
0,03 mm (para propósitos de comparação: um cabelo humano possui um
diâmetro de aproximadamente 0,06 mm).
Comprimento inicial + variação
estrutura cristalina
elementos piezoelétricos
êmbolo acoplador
os atuadores piezoelétricos são energizados com uma tensão de 110 a
148 v. observe sempre as instruções de segurança no manual de
Reparação.
26
módulo acoplador
O módulo acoplador é composto do êmbolo acoplador e do êmbolo de
válvula. O módulo acoplador atua da mesma maneira que um cilindro
hidráulico. Converte hidraulicamente a mudança de comprimento do
atuador piezoelétrico (expansão) em movimento para acionar a
válvula de controle. Graças à transmissão de força hidráulica, a
abertura de válvula de comando é suavizada, e a injeção é
controlada precisamente.
princípio Hidráulico
A relação entre a área do êmbolo acoplador e a válvula de comando é
muitas vezes maior. Como resultado, a válvula de comando pode ser
acionada pelo módulo acoplador mesmo com a maior pressão existente
no Rail.
A válvula reguladora da pressão de retorno mantém uma pressão de
combustível de aproximadamente 10 bar no módulo acoplador. Essa
pressão de combustível é utilizada como um “colchão de pressão”
para a transmissão da força hidráulica entre o êmbolo acoplador e o
êmbolo da válvula.
Vantagens da transmissão de força hidráulica:
reduzidas forças de fricção, 9
amortecimento dos componentes 9 móveis,
compensação das variações de 9 comprimento causadas por dilatação
térmica,
ausência de força mecânica atuando na 9 agulha do injetor.
êmbolo acoplador
Relações de áreas entre os êmbolos
SiStema de injeção Common Rail - edC 16 e edC 17
27
Combustível sob alta pressão
Câmara de controle
injetor na posição de repouso
Na posição de repouso, o injetor encontra-se fechado e o atuador
piezoelétrico não está energizado. Na câmara de controle, na agulha
do injetor e na válvula de comando está aplicada a alta pressão do
combustível.
A válvula de comando é pressionada contra o seu assento pela alta
pressão de combustível em conjunto com a força da mola. Desta
forma, a zona de alta pressão de combustível permanece separada do
sistema de retorno de combustível.
A agulha é fechada pela alta pressão de combustível presente na
câmara de controle que se encontra acima da agulha e pela força da
mola.
A válvula reguladora da pressão de retorno mantém uma pressão de
aproximadamente 10 bar na linha de retorno do combustível dos
injetores.
28
Combustível sob alta pressão
Câmara de controle
início da injeção
A Unidade de Controle do motor J623 é responsável por iniciar o
processo de injeção. Para isso, a J623 energiza o atuador
piezoelétrico.
O atuador piezoelétrico se expande ao ser energizado e transfere
esse movimento ao êmbolo acoplador.
O movimento de descida do êmbolo acoplador gera uma pressão
hidráulica no módulo acoplador, que age na válvula de comando
através do êmbolo de válvula.
A válvula de comando abre devido à força do módulo acoplador, e
libera a passagem do combustível que está em alta pressão para o
conduto de retorno do combustível.
O combustível da câmara de controle flui através do estrangulador
de saída para o retorno. Isto faz com que a pressão do combustível
existente acima da agulha caia instantaneamente. A agulha se afasta
de seu assento e a injeção começa.
estrangulador de saída
SiStema de injeção Common Rail - edC 16 e edC 17
29
Combustível sob alta pressão
Câmara de controle
Final da injeção
O processo de injeção é finalizado quando o a Unidade de Controle
do motor J623 deixa de energizar o atuador piezoelétrico, e o mesmo
Volta à sua posição de repouso.
Os dois êmbolos do módulo acoplador se movem para cima e a válvula
de comando é pressionada contra o seu assento. Desta forma bloqueia
a passagem do combustível em alta pressão para o conduto de retorno
do combustível. Através do estrangulador de entrada o combustível
flui até a câmara de controle que está acima da agulha. A pressão
do combustível na câmara de controle aumenta até atingir novamente
a pressão do Rail e fecha a agulha. O processo de injeção termina e
o injetor se encontra novamente na posição de repouso.
A quantidade injetada é determinada através do tempo que o atuador
piezoelétrico permanece energizado e de acordo com a pressão do
Rail. Devido aos breves tempos de comutação do atuador
piezoelétrico é possivel efetuar várias injeções por ciclo de
trabalho e ajustar com precisão a quantidade injetada.
30
Se um injetor é substituído, ele deve ser adaptado à Unidade de
Controle do motor por meio do vaS 505X. a calibração da injeção
deve ser executada seguindo as orientações da localização de Falhas
assistidas ou Funções Guiadas.
valor ima
Cada injetor possui impresso em seu corpo um valor de adaptação de
7 caracteres. Este valor de calibração pode ser composto de letras
ou números.
O valor IMA é determinado em um teste durante o processo de
produção dos injetores. Ele expressa a diferença entre o valor
nominal e o valor real que é injetado por este injetor.
O valor IMA permite que a Unidade de Controle do motor J623
calcule, de modo preciso, os tempos de energização necessários para
que cada injetor alcance o valor nominal de injeção.
Calibração da injeção (ima)
A calibração da injeção (IMA - Injektor-Mengen-Abgleich) é uma
função de software da Unidade de Controle do motor J623, que é
utilizada para energização específica de cada um dos
injetores.
Essa função é utilizada para corrigir individualmente a quantidade
injetada em cada um dos injetores. A precisão do sistema de injeção
aumenta devido a esta função.
Graças à calibração da injeção são balanceadas as diferenças de
injeção entre os injetores, que são causadas por tolerâncias de
produção.
Os objetivos dessa calibração são:
reduzir o consumo de combustível, 9
reduzir as emissões dos gases de 9 escapamento,
produzir um funcionamento mais suave 9 do motor.
valor ima
SiStema de injeção Common Rail - edC 16 e edC 17
31
Regulagem da pressão de sobrealimentação
A regulagem da pressão de sobrealimentação regula a quantidade de
ar que é comprimida pelo turbocompressor.
O turbocompressor aumenta a pressão no lado de admissão do motor,
promovendo a entrada de uma maior quantidade de ar nos cilindros
durante a fase de admissão.
Desta forma, temos disponível mais oxigênio para a combustão e
consequentemente uma maior quantidade de combustível. Como
resultado obtemos um incremento da potência, sem ter que aumentar a
cilindrada do motor.
Com o emprego de um intercooler também conseguimos um aumento da
potência. O ar aspirado, através do filtro para a combustão, é
aquecido intensamente durante o seu trajeto até o motor,
principalmente ao passar pelo turbocompressor. Devido a isso a
densidade do ar diminui, o que diminui a quantidade de oxigênio
disponível para a combustão. No intercooler o ar é resfriado, o que
faz com que a sua densidade aumente novamente. No próximo passo o
ar é forçado a entrar na câmara de combustão.
legenda:
1 - Sistema de vácuo 2 - Unidade de Controle do motor J623 3 - Ar
admitido 4 - Intercooler 5 - Válvula eletromagnética para limitação
da pressão de carga N75 6 - Compressor do turbo 7 - Atuador 8 -
Turbina de escape com aletas variáveis. 9 - Sensor de pressão de
carga G31 (sobrealimentação) sensor de temperatura de admissão de
ar G42
SiStema de admiSSão de aR
1 2
4 3
8
7
32
Sensor de pressão de sobrealimentação G31 e Sensor de temperatura
do ar de admissão G42
O Sensor de pressão de sobrealimentação G31 e Sensor de temperatura
do ar de admissão G42 estão integrados no mesmo componente e ficam
localizados no coletor de admissão.
Sensor de pressão de sobrealimentação G31
aplicações do sinal
Com o sinal do sensor de pressão de sobrealimentação G31 é
determinado a pressão momentânea do ar no coletor de admissão. A
Unidade de Controle do motor usa este sinal para regular a pressão
de sobrealimentação.
efeitos em caso de avaria
No caso de falha deste sinal não existe nenhuma função
substitutiva. A regulagem da pressão de sobrealimentação é
desativada e a potência do motor diminui de forma
significativa.
Sensor de temperatura do ar de admissão G42
aplicações do sinal
O sinal de temperatura do ar de admissão G42 é utilizado pela
Unidade de Controle do Motor para regular a pressão de
sobrealimentação. Como a temperatura influi na densidade do ar de
sobrealimentação, a Unidade de Controle do motor utiliza este sinal
como um valor de correção.
SiStema de injeção Common Rail - edC 16 e edC 17
33
Válvula eletromagnética para limitação da pressão de
sobrealimentação N75
A válvula eletromagnética para limitação da pressão de
sobrealimentação é uma válvula eletropneumática. Fica localizada no
compartimento do motor do veículo. Com esta válvula controla-se o
vácuo necessário no atuador para regular a posição das aletas do
turbocompressor.
efeitos no caso de avaria
No caso de falha na N75 não é aplicado vácuo no atuador. Uma mola
no atuador desloca a regulagem do mecanismo de modo que as aletas
fiquem posicionadas em um ângulo de emergência. Nesta condição,
como o sistema de regulagem do turbocompressor está inoperante, o
motor gera uma baixa potência em baixas rotações.
34
SiStema de ContRole de emiSSõeS
Recirculação dos gases de escape
A recirculação dos gases de escape é uma medida destinada a reduzir
as emissões de óxidos de nitrogênio. Com a recirculação, uma parte
dos gases de escape Volta a alimentar o processo de
combustão.
Com isto, é reduzido o conteúdo de oxigênio na mistura
ar/combustível, reduzindo a velocidade de combustão. Assim, a
temperatura máxima de combustão diminui, reduzindo a emissão de
óxido de nitrogênio.
A quantidade de gases de escape recirculada é controlada através do
acionamento da válvula de recirculação de gases de escape, de
acordo com o mapeamento programado na Unidade de Controle do
motor.
A quantidade de gases, recirculada, depende fundamentalmente da
rotação do motor, quantidade injetada, massa de ar admitido e
pressão do ar.
No sistema de escape é utilizado, antes do filtro de partículas,
uma sonda de banda larga.
Com esta sonda, pode-se detectar o conteúdo de oxigênio nos gases
de escape, em uma extensa faixa de medição.
legenda 1 - Ar admitido 2 - Válvula borboleta do coletor de
admissão com sensor de posição e motor para válvula do coletor de
admissão V157 3 - Válvula de recirculação de gases de escape com
potenciômetro de recirculação dos gases de escapamento G212 e
Válvula para recirculação dos gases de escapamento N18 4 - Unidade
de Controle do motor 5 - Conduto de alimentação de gases de escape
6 - Sensor de temperatura do líquido de arrefecimento G62 7 - Sonda
Lamba G39 8 - Coletor de escapamento 9 - Turbocompressor 10 -
Radiador para recirculação de gases de escape 11 - Válvula
comutadora para trocador de calor da recirculação dos gases de
escape N345
1
1
1110
9
8
7
65
4
3
2
SiStema de injeção Common Rail - edC 16 e edC 17
35
Conector
válvula
mola
excêntrico
entrada dos gases de escape
No motor 2.5l TDI da Crafter é aplicado uma válvula de recirculação
de gases de escape com acionamento elétrico. A válvula para
recirculação dos gases de escapamento N18 é montada no fluxo de
entrada do coletor de admissão. Nesta válvula está integrado o
potenciômetro de recirculação dos gases de escapamento G212. A
válvula para recirculação dos gases de escapamento com acionamento
elétrico possibilita uma regulagem isenta de escalonamentos,
permitindo uma regulagem exata dos gases de escape
recirculados.
Válvula para recirculação dos gases de escape N18
A válvula para recirculação de gases de escapamento N18 é uma
válvula com um motor elétrico para o seu acionamento. Este motor
elétrico pode ajustar a válvula sem escalonamento. O giro do motor
elétrico é transformado em movimento linear, através de um
excêntrico e uma placa guia. A quantidade de gás recirculada é
controlada através do avanço da válvula.
Para o sistema de recirculação dos gases de escape, o sinal da
sonda lambda é utilizado como fator de correção para regular a
quantidade de gases de escape para recirculação. Se o conteúdo de
oxigênio dos gases de escape difere do valor teórico programado
para recirculação de gases de escape, a Unidade de Controle do
motor excita a válvula N18 e altera a quantidade de gases de escape
recirculado.
O radiador para recirculação de gases de escape reduz a temperatura
da combustão resfriando os gases de escape recirculados, o que
permite recircular uma maior quantidade de gases de escape.
36
efeitos em caso de avaria
No caso de eventual falha da válvula N18, a válvula é fechada
através da ação da mola. Nesta condição, os gases de escape não são
recirculados.
Potenciômetro de recirculação de gases de escapamento G212
O potenciômetro de recirculação de gases de escapamento G212
detecta a posição da válvula. Através do deslocamento da placa guia
(subindo ou descendo) é controlada a quantidade de gases de escape
que são recirculados no coletor de admissão.
arquitetura
O potenciômetro G212 está integrado à tampa plástica da válvula de
recirculação de gases de escape. É composto de um sensor Hall e um
ímã permanente, que é movimentado para cima e para baixo através da
placa guia. O movimento do ímã é detectado sem contato físico pelo
sensor Hall. Com a variação do campo magnético é calculado o
deslocamento de abertura da válvula.
aplicações do sinal
Com este sinal, a Unidade de Controle do motor detecta a posição
momentânea da válvula. A quantidade de gases de escape recirculados
e a quantidade de óxido de nitrogênio contidos nos gases de
escapamento são controlados através desta informação.
efeitos no caso de avaria
Em uma eventual falha do sensor, a recirculação de gases de escape
é desativada. O acionamento da válvula de recirculação de gases de
escape é desativada (não recebe mais corrente) e a mola fecha a
válvula.
ímã permanenteSensor Hall
SiStema de injeção Common Rail - edC 16 e edC 17
37
O radiador para recirculação de gases de escape se encarrega de
refrigerar os gases de escape que serão recirculados.
Desta forma é reduzida a temperatura de combustão o que torna
possível a recirculação de uma grande quantidade de gases de
escape.
Nas versões de motor que atendem à Norma de emissões de poluentes
EU4 é utilizado um radiador comutável para a recirculação dos gases
de escape. Desta forma, o motor e o filtro de partículas alcançam
mais rapidamente as suas temperaturas de funcionamento. Os gases de
escape não são resfriados até que o motor alcance a sua temperatura
de funcionamento.
Radiador para recirculação de gases de escape
Conexão para líquido de arrefecimento
Conduto de refrigeração
Conduto by pass
Guia de seleção
38
A refrigeração dos gases de escape encontra-se desativada quando o
líquido de arrefecimento tem uma temperatura inferior a 34ºC. Nesta
condição, a borboleta fecha os condutos de refrigeração enquanto o
conduto by pass encontra-se aberto. Os gases de escape passam sem
refrigeração para o coletor de admissão.
O fluxo de gases de escape sem refrigeração durante a partida a
frio do motor permite alcançar mais rapidamente a temperatura de
trabalho do motor e do catalisador.
Por esse motivo, os condutos de refrigeração são mantidos fechados
(refrigeração desativada) até que alcancem as condições para
comutação.
Refrigeração dos gases de escape desativada
Refrigeração dos gases de escape ativada A partir do momento que o
líquido de arrefecimento alcança a temperatura de 35ºC entra em
ação o radiador de gases de escape, a borboleta fecha o conduto by
pass. Para fechar a borboleta, a Unidade de Controle do Motor
excita a válvula comutadora para trocador de calor da recirculação
dos gases de escape N345. Os gases de escape recirculados passam
agora através dos condutos de refrigeração.
Com a alimentação de gases de escape refrigerados é reduzida a
formação de óxidos de nitrogênio na câmara de combustão,
particularmente nas altas temperaturas de combustão.
Funcionamento
atuador
a borboleta fecha o conduto by pass e os condutos de refrigeração
ficam abertos
a borboleta fecha os condutos de refrigeração e o conduto by pass
fica aberto
SiStema de injeção Common Rail - edC 16 e edC 17
39
A válvula comutadora para trocador de calor da recirculação dos
gases de escape é uma versão eletropneumática. Está localizada no
compartimento do motor e sua função é fornecer o vácuo necessário
para a comutação do atuador do radiador para recirculação de gases
de escape.
efeitos em caso de avaria
No caso de uma eventual falha, o atuador da borboleta by pass do
radiador para recirculação de gases de escape deixa de ser
acionado. A borboleta by pass permanece aberta, quando é ativada a
recirculação de gases de escape. Isto faz com que a temperatura de
funcionamento do sistema seja atingida num tempo maior.
Válvula comutadora para trocador de calor da recirculação dos gases
de escape N345
Válvula borboleta do coletor de admissão
Existe uma válvula borboleta no coletor de admissão com acionamento
elétrico, que é montada na direção do fluxo de ar antes da válvula
de recirculação de gases de escape. A regulagem da borboleta do
coletor de admissão é realizada sem escalonamento, o que permite
uma regulagem perfeita, de acordo com as condições de carga e
rotação do motor.
A válvula borboleta do coletor de admissão possui as seguintes
funções:
em determinadas condições de operação, a válvula borboleta do
coletor de admissão 9 gera uma diferença entre a pressão do coletor
de admissão e a pressão dos gases de escape. Com esta diferença de
pressão consegue-se uma recirculação eficaz dos gases de
escape,
com a válvula borboleta do coletor de admissão é feita a regulagem
da quantidade de 9 ar aspirado durante o ciclo de regeneração do
filtro de partículas,
a válvula borboleta fecha ao desligar o motor. Em função disso, o
motor aspira e 9 comprime uma menor quantidade de ar, acarretando
em uma parada suave.
40
Motor para válvula do coletor de admissão V157
O motor para válvula do coletor de admissão V157 é um motor
elétrico que aciona a válvula borboleta do coletor de admissão
através de um redutor.
efeitos em caso de avaria
No caso de uma avaria, não é possível regular, de forma correta, a
quantidade dos gases de escape recirculados e não é produzida a
regeneração ativa do filtro de partículas Diesel.
Sensor de posição da válvula borboleta do coletor de admissão
O elemento sensor está integrado ao acionamento da válvula
borboleta do coletor de admissão. Detecta a posição momentânea da
válvula borboleta do coletor de admissão.
arquitetura
O sensor encontra-se em um circuito eletrônico na parte interna da
tampa plástica do módulo da válvula borboleta do coletor de
admissão. É um sensor magnetoresistivo que explora a posição de um
ímã permanente que está fixo no eixo da borboleta de
regulagem.
aplicações do sinal
Com a ajuda deste sinal, a Unidade de Controle do motor reconhece a
posição momentânea da válvula borboleta do coletor de admissão.
Esta informação é utilizada para ajustar a recirculação dos gases
de escape e a regeneração do filtro de partículas.
efeitos em caso de avaria
No caso de avaria é desativada a recirculação de gases de escape e
não é produzida nenhuma regeneração ativa do filtro de partículas.
É registrada uma avaria na memória, referindo-se ao motor para
válvula do coletor de admissão V157.
motor elétrico
Sensor magnetoresistivo
ímã permanene
SiStema de injeção Common Rail - edC 16 e edC 17
41
SiStema de pRé-inCandeSCênCia
O motor 2.5 l TDI da Crafter possui um sistema de
pré-incandescência e partida rápida. Praticamente em qualquer
condição climática é possível uma partida imediata ao estilo dos
motores à gasolina sem grandes tempos de pré-incandescência.
Vantagens do sistema de pré-incandescência:
partida ao estilo dos motores 9 à gasolina para temperaturas de até
24ºC abaixo de zero,
tempo de aquecimento extremamente breve. Em dois segundos podemos
obter até 9 1000ºC na vela incandescente,
temperaturas controladas para pré-incandescência e
pós-incandescência, 9
suscetível ao auto-diagnóstico, 9
integrado ao sistema europeu de diagnóstico de bordo (EOBD) .
9
G28 Sensor de rotação do motor
Q10 vela incandescente 1
j623 Unidade de Controle do motor
j519 Unidade de Controle para Rede de bordo
Sensor de temperatura do líquido de arrefecimento G62
Q11 vela incandescente 2
Q12 vela incandescente 3
Q13 vela incandescente 4
Q14 vela incandescente 5
42
A Unidade de Controle das velas incandescentes está localizada no
vão do motor, lado esquerdo, debaixo da Unidade de Controle do
motor, e recebe as informações da Unidade de Controle do motor
sobre a função de pré-incandescência. Devido a isso, o momento de
pré-incandescência, a duração da pré-incandescência, a frequência
de excitação e a proporção do período são determinados pela Unidade
de Controle do motor.
Unidade de Controle das velas incandescentes J179
Sinal de controle procedente da UC do motor Sinal de diagnose em
direção a UC do motor massa tensão de alimentação
Funções:
acionamento das velas incandescentes 9 através de um sinal PWM
(modulação em largura de pulso),
desativação integrada para os casos de 9 sobre tensão e altas
temperaturas,
monitoramento individual das velas 9 incandescentes:
- detecção de excesso de corrente ou curto no circuito de
pré-incandescência, - desativação devido ao consumo excessivo de
corrente do circuito de pré-incandescência, - diagnose do circuito
eletrônico de pré-incandescência, - detecção de um circuito de
pré-incandescência aberto no caso de avaria na vela
incandescente.
j757 Relé para alimentação de tensão dos componentes do motor j623
Unidade de Controle do motor j179 Unidade de Controle das velas
incandescentes Q10-Q14 Velas incandescentes
j757
SiStema de injeção Common Rail - edC 16 e edC 17
43
O sistema de pré-incandescência está equipado com velas
incandescentes dotadas de elementos aquecedores em cerâmica. As
velas incandescentes de cerâmica oferecem as seguintes vantagens em
comparação com as velas de metal:
um melhor comportamento na partida a 9 frio devido às temperaturas
mais altas que atigem,
melhores valores de emissões graças às 9 temperaturas mais
altas,
um menor envelhecimento. 9
arquitetura
A vela incandescente de cerâmica é composta do corpo da vela,
terminal de conexão e a haste de aquecimento em material cerâmico.
A haste de aquecimento é composta por uma cerâmica de proteção
isolante. A cerâmica de aquecimento substitui as bobinas de
aquecimento de uma vela de metal (velas antigas). As velas
incandescentes de cerâmica recebem uma tensão média de 7
Volts.
Velas incandescentes de cerâmica
Comparação
Em comparação com a vela incandescente de metal, a vela
incandescente de cerâmica tem a característica de alcançar
temperaturas de incandescência superiores, com uma tensão de
alimentação muito próxima.
terminal de conexão
Corpo da vela
Cerâmica de aquecimento
Cerâmica de proteção
vela incandescente de metal vela incandescente de cerâmica
1 - as velas incandescentes de cerâmica são sensíveis a impactos e
flexões. observe as orientações do manual de Reparação.
2 - nunca verificar o funcionamento das velas incandescentes
aplicando 12 volts, porque elas serão danificadas.
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Funcionamento
pré-incandescência
A excitação das velas incandescentes de cerâmica é feita pela
Unidade de Controle do motor, através da Unidade de Controle das
velas incandescentes J179, de forma defasada aplicando um sinal PWM
(modulação em largura de pulso). A tensão em cada vela
incandescente é ajustada através do ciclo dos pulsos PWM. Para uma
partida rápida onde a temperatura ambiente está abaixo dos 25°C, é
aplicada a tensão máxima de 11,5V. Isto garante que a vela
incandescente eleve a sua temperatura a mais de 1000°C, em no
máximo 2 segundos. Desta forma é reduzido o tempo de incandescência
do motor.
pós-incandescência
Mediante uma redução contínua do ciclo do sinal PWM se ajusta a
tensão de pós- incandescência para o valor nominal de 7 Volts, em
função do ponto operativo em questão. Durante o ciclo de
pós-incandescência a vela de cerâmica alcança uma temperatura
máxima de até 1350°C. A pós-incandescência permanece até uma
temperatura de 25°C do líquido de arrefecimento durante no máximo 5
minutos, depois que foi dada a partida no motor. A alta temperatura
de incandescência contribui para reduzir as emissões de
hidrocarbonetos e os ruídos de combustão durante a fase de
aquecimento do motor.
incandescência intermediária
Para a regeneração do filtro de partículas, a Unidade de Controle
do motor excita as velas incandescentes em um ciclo intermediário.
Com esta incandescência intermediária as condições da combustão
melhoram durante a regeneração do filtro de partículas. Devido ao
reduzido envelhecimento das velas incandescentes, a incandescência
intermediária para regeneração do filtro de partículas não provoca
nenhum desgaste adicional das velas incandescentes de
cerâmicas.
excitação defasada das velas incandescentes
Para aliviar as cargas das fases de incandescência na rede de
bordo, as velas são excitadas de forma defasada. O flanco de
descida do sinal excita sempre a próxima vela. As velas
incandescentes dos cilindros 2 e 5 são excitadas sempre ao mesmo
tempo.
Cilindro 1
Cilindro 2
Cilindro 3
Cilindro 4
Cilindro 5
vela incandescente
tempo [s]
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O Sensor de pressão do coletor de admissão G71, está montado na
parte traseira do filtro de ar. Tem a função de determinar a
pressão momentânea do ar depurado logo depois do filtro, a caminho
do coletor de admissão.
aplicações do sinal
O sinal é utilizado pela Unidade de Controle do motor como um valor
de correção para a quantidade de combustível injetada.
Como a pressão atmosférica diminui à medida que aumenta a altitude,
o enchimento dos cilindros com ar para combustão é reduzido. Quando
existe uma baixa pressão atmosférica, o sistema reduz a quantidade
injetada para evitar que seja produzida fumaça preta ao circular em
altas altitudes.
O sinal também é utilizado com o fator de correção para a regulagem
da pressão de sobrealimentação.
GeStão do motoR
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O sensor é composto de um diafragma onde estão fixados os
extensômetros. Em uma câmara hermética encontra-se o vácuo de
referência. O vácuo serve como referência para a movimentação do
diafragma. De acordo com a variação da pressão do coletor de
admissão o diafragma se desloca mais ou menos deformando os
extensômetros.
Esta deformação do extensômetro produz a variação de sua
resistência o que altera a tensão de saída do sensor.
O analisador eletrônico calcula o valor da tensão de saída, com
base na variação da resistência do extensômetro e envia a tensão
calculada para a Unidade de Controle do motor.
efeitos em caso de avaria
No caso da ausência deste sinal, a Unidade de Controle do motor
utiliza um valor substitutivo.
Nas regiões de maior altitude pode produzir a emissão de fumaça
negra.
Conexão elétrica
analisador eletrônico
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Estrutura e funcionamento dos Sensores Hall
Os sensores Hall são utilizados para a medição de velocidade e
determinar posições.
Para a determinação de posições, o sensor monitora o deslocamento e
também o ângulo de rotação.
Sensores Hall para detecção de posição
Este tipo de sensor registra a variação da tensão dentro de uma
faixa específica.
Para a medição de um movimento linear, o ímã é implantado em
separado do IC Hall de modo que o IC Hall passe no campo magnético
do ímã durante o movimento.
Durante esta operação, varia a intensidade do campo magnético à
medida que varia a distância do IC Hall. Quando o IC Hall se
aproxima do ímã aumenta a tensão de efeito Hall, e assim que o ímã
se afasta Volta a diminuir a tensão.
Analisando as variações de tensão Hall a eletrônica do sensor pode
calcular o deslocamento efetuado.
De acordo com a arquitetura do sensor Hall e do ímã permanente é
possível também detectar e medir ângulos de giro com a ajuda do
princípio Hall. Para fazer isto, dois ICs Hall estão localizados no
sensor e eles estão perpendiculares entre si.
Devido ao posicionamento perpendicular dos ICs Hall eles fornecem
tensões Hall opostas. De posse destes sinais a eletrônica do sensor
calcula a variação do ângulo de rotação do eixo.
O ímã permanente de nosso exemplo, consta de dois ímãs de barra que
estão unidos por uma ponte de metal, desta forma as linhas de campo
ficam paralelas entre ambos os ímãs de barra.
deslocamento
ímã permanente no eixo de giro
ímã permanente externo
Sinal do sensor
eletrônica do sensor
Ângulo de giro
Ângulo de giro calculado
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arquitetura
O módulo pedal do acelerador consta do próprio pedal do acelerador,
a estrutura do pedal, as molas de compressão, um pivô de giro com
dois ímãs e o sensor de posição do pedal do acelerador com sensor
Hall.
No módulo pedal do acelerador com função Kick-down é aplicada
adicionalmente uma mola de compressão com batente entre o pedal do
acelerador e a estrutura do pedal. Esta mola serve para dar ao
condutor a sensação de pressão do ponto de kick- down.
Módulo pedal do acelerador
Sensor de posição do pedal do acelerador G79
O sensor de posição do pedal do acelerador faz parte do módulo
pedal do acelerador e funciona sem contato físico com um sensor
Hall.
aplicações do sinal
A Unidade de Controle do motor utiliza o sinal do sensor de posição
do pedal do acelerador para calcular a quantidade de combustível a
ser injetada.
efeitos em caso de avaria
No caso de avaria do sensor de posição do pedal do acelerador, o
motor fica funcionando em marcha lenta um pouco mais acelerada e a
rotação do motor não é alterada com a movimentação do pedal.
Sensor de posição do pedal do acelerador G79
pedal acelerador
estrutura do pedal
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Para contar com intervalos de manutenção flexíveis para a troca de
óleo, os motores Diesel são equipados com um sensor de nível e
temperatura do óleo. Este sensor de nível é uma versão
térmica.
A informação do sensor é utilizada para calcular o nível e a
qualidade do óleo.
Para o cálculo da qualidade do óleo, o acúmulo de partículas de
fuligem no óleo é considerado na equação. Estes dados são
determinados em ensaios específicos e armazenados em um mapa
característico.
Quando o veículo está em movimento, a temperatura do óleo é medida
continuamente e o nível é calculado.
Ambos os valores são transmitidos por intermédio de um sinal PWM
para a Unidade de Controle do Instrumento Combinado J285, através
da Unidade de Controle do motor J623.
Sensor de nível e temperatura do óleo G266
j285 Unidade de Controle do instrumento Combinado
j623 Unidade de Controle do motor
G266
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Sensor de rotação do motor G28
O retentor da árvore de manivelas incorpora a roda geradora de
impulsos para o sensor de rotação do motor. O retentor é fabricado
em politetrafluoretileno (PTFE). O sensor de rotação do motor é um
sensor do tipo Hall, e está fixo na flage do retentor da árvore de
manivelas. A roda geradora de impulsos é montada numa posição
pré-definida na árvore de manivelas.
Retentor
Sensor de rotação do motor G28
A roda geradora de impulsos é composta por um anel de aço, sobre o
qual é aplicado uma camada de um material emborrachado especial,
que contém uma grande quantidade de partículas de metal
magnetizadas alternadamente como pólo norte e sul. Como marca de
referência para o sensor de rotação do motor, existe na roda
geradora de impulsos uma região polarizada com dois polos norte na
sequência.
polo norte
polo Sul
aplicações do sinal
Com o sinal do sensor de rotação do motor, a Unidade de Controle do
motor detecta a rotação e a posição exata da árvore de manivelas, e
com essa informação determina a quantidade e o ponto de início da
injeção.
efeitos em caso de avaria
Se o sensor parar de emitir sinal, o motor segue em marcha de
emergência. Neste caso, a rotação do motor se limita a uma faixa
entre 3200 e 3500 rpm.
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