INJEO ELETRNICA

Autor: Luciano Ferrari Pedroso Orientador: Prof. Luiz Carlos Martinelli Jr.

Panambi, abril de 2002

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Sumrio

INTRODUO ....................................................................................................................... 4 Gasolina Aditivada....................................................................................................... 6

PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO ......................................................................................... 8 CLASSIFICAO................................................................................................................... 9 COMPONENTES .................................................................................................................. 11

UNIDADE DE COMANDO ELETRNICO ............................................................................. 11 Recovery..................................................................................................................... 13 Viso Geral da Unidade de Comando Eletrnico........................................................ 13 Cuidados com a Unidade de Comando........................................................................ 15

SENSORES ....................................................................................................................... 16 Sensor de Presso Absoluta do Coletor (MAP) ........................................................... 16 Sensor de Temperatura do Lquido de Arrefecimento (CTS)........................................ 18 Sensor de Temperatura do Ar (ACT)........................................................................... 19 Sensor de Velocidade do Veculo (VSS)....................................................................... 20 Sensor de Rotao ...................................................................................................... 21 Sonda Lambda............................................................................................................ 25 Sensor de Detonao (KS) .......................................................................................... 29 Sensor de Posio da Borboleta de Acelerao (TPS)................................................. 30 Conector de Octanagem.............................................................................................. 31

ATUADORES.................................................................................................................... 32 Bomba Eltrica de Combustvel .................................................................................. 32 Conversor Cataltico................................................................................................... 33 Vlvulas Injetoras....................................................................................................... 36 Motor de Passo da Marcha Lenta (IAC)...................................................................... 36 Sistema de Ignio Direta (DIS) ................................................................................. 37

OUTROS COMPONENTES DO SISTEMA .............................................................................. 37 Tanque de Combustvel............................................................................................... 38 Cnister...................................................................................................................... 38 Filtro de Combustvel ................................................................................................. 38 Regulador de Presso................................................................................................. 39 Filtro de Ar................................................................................................................. 39 Corpo de Borboleta .................................................................................................... 39 Bateria ....................................................................................................................... 40

ESTRATGIAS DE CONTROLE DO SISTEMA........................................................................ 42 CONTROLE DO CONJUNTO DE SINAIS............................................................................... 42 CONTROLE DA INJEO DE COMBUSTVEL ...................................................................... 43

Autoadaptao............................................................................................................ 44 Partida e Ps Partida ................................................................................................. 44 Funcionamento a Frio ................................................................................................ 45

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Funcionamento em Plena Carga................................................................................. 46 Funcionamento em Desacelerao.............................................................................. 46 Correo Baromtrica ................................................................................................ 47 Funcionamento em Cut-Off..................................................................................... 47 Funcionamento em Acelerao ................................................................................... 47 Proteo contra rotaes excessivas ........................................................................... 52 Comando da eletrobomba de combustvel ................................................................... 52 Comando dos eletroinjetores....................................................................................... 52

CONTROLE DA MARCHA LENTA DO MOTOR .................................................................... 52 Fase de Partida .......................................................................................................... 52 Fase de Regulao Trmica........................................................................................ 52 Fase de desacelerao................................................................................................ 52

GLOSSRIO ........................................................................................................................ 53 BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................... 56 LINKS ................................................................................................................................. 56

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Introduo A funo de um motor transformar a energia contida no combustvel que o alimenta em

potncia mecnica, capaz de movimentar o veculo. Para tanto, o combustvel queimado. No processo, a energia do combustvel se transforma em calor, finalmente, tem trabalho mecnico ou potncia.

Nos motores de combusto interna a combusto, a queima de combustvel, se d no recinto fechado: a Cmara de combusto. Nela, a admitida uma mistura de ar e combustvel, que comprimida intensamente. No fim da compresso, o sistema de ignio fornece o calor necessrio, por uma centelha da vela, dando incio a combusto. A queima da mistura provoca o aumento da presso dentro do cilindro, e gerando a fora que impulsiona o pisto, fazendo girar o virabrequim.

Como pode-se ver na Figura 1, aps a combusto o motor libera: ? ? trabalho, como potncia, que movimenta o veculo; ? ? gases resultantes da combusto ou gases de escape, constitudos principalmente de gua, dixido

de carbono, nitrognio, monxido de carbono, hidrocarbonetos ou combustveis no queimados e xido de nitrognio;

? ? calor, que e eliminado com o lquido do arrefecedor.

Desses elementos, o que interessa o trabalho mecnico ou potncia. Os outros dois so energia desperdiada ou no aproveitada. Os gases de escape, alm de transportar calor (perdas) so fontes de poluio, com componentes que agridem o meio ambiente. As necessidades bsicas impostas aos motores modernos so: a obteno da mxima potncia com baixo consumo de combustvel e menor nvel de emisses de poluentes, compatveis com tal potncia.

Devido rpida evoluo dos motores dos automveis o velho carburador j no supri as necessidades dos novos veculos, no que se refere poluio, economia de combustvel, potncia, respostas rpidas nas aceleraes, etc.

Figura 1 O processo de transformao de energia

Devido a isso desenvolveu-se o sistema de Injeo Eletrnica de combustvel, que tm por

objetivo proporcionar ao motor melhor rendimento com mais economia, em todos os regimes de funcionamento. Para que o motor tenha um funcionamento suave, econmico e no contamine o ambiente, ele necessita receber a perfeita mistura ar/combustvel em todas as faixas de rotao.

A Injeo Eletrnica um sistema no acionado pelo motor mas comandado eletronicamente, que dosa o combustvel, controlando a mistura ar/combustvel em funo das necessidades imediatas do motor. De modo semelhante, a ignio digital permite que o motor trabalhe com o seu ponto de ignio sincronizado com as diversas condies de funcionamento do motor.

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Os sistemas de injeo eletrnica tm essa caracterstica de permitir que o motor receba somente o volume de combustvel que ele necessita. Com isso eles garantem: ? ? menor poluio; ? ? maior economia; ? ? melhor rendimento; ? ? partidas mais rpidas; ? ? no utilizao do afogador.

O combustvel normalmente utilizado em veculos com injeo eletrnica a gasolina, que uma mistura balanceada de centenas de solventes (classificados pela qumica em aromticos, oleofnicos e saturados). Esta, para ser adequada deve apresentar as seguintes caractersticas:

entrar em combusto por meio da centelha da vela de ignio, de forma homognea e progressiva, sem detonar, proporcionando bom desempenho do motor, sem ocasionar danos.

vaporizar-se completamente no interior da Cmara de combusto, e mistura com ar, de forma a queimar-se completamente e com mnimo de formao de resduos.

1. vaporizar-se suficientemente com motor frio. 2. no ser corrosiva para evitar desgaste no motor. 3. no formar quantidade excessiva de poluentes durante a queima para no produzir danos

ambientais. 4. oferecer segurana e possuir baixo teor de produtos txicos.

Para atender esses requisitos da qualidade, so especificados valores para determinadas

caractersticas da gasolina que permitem a assegurar o correto funcionamento do motor, entre essas caractersticas esto:

A capacidade de evaporao da gasolina, denominada Volatilidade, determinada pelas

seguintes anlises de laboratrio: presso de vapor e curva de destilao. Essa capacidade de vaporizao deve produzir as quantidades correta de vapor do produto para atender as necessidades do motor, desde a partida at o seu completo aquecimento. Assim, a gasolina deve apresentar uma distribuio correta do contedo das fraes leves, mdias e pesadas de forma a fornecer as quantidades necessrias do produto, para que o motor funcione bem.

Presso de vapor: Ao aquecer uma substncia, sua presso interna (presso de vapor), aumenta at ultrapassar a presso externa, no interior do equipamento onde est armazenada. Quando isso acontece, se inicia a valorizao ou ebulio. Quanto mais baixa for a temperatura de incio da valorizao, maior ser sua presso de vapor e maiores devem ser os cuidados para o manuseio do produto.

Curva de destilao: A gasolina composta de uma mistura com grande nmero de substncias classificadas como leves, mdias e pesadas, de acordo com seus pesos moleculares. Ao ser aquecida durante o processo de destilao, as substncias vaporizam e em temperaturas diferentes, gerando uma curva de vaporizao ou de destilao. Dentro desse intervalo de temperatura, so identificadas em porcentagem do volume total em teste. A correta formulao da gasolina contribui para que o veculo tenha adequada dirigibilidade.

A formao de depsito no motor pode ser decorrente da existncia de substncias pastosa conhecida como goma, que depende da presena de substncias que se oxidam com maior facilidade na gasolina, e das condies de sua utilizao.

A goma um produto com caractersticas diversas. insolvel na gasolina e de difcil vaporizao. Normalmente gera resduos que se depositam onde so formadas, sem deslocar. Portanto, podem se depositar tanque, no sistema de injeo e, nas vlvulas de admisso ou na Cmara de combusto, causando problemas de desempenho. Para evitar sua formao deve se:

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observar o correto tempo de estocagem do combustvel na oficina, esse dever ser menor que um ms.

utilizar um combustvel incorreto para cada sistema de alimentao. Para carburadores de duplo e estgios, sistemas de injeo mono e multiponto, recomenda-se gasolina aditivada.

Gasolina Aditivada

A gasolina aditivada foi desenvolvida com o objetivo de melhorar o desempenho da gasolina atravs de agentes detergentes e dispersantes na sua composio.

Vantagens da utilizao da gasolina aditivada: 1. inibio o da formao de depsitos de baixa temperatura no carburador e eletroinjetores,

assim como nos coletores e vlvulas de admisso. 2. reduo do ataque de agentes oxidantes sobre os elementos do sistema de alimentao. 3. reduo da probabilidade de falhas de operao do motor em razo da formao de borras no

sistema de alimentao.

Na formulao da gasolina introduzido um corante especial que lhe confere cor distinta daquela apresentada pela gasolina comum.

Aditivos utilizados:

1. antioxidantes: tem a funo de inibir a oxidao do combustvel e evitando a formao de borras e gomas oriundas deste tipo de reao.

2. inibidores de corroso: tem a funo de evitar que o combustvel reaja com os elementos do sistema de alimentao gerando xidos capazes de entupir as tubulaes do sistema de alimentao.

3. detergentes: e a funo de promover a limpeza atravs da ao de agentes detergentes nos

conduto de alimentao.

4. desativadores metlicos: tem a funo de aumentar a estabilidade da gasolina permitindo seu estoque por maior tempo

Mistura ar/combustvel

Para que o motor funcione com eficincia no basta haver combustvel, h necessidade de se promover uma mistura ar/combustvel (comburente/combustvel), que admitida nos cilindros e deve apresentar quantidades precisas desses elementos. Essa proporo determina uma relao ideal, que depende do tipo de combustvel usado. Sem isso, o motor no atingir seu rendimento mximo e pode at mesmo no funcionar.

So trs os tipos de mistura: estequiomtrica: apresenta a relao ideal possuem uma quantidade de ar capaz de queimar

todo o combustvel presente. A combusto teoricamente perfeita; rica: quando a mistura admitida nos cilindros possui menos ar do que o necessrio, uma parte

do combustvel no queimada. A combusto torna-se incompleta e aumenta o nvel de emisso de poluentes;

pobre: quando a mistura possui menos combustvel do que o necessrio, parte do oxignio no utilizada. A combusto ineficiente e o nvel de emisses aumenta.

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A mistura ideal ou estequiomtrica, quando queimada, produz no escapamento somente

dixido de carbono, gua e nitrognio mas, devido s imperfeies da combusto na cmara de combusto, sempre existiro poluentes nos gases de escapamento. A relao estequiomtrica varia de acordo com o tipo de combustvel e pode ser calculada pela seguinte equao:

????

????

??

????

?? ??

?kgkg

zy

zy

lcombustvear1612

241.84,137

onde y e z so as quantidades de hidrognio e oxignio dos combustveis (CHyOz = frmula bruta mdia).1

Assim tm-se, aproximadamente as seguintes relaes:

Produto ar/comb kg/kg

densidade ml/kgar

Metanol CH4O 6,46 0,796 194,5 Etanol CH3O0,5 8,989 0,794 140,1 MTBE CH2,4O0,2 11,75 0,744 114,4

Gasolina Pura CH1,86 14,569 0,7426 92,4 gasolina: 14,7:1 gasolina com 20% de lcool: 12,5:1 lcool: 8,5:1 No caso do motor a gasolina, so necessrias 14,7 partes de ar para a cada parte de

combustvel, para obter nos uma mistura estequiomtrica. A combusto incompleta produz, alm do dixido de carbono e do vapor de gua, os

seguintes poluentes: ? ? monxido de carbono: um ambiente com 0,3% de CO provoca a morte em cerca de 30

minutos; ? ? hidrocarbonetos: combustvel no queimado; ? ? xidos de nitrognio: o nitrognio, que dever passar inalterado pela combusto, se

associa ao oxignio formando os xidos de nitrognio. No Brasil, os veculos no so feitos para gasolina pura e sim para gasolina C (com 22% de

etanol), fazendo com que a dosagem seja (para o estequiomtrico) da ordem de 100ml por quilograma de ar.

Verifica-se que os motores brasileiros consomem cerca de 8,2% mais de combustvel (em volume) por conta deste fato (100 ? 92,4 = 1,082). Portanto no possvel comparar com a autonomia do mesmo modelo em um outro pas.

1 Fonte: Petrobrs: www.petrobras.com.br

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Princpio de Funcionamento

Quando se d a partida no veculo, os pistes do motor sobem e descem - Figura 2. No movimento de descida, produzida no coletor de admisso uma aspirao (vcuo), que aspira ar da atmosfera e passa pelo medidor de fluxo de ar e pela borboleta de acelerao, chegando at os cilindros do motor.

O medidor do fluxo de ar informa para a unidade de comando o volume de ar admitido. A unidade de comando, por sua vez, permite que as vlvulas de injeo injetem a quantidade

de combustvel ideal para o volume de ar admitido, gerando a perfeita relao ar/combustvel que chamada de mistura.

Quanto mais adequada a mistura melhor o rendimento e economia, e menor a emisso de gases poluentes.

Os sistemas de injeo so constitudos basicamente de sensores e atuadores. Sensores so componentes que esto instalados em vrios pontos do motor e servem para

enviar informaes para a unidade de comando. (ex: sensor de temperatura) Atuadores so componentes que recebem informaes da unidade de comando e atuam no

sistema de alimentao, variando o volume de combustvel que o motor recebe. (ex: atuador de marcha lenta)

Sistema Weber-Marelli (FIAT PALIO)

Figura 2 Esquema do Sistema de Injeo e Ignio Eletrnica onde:

1 Vlvula de segurana 19 Eletroinjetores 2 Tanque de combustvel 20 Regulador de presso do combustvel 3 Eletrobomba de combustvel 21 Vela de ignio 4 Atuador de marcha lenta 22 Bobina de ignio

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5 Filtro de combustvel 23 Fusvel de proteo do aquecedor do corpo de borboleta 6 Bateria 24 Sensor de temperatura do ar 7 Comutador de ignio 25 Sensor de rotao do motor 8 Rel duplo 26 Sensor de detonao

9 Compressor do condicionador de ar 27 Sensor de temperatura do lquido de arrefecimento do motor

10 Interruptor inercial 28 Eletrovlvula interceptadora de vapores de combustvel 11 Aquecedor do corpo de borboleta 29 Filtro de carvo ativado 12 Conector Tomada de diagnstico 30 Central FIAT CODE 13 Conta-giros 31 Sonda Lambda 14 Lmpada piloto de avaria no sistema 32 Conversor cataltico 15 Fusveis 33 Central de Injeo/Ignio 16 Sensor de presso absoluta 34 Vlvula multifuncional 17 Sensor de posio da borboleta aceleradora 35 Separador dos vapores de combustvel

18 Tubo distribuidor de combustvel com regulador de presso integrado 36 Vlvulas flutuantes

Classificao

Os sistemas de injeo eletrnica e ignio digital podem ser classificados segundo cinco formas diferentes:

? ? Pelo fabricante do veculo (General Motors, Volkswagen, FIAT, etc).; ? ? Pelo fabricante do sistema de injeo/ignio, embora em muitos casos, os sistemas

possuam componentes eletrnicos de outros fabricantes de MCs de injeo eletrnica em seus prprios sistemas (BOSH, MAGNETI-MARELLI, etc).;

? ? Pela quantidade de eletroinjetores e sua estratgia de acionamento, os sistemas podem ser monoponto (um injetor para todos os cilindros) ou multiponto (um injetor para cada cilindro).;

? ? Pela estratgia de definio do tempo de injeo ou do avano de ignio.

Figura 3 Sistema Monoponto

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onde: 1 Entrada de combustvel 4 Coletor de Admisso 2 Ar 5 Vlvulas de Injeo 3 Borboleta de Acelerao 6 Motor

O sistema monoponto destaca-se por possuir uma nica vlvula de injeo para os diversos cilindros do motor. O sistema multiponto utiliza uma vlvula de injeo para cada cilindro do motor.

Figura 4 Sistema Multiponto

onde:

1 Galeria de Distribuio (entrada de combustvel)

4 Coletor de Admisso

2 Ar 5 Vlvulas de Injeo 3 Borboleta de Acelerao 6 Motor

No ltimo caso, a classificao segundo a estratgia de definio do tempo de injeo divide

os sistemas existentes em quatro grupos: Mapeamento ngulo X Rotao: neste caso, o temo bsico de injeo definido em testes

de bancada em laboratrio em funo de ngulo da borboleta de acelerao e da rotao do motor, gerando uma tabela de tempos bsicos de injeo que so memorizados.

Densidade X Rotao: o tempo bsico de injeo calculado, indiretamente, em funo do

fluxo de massa de ar admitido. O fluxo de massa de ar determinado ela rotao do motor, pelo volume dos cilindros e pela densidade do ar, e este calculado segundo a presso no coletor de admisso e a temperatura do ar.

Fluxo de Ar: o tempo bsico de injeo calculado, diretamente, em funo da vazo de ar

admitido. A vazo de ar determinada diretamente por um medidor de fluxo de ar e o resultado corrigido em funo do efeito da variao da temperatura do ar admitido na variao da sua densidade.

Massa de ar: o tempo bsico de injeo calculado, diretamente, em funo da massa de ar

admitido. A massa de ar determinada por um medidor de massa de ar, que pelo seu princpio de

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funcionamento j corrige automaticamente, as variaes da presso atmosfrica, da temperatura ambiente e at da umidade relativa do ar.

Componentes

Unidade de Comando Eletrnico

A tambm chamada de Centralina ou Central Eletrnica, a Unidade de Comando Eletrnico (UCE) o crebro do sistema - Figura 5. uma unidade de tipo digital com microprocessador, caracterizada pela elevada velocidade de clculo, preciso, confiabilidade, versatilidade, baixo consumo de energia e sem necessidade de manuteno. ela que determina, pela ao dos atuadores, para obter o melhor funcionamento possvel do motor - Figura 6. Deste modo a quantidade de combustvel injetada dosada pela unidade de comando atravs do tempo de abertura das vlvulas de injeo, tambm conhecido como tempo de injeo.

Figura 5 Unidade de Comando Eletrnico da BOSH

Ao ser ligada a chave de ignio (sem dar partida), a UCE alimentada. A mesma acende

uma lmpada de diagnstico2 e aciona, por alguns segundos, a Bomba Eltrica de Combustvel, objetivando pressurizar o sistema de alimentao3. Junto a isso, envia uma tenso de 5V VDC para a maioria dos sensores do sistema e passa a receber o sinal caracterstico de cada um deles (temperatura da gua, presso no coletor de admisso, temperatura do ar, posio da borboleta de acelerao, etc...). Durante a partida e com o motor funcionando, recebe sinal do Sensor de Rotao. Enquanto captar esse sinal a UCE ir manter a bomba eltrica de combustvel acionada e controlar a(s) vlvula(s) injetora(s), bobina de ignio e a rotao da marcha lenta.

Com base no sinal dos sensores, a UCE pode ainda controlar o sistema de partida a frio, no caso de veculos a lcool, o eletro-ventilador de arrefecimento4, o desligamento da embreagem do compressor do condicionador de ar, etc.

2 A lmpada de diagnstico no encontrada em todos os veculos injetados. A maioria dos veculos

FORD e VW no a possuem. 3 Em alguns veculos como Corsa MPFI, Omega 2.0, Santana Executive, Escort XR3 2.0i, o

acionamento da bomba s acontece quando dada a partida. 4 Na maioria dos veculos, o eletro-ventilador controlado por um interruptor trmico (Cebolo).

Porm em veculos como o Kadett EFI, Monza EFI, Ipanema EFI, S10 EFI, Blazer EFI, Corsa MPFI, Ford KA 1.0 e 1.3, Fiesta 1.0 e 1.3, o controle feito pela UCE.

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A maioria das UCE possui sistema de autodiagnstico5, por isso podem detectar diversas anomalias. Quando isso acontece, a UCE grava um cdigo de defeito em sua memria, acende uma lmpada de diagnstico e ativa o procedimento de emergncia RECOVERY.

Figura 6 Esquema das informaes em entrada/sada da Unidade de Comando

onde:

1 Central eletrnica de injeo/ignio 11 Compressor do condicionador de ar 2 Atuador da marcha lenta 12 Sonda lambda

3 Eletrovlvula 13 Sensor de temperatura do lquido de arrefecimento do motor 4 Conta-giros 14 Sensor de temperatura do ar aspirado 5 Central eletrnica FIAT CODE 15 Sensor de posio da borboleta

5 Alguns sistemas como o LE-JETRONIC (sem EZK) no apresentam autodiagnstico)

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6 Lmpada piloto de defeito no sistema de injeo 16 Sensor de presso absolunta

7 Eletroinjetores 17 Sensor de rotaes/PMS 8 Tomada de diagnose 18 Comutador de ignio 9 Bobina de ignio dos cilindros 1 4 19 Rel duplo 10 Bobina de ignio dos cilindros 2 - 3 20 Eletrobomba de combustvel

Recovery

um procedimento utilizado pelas UCEs de sistemas de injeo digitais para substituir o valor enviado pelo sensor danificado (em curto-circuito ou circuito aberto) por um valor pr-programado. Nos sistemas MOTRONIC MP 9.0 (gol 1000 mi 8V) e IAW 1AVS (Gol/Parati 1000 mi 16V), por exemplo, quando a UCE detecta falha no circuito sensor de temperatura da gua CTS, grava o cdigo de defeito em sua memria e assume a temperatura de 100C como padro. Portanto, se o CTS for desligado, o veculo continuar funcionando, mas com um rendimento um pouco inferior, at que o proprietrio o leve para a manuteno.

A UCE possui um conector de diagnstico denominado ALDL (Figura 7). Este conector uma tomada onde um, Aparelho de Diagnstico inserido para que o mesmo se faa uma avaliao do sistema.

Figura 7 Conector de Diagnstico

Viso Geral da Unidade de Comando Eletrnico

O diagrama em blocos abaixo mostra um tpico mdulo microprocessado. Neste diagrama, distinguimos sete funes distintas e cada uma implementa determinada funo.

Figura 8 Viso Geral do Sistema

As sete funes so:

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- Regulador de tenso; - Processamento do sinal de entrada; - Memria de entrada; - Unidade Central de Processamento (CPU); - Memria programa; - Memria de sada; - Processamento do sinal de sada.

Regulador de Tenso Interno

O mdulo e os vrios sensores requerem uma alimentao muito estabilizada. A unidade de comando possui seu prprio regulador/ estabilizador. Muitos dos sensores como o MAP, TPS, ACT, ECT necessitam de uma tenso de 5 volts como referncia. Isso se deve ao tipo de circuitos integrados utilizados na unidade de comando que s operam com esse valor de tenso.

Processamento do Sinal de Entrada

Cada sinal convertido para um nmero digital (nmeros binrios). Esses nmeros correspondem a 0 ou 1. O valor tido como 0 quando no h tenso de sada e 1 quando existe um valor de tenso (no caso, 5 volts). Como cada sensor gera um diferente tipo de sinal, ento so necessrios diferentes mtodos de converso.

Os sensores geram um sinal de tenso compreendido entre 0 a 5 volts (sinal analgico). Estes valores no podem ser processados pela CPU, a qual s entende nmeros binrios. Portanto, esses sinais devem ser convertidos para um sinal digital de 8 bits (at 256 combinaes). O componente encarregado de converter esses sinais chamado de conversor A/D (analgico para digital).

Memria de Entrada

O sinal de tenso analgico emitido pelos sensores, convertido para sinais digitais pelo conversor A/D. Cada valor digital corresponde a um valor de tenso que est gravado na memria de entrada.

Figura 9 Memria de Entrada

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Unidade Central de Processamento (CPU)

A CPU recebe um sinal digital proveniente do conjunto de processamento de entrada (conversor A/D) que por sua vez, recebem os sinais analgicos dos sensores.

Os sinais digitais recebidos pela CPU so comparados com os valores (parmetros) que esto gravados em uma memria fixa (memria de calibrao) e retorna um outro sinal digital para a sada.

Memria Programada

Chamado de memria de calibrao onde so armazenados todos os parmetros de funcionamento do sistema.

Nessa memria, existe um mapa de controle de calibrao de todas as condies de funcionamento do motor.

Este tipo de memria no se apaga com a ignio desligada ou com a bateria desconectada, por isso, chamada de memria fixa.

No exemplo da figura anterior, o sensor de temperatura gerou um sinal analgico de 0,75 volts, o qual foi convertido no nmero binrio 11001000. este sinal que chega a CPU. Aps receber esse sinal, a CPU compara esse valor com o que est gravado na memria de calibrao, que no caso, o valor 11001000 corresponde a uma temperatura de 100 graus Celsius.

Com essas informaes, a unidade de comando determina atravs de sinais digitais o tempo de abertura das vlvulas injetoras.

Memria de Sada

Na memria de sada, esto gravados os tempos de abertura das vlvulas injetoras. A cada sinal de sada da CPU determinado um tempo.

Funcionamento de Emergncia

Um sistema digital permite verificar o perfeito funcionamento dos sensores e de alguns atuadores.

Caso ocorra a falha de um sensor, a CPU descarta o sinal enviado pelo mesmo e comea a fazer os clculos a partir de outros sensores. Quando isso no for possvel, existem dados (parmetros) gravados em sua memria para substituio.

Por exemplo, se a unidade de comando perceber que existe uma falha no sensor de presso absoluta do coletor (MAP), ela ignora suas informaes e vai fazer os clculos de acordo com as informaes da posio de borboleta (sensor TPS). Isso possvel porque, quanto maior for o ngulo de abertura da borboleta, maior ser a presso interna do coletor (vcuo baixo). Se caso o TPS tambm apresentar defeito, a unidade de comando ir trabalhar com um valor fixo gravado na sua memria que corresponde a 90 kPa (0,9 BAR).

Cuidados com a Unidade de Comando

- Ao se fazer reparos com solda eltrica, retirar a unidade de comando do veculo; - No dar partida utilizando uma bateria em srie com o circuito; - No por as mos nos pinos da unidade de comando, devido a existncia de eletricidade

esttica que se acumula no corpo humano; - No desligar os conectores da unidade de comando com a chave de ignio ligada.

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Sensores

Servem para informar a unidade de comando sobre as diversas condies de funcionamento do motor, como a temperatura do lquido de arrefecimento e do ar admitido, a presso interna do coletor de admisso, a posio em que se encontra a borboleta de acelerao e outros.

A maioria dos sensores trabalha com uma tenso de referncia de 5VCC (devido ao tipo de circuito integrado utilizado na UC - famlia MOS e CMOS) e est ligado em srie com um resistor fixo (no interior da unidade de comando) formando um divisor de tenso.

Na Figura 10, podemos observar que R1 (resistor fixo) est ligado em srie com o sensor (resistor varivel) formando um divisor de tenso.

Figura 10 - Sensores

Quanto maior for a resistncia do sensor, menor ser a queda de tenso em R1 que

monitorado pelo integrado IC1. Esse integrado como se fosse um voltmetro e envia o sinal de tenso para o processador principal (CPU) onde decodificado.

Um sensor pode variar sua resistncia de diversas maneiras: - Deslocamento mecnico-potencimetro linear; - Variao de temperatura-termistor; - Variao de presso-piezo-resistivo.

Sensor de Presso Absoluta do Coletor (MAP)

MAP Manifold Absolute Pressure Este sensor mede a alterao da presso no coletor de admisso, que resulta da variao de

carga do motor. O sensor capaz de medir a presso de 0,2 at 1,05 bar (de 20 a 105 kPa). A unidade de comando recebe as informaes em forma de sinais de tenso, que variam entre

0,5 a 1,0 volt em marcha-lenta (baixa presso no coletor; vcuo alto). A tenso pode passar dos 4,0 volts com a borboleta totalmente aberta (alta presso no coletor; vcuo baixo).

Assim que a chave de ignio ligada, o sensor MAP informa a unidade de comando o valor da presso atmosfrica, para que se possa dar o clculo perfeito da densidade do ar. A presso atmosfrica varia conforme a altitude (quanto mais alto, menor ser a presso atmosfrica).

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O elemento sensvel contido na pea de plstico - Figura 11(a) - composto de uma ponte de resistncias (ponte de Wheatstone) serigrafadas numa placa de cermica muito fina (diafragma) de forma circular, montada na parte inferior de um suporte de forma anular - Figura 11(b). O diafragma separa duas cmaras: na cmara inferior lacrada, foi criado o vcuo, enquanto que a cmara superior est em comunicao direta com o coletor de admisso.

Normalmente, o sensor MAP ligado tomada de presso no coletor atravs de uma mangueira de borracha. Em sistemas mais modernos como os utilizados nos veculos Volkswagen MI, Novo Vectra, Famlia Palio 8V (aps 99), o sensor vem parafusado diretamente sobre o coletor de admisso (no utiliza mangueira de tomada de presso).

Este sensor trabalha com uma pequena membrana de cristal do tipo "piezo-resistivo" que varia sua resistncia de acordo com o grau de deformao desta membrana. Quanto maior for o grau de deformao, maior ser a sua resistncia e menor ser a tenso recebida pela Unidade de Comando (maior no sensor), que mantm a alimentao rigorosamente constante (5V).

As informaes do sensor de presso absolutas (MAP) so utilizadas para os clculos da quantidade de ar admitido (massa de ar) e para o avano da ignio (de acordo com a carga do motor).

Para se calcular o volume de combustvel a ser injetado, a unidade de comando se baseia na temperatura do ar admitido e presso do coletor (para se saber a densidade) e mais as informaes de rotao e taxa de cilindrada do motor. Com essas informaes, possvel definir a quantidade de combustvel a ser injetado, mantendo-se a proporo ideal de mistura ar/combustvel.

Recovery do MAP

No caso de falha do sensor MAP, a unidade de comando controlar a quantidade de combustvel e o ponto de centelhamento, baseado num valor de substituio Este valor leva em considerao, principalmente, o sinal do sensor de posio da borboleta (TPS).

(a)

(b)

Figura 11 (a) Sensor MAP e (b) Ponte de Wheatstone Na realizao do teste de um sensor de presso absoluta no coletor de admisso MAP

observe os seguintes detalhes: Certifique-se da boa condio da carga da bateria e alimentao da UCE; Verifique se a mangueira de tomada de presso do sensor (caso exista) no est furada ou

entupida. Mantenha a tomada de presso desobstruda. O teste do sensor deve ser realizado com os conectores do sensor e da UCE ligados (circuito

do sensor em carga), somente dessa forma pode-se simular a verdadeira condio de funcionamento do sensor;

18

A medio do sinal deve obedecer a seguinte ordem: (a) devem ser avaliados o aterramento do circuito do sensor e a tenso de alimentao do mesmo. (b) deve ser analisado o sinal enviado pelo sensor a UCE.

Para o sensor MAP analgico, o sinal enviado para a UCE deve ser medido em tenso de corrente contnua VDC. Para o digital, deve ser medido em Hertz Hz.

O sinal do sensor deve estar de acordo com a depresso a qual o mesmo estiver submetido e com a presso atmosfrica local.

A medio do sinal pode ser realizada com a chave de ignio (sem dar partida) aplicando-se depresso com uma bomba de vcuo na tomada do sensor ou com o motor em marcha-lenta, comparando-se o sinal do sensor com a presso absoluta no coletor.

Sensor de Temperatura do Lquido de Arrefecimento (CTS)

CTS Coolant Temperature Sensor Consiste de um termistor do tipo NTC (resistncia inversamente proporcional a temperatura)

montado no fluxo do lquido de arrefecimento. A resistncia do termistor varia conforme a temperatura do lquido de arrefecimento. Temperatura baixa produz resistncia alta. Aproximadamente 28000? a 20C. A medida em que a temperatura aumenta, a resistncia diminui a aproximadamente 2200? a +30C.

A tenso do sinal do sensor varia de aproximadamente 4,5 a 0,5V Tabela 1 e Tabela 2. Esta tenso medida na unidade de comando, diminui conforme o aumento de temperatura do motor. A desconexo do sensor simula condio de motor frio gerando o cdigo de falha 15 (sensor de temperatura ECT- tenso alta). O curto circuito do sensor simula condio de motor quente, gerando o cdigo de falha 14 (sensor de temperatura ECT- tenso baixa).

Em temperatura operacional normal, a voltagem do terminal B12 aproximadamente 1,5 a 2,0 volts.

A temperatura do motor uma das informaes utilizadas para o controle de: - quantidade de combustvel; - ponto eletrnico da ignio (EST); - controle de ar na marcha-lenta (IAC).

Figura 12 Sensor de Temperatura do Lquido de Arrefecimento (CTS)

Sinal do CTS em funo da temperatura do motor - Gol 1000 MI 8V Temperatura (C) 00 20 30 40 50 60 85 90 100 110 Voltagem (VDC) 4,30 3,70 3,30 2,80 2,30 2,00 1,20 1,00 0,95-0,85 0,65

Tabela 1 - Sinal do CTS em funo da temperatura do motor - Gol 1000 MI 16V

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Temperatura (C) 25 40 80 100 Voltagem (VDC) 3,00 2,20 0,80 0,60-0,45

onde a regio marcada corresponde temperatura operacional para um motor aquecido. Em

ambas as tabelas, o sensor ativa a ventoinha quando a temperatura chega prxima dos 100C. Na realizao do teste de um sensor de temperatura do lquido de arrefecimento, observe os

seguintes detalhes: Certifique-se da boa condio da carga da bateria e alimentao da UCE; Verifique a qualidade do lquido de arrefecimento e o bom estado de funcionamento dos

componentes do sistema; Sangre o sistema de arrefecimento. A formao de bolhas de ar em contato com o sensor de

temperatura da gua provoca falhas no funcionamento do motor e no acionamento da ventoinha; Retire o sensor de temperatura da gua e limpe sua carcaa; Mea a tenso de alimentao do sensor e o aterramento de seu circuito; O sinal do sensor deve ser medido em tenso de corrente contnua VDC. A chave de ignio

deve estar ligada. O teste s pode ser considerado conclusivo se feito no momento em que houver a falha.

Sensor de Temperatura do Ar (ACT)

ACT Air Charge Temperature Est localizado antes do corpo de borboleta, colocado na mangueira que liga o filtro de ar ao

corpo. Quando o ar admitido est frio, a resistncia do sensor (termistor do tipo NTC) alta, a medida em que o ar admitido aquece, a resistncia do sensor diminui e a tenso correspondente tambm (Figura 13)

A temperatura do ar uma das informaes utilizadas para o controle de: - quantidade de combustvel; - ponto eletrnico de ignio (EST); - controle de ar de marcha-lenta (IAC).

Figura 13 Sensor de Temperatura do Ar (ACT)

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Recovery do ACT

Se for detectada uma temperatura superior ou inferior a determinados limites, toma-se a temperatura do ar igual temperatura do lquido de arrefecimento. Em caso de defeito simultneo do sensor de temperatura do lquido de arrefecimento, a unidade de comando estabelece um valor fixo de temperatura.

Sensor de Velocidade do Veculo (VSS)

O sensor de velocidade do veculo - VSS (Vehicle Speed Sensor), pode ser encontrado em trs configuraes: sensor magntico ou de relutncia varivel, sensor de efeito hall e sensor de efeito ptico.

O sensor de velocidade do veculo (VSS) fornece a unidade de comando, as informaes sobre as velocidades do veculo, desde que o mesmo esteja acima de 1km/h.

A unidade de comando utiliza essas informaes para o controle de: ? ? rotao de marcha-lenta; ? ? quantidade de combustvel; ? ? acionamento do solenide de controle da vlvula EGR; ? ? sinal de sada do computador de bordo. No sensor VSS, o sinal gerado diretamente proporcional velocidade do veculo. A unidade

de comando eletrnico - UCE, utiliza esta informao principalmente para o controle das condies de marcha - lenta e freio-motor.

Os sensores de efeito hall so alimentados com tenso de bateria. Fornecem UCE um sinal pulsado cuja amplitude deve ser igual a tenso de alimentao, e a freqncia proporcional velocidade do veculo. Esto comumente instalados no eixo de sada da transmisso, junto ao cabo do velocmetro. O sensor de velocidade tipo hall o mais comum no mercado nacional, sendo utilizado em veculos como Kadett EFI, Monza efi, Ipanema efi, Gol mi 1.0, Palio 16 v, Escort 16v - Zetec, e outros.

Os sensores de efeito ptico possuem comportamento similar aos de efeito hall. Consistem basicamente de um diodo emissor de luz (LED) e um sensor ptico (fototransistor) separados por um disco giratrio com janelas. Toda vez que as janelas permitem que a luz procedente do LED seja refletida no sensor ptico enviado sinal (pulso) UCE. Estes sensores so encontrados, por exemplo, na famlia Corsa e no Omega 2.2 (com painel analgico - comum). Esto normalmente instalados junto ao painel de instrumentos e so acionados pelo cabo do velocmetro.

Os sensores magnticos ou de relutncia varivel no necessitam de alimentao eltrica. Seu sinal gerado por induo eletromagntica devido a interao entre o sensor e a roda dentada (fnica). So aplicados em veculos como S10 /Blazer 2.2 EFI e 4.3 V6.

O sensor de velocidade nos veculos S10 de relutncia varivel instalado na sada da transmisso, que emite um sinal de freqncia e tenso variveis conforme a velocidade de rotao do eixo de sada. Estes pulsos so processados pelo mdulo DRAC, que os transforma num sinal pulsado adaptado s necessidades a unidade de comando. O mdulo DRAC emite pulsos numa freqncia de aproximadamente, 2500 pulsos por km rodado. Est localizado no mesmo suporte que a unidade de comando (debaixo dela).

O sensor para a opo LCD (painel de instrumentos digital - somente Omega) consiste de um gerador de pulsos montado na sada da transmisso. O sensor emite pulsos de tenso sempre que o veculo est em movimento. O nmero de pulsos aumenta de acordo com a velocidade do veculo.

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Sensor de Rotao

Nos sistemas de IE, os sensores de rotao, posio da rvore de manivelas, fase do comando de vlvulas e velocidade podem ser de Efeito Hall ou de Relutncia Varivel.

Sensor Hall

Localizado no conjunto distribuidor, o sensor Hall de extrema importncia para o bom funcionamento do sistema de IE. utilizado pela maioria dos veculos injetados que ainda utilizam distribuidor de ignio (ignio dinmica).

Durante a partida ou com o motor em funcionamento, envia sinais (pulsos negativos) para a UCE calcular a rotao do motor e identificar a posio da rvore de manivelas. Sem esse sinal, o sistema no entra em funcionamento. Sua configurao pode ser vista na Figura 14.

Figura 14 Sensor Hall

O sensor Hall uma pastilha semicondutora alimentada com tenso de aproximadamente

12VDC. O movimento de rotao do eixo distribuidor transmitido ao disco giratrio que possui 4 janelas. Quando a abertura do disco giratrio est posicionada entre o sensor Hall e o im permanente, o sensor fica imerso no campo magntico do im. Nesta situao emitido um sinal negativo que gera no interior da UCE uma tenso de aproximadamente 12VDC - Figura 15.

Em funo da freqncia de variao do sinal entre zero e 12VDC, a UCE calcula a rotao do motor.

O disco giratrio pode ter 4 janelas iguais ou 3 janelas iguais e uma maior, dependendo do sistema. No disco de 4 janelas iguais, o incio das janelas, indica a quantos graus esto dois dos cilindros do PMS. No disco de 3 janelas iguais e uma maior, o incio da janela maior indica a quantos graus est o 1 cilindro do PMS.

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Figura 15 Funcionamento do Sensor Hall

Sensor Magntico ou de Relutncia Varivel

O sensor de relutncia varivel tem ampla aplicao na eletrnica automotiva. Nos sistemas de freios ABS, e. g., utilizado como sensor de velocidade das rodas. Na IE pode vir a exercer as funes de sensor de rotao, velocidade do veculo, posio da rvore de manivelas (ou PMS) e sensor de fase do comando de vlvulas.

constitudo basicamente por uma roda dentada (fnica), im permanente, ncleo ferro-magntico, bobina, fios da bobina, malha de blindagem e conector do sensor - Figura 16.

Figura 16 Componentes do Sensor

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O sensor de relutncia varivel, ao contrrio do sensor Hall, no necessita de alimentao (positiva ou negativa) para emitir sinal a UCE. Seu sinal gerado por induo eletromagntica Figura 17 e Figura 18.

Quando o dente da roda fnica aproxima-se do sensor, a tenso comea a subir positivamente devido variao do fluxo magntico - Figura 17(a). Quando o dente da roda fnica se alinha perfeitamente com o sensor, a tenso nesse ponto nula (0 volt) - Figura 17(b).

Quando inicia-se o desalinhamento, a tenso comea a subir negativamente devido variao do fluxo magntico - Figura 17(c). Quando o dente da roda fnica estiver totalmente desalinhado com o sensor, a tenso volta a ser nula (0 volt) - Figura 17(d).

(a)

(b)

(c)

(d)

Figura 17 - Funcionamento do sensor de rotao

O sinal de rotao e posio da rvore de manivelas o mais importante para o sistema de injeo/ignio eletrnica. atravs desse sinal que a unidade de comando controla a maioria dos atuadores, como o mdulo de ignio (DIS), as vlvulas injetoras, o rel da bomba de combustvel, etc.

Trata-se de um sinal extremamente complexo, pois diferente de outros sensores, a tenso gerada alternada (sinal analgico). Tambm ocorre a variao do seu valor (ora tenso baixa, em marcha lenta, ora tenso alta, em plena carga). Este sinal varia ainda em funo de sua distncia roda fnica e do nmero de dentes que esta ltima possui Figura 19.

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Figura 18 Sinal do Sensor de Rotao

onde: 1 Sensor 3 Sinal correspondente aos dois dentes que faltam 2 Sinal em sada 4 Polia da rvore de manivelas com roda fnica

Figura 19 Tipos de Rodas Dentadas

A UCE deve converter esse sinal analgico em digital e tambm estabilizar sua tenso

mxima. A freqncia desse sinal convertido determina a rotao do motor.

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Sonda Lambda

Este sistema utiliza um sensor de oxignio, do tipo no aquecido, localizado prximo ao cabeote do motor (na sada do coletor de escapamento) ou prximo do conversor cataltico - Figura 20.

Figura 20 Sonda Lambda

O sensor de oxignio construdo de Dixido de Zircnio (ZrO2) ou de Dixido de Titnio6 (TiO2) e coberto por uma camada de platina - Figura 22.

Nos sensores de ZrO2, quando a mistura ar/combustvel est rica, a voltagem do sensor de oxignio alta. Se a mistura estiver pobre a voltagem do sensor de oxignio baixa. A voltagem varia entre aproximadamente 100 milivolts (mistura pobre) a 900 milivolts (mistura rica), conforme a quantidade de oxignio presente nos gases de escape. Nos sensores de TiO2, o comportamento oposto (tenso maior = mistura pobre; tenso menor = mistura rica).

O sensor produz tenso somente depois de atingida a temperatura operacional superior a 300C. Quando o sensor est frio, ser medida a voltagem de referncia de 380 milivolts. Isto indica circuito aberto (condio normal para um sensor de oxignio frio).

6 Sensores de Dixido de Titnio no so utilizados no mercado nacional.

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Figura 21 Esquema da Sonda Lambda

Figura 22 Partes da Sonda Lambda

onde: 1 Corpo de Cermica 3 Corpo de Metal 2 Tubo de Proteo 4 Resistncia Eltrica a Eletrodo (+) em contato com ar externo b Eletrodo (-) em contato com gases de escapamento

Quando o dedal preenchido com ar rico em oxignio e o lado externo exposto com o

oxignio dos gases de exausto, uma reao qumica no sensor produz uma tenso tal qual produzida por um par de metais numa pilha - Figura 21. Quando aquecido, a reao qumica do sensor ocorre por causa da diferena entre os nveis de oxignio entre o gs monitorado e o ar externo. O nvel de tenso monitorada depende da taxa entre os dois lados do dedal. A tenso de sada inversamente proporcional ao nvel de oxignio.

No mercado nacional comum encontrarmos sensores de oxignio com 01, 03 ou 04 fios condutores.

Sensor com um fio

Conhecido como sonda lambda no aquecida EGO (Exhaust Gas Oxygen Sensor), seu aquecimento ocorre somente devido ao contato direto do mesmo com os gases de escape. Possui somente o fio de sada do sinal. Seu aterramento feito na prpria carcaa - Figura 23.

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Figura 23 Esquema da Sonda Lambda EGO

Sensor com trs fios

Conhecido como sonda lambda HEGO (Heated Exhaust Gas Oxygen Sensor), possui o fio de sada de sinal e os fios de alimentao do resistor de aquecimento. Seu aterramento feio na prpria carcaa - Figura 24.

Figura 24 Esquema da Sonda Lambda HEGO, 3 fios

Sensor com quatro fios

Conhecido como sonda lambda HEGO (Heated Exhaust Gas Oxygen Sensor), possui o fio de sada de sinal, os fios de alimentao do resistor de aquecimento e o fio de aterramento do sensor - Figura 25.

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Figura 25 Esquema da Sonda Lambda HEGO, 4 fios

Fator Lambda

Para facilitar a anlise e da combusto e a qualidade das emisses no escapamento, em funo do tipo de mistura, definido um nmero, denominado Fator Lambda, que resulta numa relao de medidas.

Tabela 2 Valores do Fator Lambda

Valores lambda misturas excessos > 1 Pobre Ar < 1 Rica Combustvel = 1 ideal No h

Relao ar combustvel real Fator Lambda =

Razo ar combustvel estequiomtrica Na prtica, os motores a gasolina ou lcool atuam melhor com misturas prximas a

lambda=1. Quando necessria mxima potncia, a mistura admitida dever ser rica lambda

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Figura 26 Concentrao de Gases x Fator Lambda

Sensor de Detonao (KS)

O sensor de detonao montado na parte inferior do bloco do motor, no lado do coletor de escapamento (Figura 27). O sensor envia um sinal Unidade de Comando para indicar que existe detonao. O motor regulado para funcionar com o mximo desempenho e economia de combustvel e ao mesmo tempo, permitir que o ponto de ignio seja atrasado nas condies extremas, quando h detonao. Isso impede danos graves ao motor.

Um Filtro de Processamento (SNEF) processa o sinal enviado pelo sensor de detonao e retorna a unidade de comando um sinal para ajuste do ponto eletrnico da ignio (EST).

Figura 27 Sensor de Detonao

O sistema MULTEC B2/MPFI est equipado com um mecanismo de controle eletrnico de

avano de ignio. Este sistema est composto de sensor de detonao (KS) e de um SNEF do sinal do sensor de detonao.

A funo do mdulo SNEF filtrar os sinais no desejados emitidos pelo sensor de detonao. Os sinais no desejados que passam pela unidade de comando, tais como rudos e

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vibraes, normais do funcionamento do motor, podem resultar em atraso da ignio. Suportes soltos, parafusos de montagem, etc., podem constituir uma fonte de falsos sinais de detonao, que resultam em atraso da ignio.

A detonao ocorre logo aps o PMS (ponto morto superior do motor) e dura aproximadamente 3 a 5 milisegundos. Portanto, supe-se que o SNEF produza sinais verdadeiros de detonao somente durante aquele perodo. Qualquer outro pulso gerado entre um perodo e outro causado portanto, por rudos do motor. Para rejeitar esses pulsos usada uma janela.

A janela definida por um ngulo inicial e um final, relativo ao sinal do PMS. O perodo de demora entre a ocorrncia da detonao e o surgimento de uma indicao de detonao deve ser considerado quando da definio dos limites da janela de detonao.

Este perodo de demora causado principalmente pelo tempo de propagao do sinal do sensor de detonao e pelo filtro SNEF. Uma detonao que ocorreu a 10 graus APMS gerar um sinal de detonao a 15 graus DPMS (aps o ponto morto superior) a 1000rpm; e a 50 graus DPMS a 5000rpm.

Quando o sensor detecta detonao, a unidade de comando atrasa a ignio a um nvel seguro e a seguir avana a ignio progressivamente, at que a detonao seja novamente detectada e o ciclo seja repetido. O sensor de detonao produz uma sada de tenso alternada que aumenta conforme a severidade da detonao.

Durante os diversos regimes de funcionamento dos motores, podem ocorrer combustes

aleatrias popularmente denominadas batidas de pinos ou detonaes. Essas detonaes, do origem a vibraes mecnicas dentro da cmara de combusto as quais

so prejudiciais ao rendimento e a vida til do motor. O sensor de detonao - KS est normalmente parafusado no bloco do motor e tem como

elemento sensor um cristal piezo-eltrico. Esse material quando submetido a deformaes mecnicas, gera tenses eltricas (volts -VAC) em sua superfcie.

Dessa forma, o sensor capaz de captar, ouvir, as vibraes provocadas pelo fenmeno da

detonao, transformando-as em sinal eltrico o qual enviado a unidade de comando eletrnico do sistema UCE.

Quando a UCE detecta sinal de detonao do sensor, atrasa o ponto de ignio (obedecendo uma estratgia especfica que varia de sistema para sistema de injeo), objetivando solucionar o problema. Uma vez desaparecida a detonao, a UCE volta, em pequenos passos, ao ngulo de avano inicial.

Sensor de Posio da Borboleta de Acelerao (TPS)

TPS Throttle Position Sensor A posio da borboleta uma das informaes utilizadas para o clculo da quantidade de

combustvel. Outra funo do TPS informar unidade de comando, os movimentos da borboleta de acelerao, para fins de acelerao e desacelerao. Neste caso o TPS executa funo equivalente da bomba de acelerao de um carburador.

Quando a borboleta de acelerao est fechada, o sinal de sada do TPS tipicamente de 0,45 a 0,55V. A tenso aumenta em proporo a abertura da placa da borboleta de acelerao, at atingir aproximadamente 4,8 volts na condio de totalmente aberta (100% de abertura). Para que se possa dar esta variao de tenso, o TPS munido de um resistor com escala varivel.

A unidade de comando alimenta o TPS com a tenso de referncia de 5 volts. O sinal do TPS em conjunto o sinal de rpm utilizado pela unidade de comando enriquecer a mistura ar +

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combustvel em plena carga (potncia mxima) ou fazer com que haja corte na injeo quando a rotao do motor se mantm alta e a borboleta de acelerao fechada (condio de freio motor).

O corte no volume de injeo no freio motor chamado de Cut-Off.

Conector de Octanagem

Tem a funo de adequar as curvas de avano de ignio octanagem do combustvel utilizado. Pode ser encontrado na forma de um conector eltrico (jumper), fusvel ou um resistor calibrado - Figura 28.

No Brasil a gasolina comum especificada com 86 unidades para o AKI (valor mnimo) e com MON mnimo de 80 unidades. A Premium especificada com AKI de 91 unidades.

A octanagem da gasolina sofre variaes de um pas para o outro. Por exemplo, a gasolina comum brasileira possui octanagem RON mnima de 92 unidades. A similar argentina possui RON de 86 unidades. Isso significa, nesse caso, que a gasolina brasileira resiste mais detonao, em baixas rotaes, que a argentina.

Como exemplo, temos o Ford Fiesta com motor Endura-E (sistema FIC EEC V SFI), que possui conector de octanagem tipo fusvel. Este fusvel liga o terminal 27 da central que controla o sistema de injeo eletrnica-UCE massa. Quando a UCE detecta aterramento no terminal 27, adota curvas de avano de ignio apropriadas a gasolina nacional (92 unidades RON). Se detectar circuito aberto no terminal 27, quando se retira o fusvel, passa a trabalhar com curvas de avano mais brandas (86 unidades RON). Dessa forma torna-se possvel alimentar o motor com um combustvel de octanagem menor.

Figura 28 Conector de Octanagem (Octanas)

Portanto, a utilizao do conector de octanagem possibilita a exportao dos veculos sem a

necessidade de se efetuar mudanas significativas no motor e no sistema de injeo eletrnica. O incorreto posicionamento do conector de octanagem pode provocar sensveis perdas de

rendimento no motor. Por isso, em todas as revises verifique o seu correto posicionamento.

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Figura 29 Localizao do Conector de Octanagem (Ford Fiesta)

Atuadores

Bomba Eltrica de Combustvel

Quando a ignio ligada pela primeira vez, com o motor no funcionando, a unidade de comando ativa durante dois segundos o rel da bomba de combustvel. Isto resulta em um rpido aumento de presso na linha. Se no for dada a partida ao motor no perodo de dois segundos, a unidade de comando desativar o rel da bomba de combustvel. Quando o motor gira para a partida, a unidade de comando ativa o rel ao receber pulsos do sensor de rotao.

Figura 30 - Bomba de combustvel In-Line

onde:

1 Entrada 4 Induzido do motor eltrico 2 Vlvula de segurana 5 Vlvula de reteno 3 Bomba de roletes 6 Sada

A bomba de combustvel pode ser In-Line ou In-Tank, colocada na linha de combustvel

ou dentro do tanque de combustvel respectivamente.

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Conversor Cataltico

Devido aos prejuzos causados pelas emisses, e, devido a busca de mais eficincia nos motores, foram desenvolvidos sistemas de controle do motor mais precisos, inclusive para atender legislao vigente e o ps-tratamento dos gases de escape. Um dos mtodos usados o catalisador ou conversor cataltico, que diminui os nveis de CO, HC e NOx. O catalisador necessita que a mistura admitida seja controlada bem prximo de lambda=1.

Responsvel pela purificao dos gases lanados na atmosfera pelo escapamento, o catalisador um componente caro e bastante delicado. Ao contrrio do que se imagina, o catalisador no um filtro. Ele composto de uma colmia repleta de canais, por onde o fluxo dos gases de escape obrigado a passar. Esses canais so impregnados por um material ativo (metais preciosos como platina e rdio, por exemplo) que, com as altas temperaturas existentes no catalisador, reagem quimicamente com os poluentes e reduz em at 90% dos principais gases produzidos, transformando-os em CO2, N2 e H2O - Figura 31.

Batidas em lombadas ou excesso de combustvel no motor podem danificar irremediavelmente esse aparelho. Deve-se evitar dar bombeadas no acelerador ou fazer o carro pegar no tranco. Outra recomendao: nunca se deve estacionar sobre o mato ou folhas secas. Quando o motor est em funcionamento, o catalisador chega a atingir temperatura de at 800 graus e isso pode provocar risco de incndio no automvel, mesmo com a ignio desligada.

Para uma melhor performance do catalisador, tanto o sistema de injeo como o de ignio devem estar em perfeito estado de funcionamento, pois o mesmo trabalha em uma faixa muito estreita, que o mais prximo da razo estequiomtrica ou janela, como tambm conhecida esta faixa de trabalho. A Figura 26 mostra que a mistura deve ser controlada em torno de lambda=1 para melhor a economia com mnimo de emisses.

Deve-se fazer uma avaliao do catalisador analisando-se os ndices de emisso de gases.

Figura 31 Conversor Cataltico

Anlise de Emisses

Os motores com ignio centelha (Ciclo Otto: gasolina, lcool ou gs) apresentam como resultado da combusto uma srie de gases que, analisados, permitem uma verificao importante do funcionamento do motor. Alguns desses gases so poluentes e por isso so controlados pela legislao sobre emisses atravs do Programa Nacional de Controle de Emisses Veiculares - PROCONVE.

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Tabela 3 Percentagem de Gases - PROCONVE

ANO DE FABRICAO HC CO2 CO O2 Aps JUN/1988 Menor que 600 ppm Maior que 8% Menor que 3% Menor que 7%

A partir JAN/1992 Menor que 400 ppm Maior que 8% Menor que 2,5% Menor que 7% A partir JAN/1997 Menor que 100 ppm Maior que 8% Menor que 0,5% Menor que 7% Os gases mais importantes para anlise de combusto so:

I. HC Hidrocarbonetos So gases resultantes da combusto incompleta, ou seja, combustvel no queimado. O HC

medido em partes por milho (ppm) de volume. Por exemplo: uma leitura de 100ppm indica que existem 100 partes de HC para cada 1 milho de partes de gs emitido na exausto.

O aumento de nvel de HC pode ser causado por: ? ? mistura muito rica ? ? mistura muito pobre ? ? temperatura baixa do motor ? ? compresso baixa ? ? ngulo de cruzamento de vlvulas muito alto ? ? falhas de ignio ? ? consumo excessivo de leo do crter ? ? ignio avanada Nos veculos com catalisador em bom estado, o nvel de HC muito baixo. Para uma boa

anlise, a leitura deve ser feita antes do catalisador.Um ndice de HC elevado aps o catalisador pode ser problema do motor ou prprio catalisador.

II. CO - Monxido de Carbono

Gs resultante da combusto na qual a quantidade de ar insuficiente para uma queima completa do combustvel. A medida de CO feita em porcentagem de volume (%). Os veculos em boas condies, equipados com catalisador, devem produzir um teor muito baixo de CO. Para cada tipo de motor existe uma especificao de CO determinada pelo fabricante do veculo. Um ndice muito baixo de CO (mistura pobre) pode causar superaquecimento, pr-ignio e outras conseqncias que prejudicam o bom funcionamento do motor.

Por outro lado, um ndice alto (mistura rica) pode causar carbonizao em vrias partes do motor, problemas na sonda lambda e catalisador, alm de excesso de consumo. O aumento do nvel de CO pode ser causado por:

? ? ajuste de mistura incorreto ? ? ponto inicial de ignio muito avanado ? ? carburador com componentes (bia, gicls, afogador) descalibrados ? ? filtro de ar entupido ? ? sonda lambda ? ? sensores com defeito ? ? leo contaminado(respiro do carter) ? ? compresso dos cilindros

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? ? presso da bomba de combustvel alta ? ? vlvulas injetoras ? ? catalisador ? ? motor frio

III. CO2 - Dixido de Carbono Conhecido como gs carbnico, resultante direto da combusto, podendo ser usado como

indicador da eficincia da combusto, principalmente em veculos com catalisador, j que qualquer interferncia na combusto afeta o ndice de dixido de cabono.

A razo ar/combustvel afeta diretamente o ndice de CO2. Para um veculo em condies normais o ndice de CO2 deve estar entre 13% e 16% (mnimo de 8%).

IV. O2 Oxignio

O oxignio o gs responsvel pela combusto (queima) e a quantidade existente no escapamento indica se a mistura est pobre ou rica, principalmente em veculos com catalisador. Em marcha lenta, um veculo com catalisador deve apresentar um ndice de O2 entre 1% e 4%. ndices elevados de O2 indicam mistura pobre, enquanto que valores muito baixos indicam mistura rica.

Observe que a Tabela 4 especifica valores para os quatro gases. Quando se prepara um veculo para inspeo h a necessidade de se colocar os 4 gases dentro dos limites especificados de acordo com o ano de fabricao. Nos casos de veculos carburados mais velhos, as faixas para inspeo so bastante largas. Neste caso, deve-se usar os ndices de CO e HC divulgados nas tabelas com valores especficos para cada veculo (tabela da CETESB). No incio da inspeo, os rgos usaro tolerncias mais largas de aprovao, como na tabela abaixo para veculos sem catalisador.

Tabela 4 Exemplo usado no incio das inspees em SP e RJ

Ano % CO mx. %CO2 + %CO mn. ppm HC mx. CO corrigido mximo at 79 7,0 6,0 1100(A) - 700(G) 5,0

de 80 a 88 6,5 6,0 1100(A) - 700(G) 5,0 de 89 a 91 6,0 6,0 1100(A) - 700(G) 5,0 de 92 a 96 5,0 6,0 1100(A) - 700(G) 5,0

97 1,5 6,0 1100(A) - 700(G) 5,0

Os requisitos devem ficar cada vez mais exigentes. Porm, se trabalharmos com base na

Tabela 4, teremos certeza de que o veculo sempre estar dentro das condies legais. Feito um levantamento de vrios automveis chegou-se aos seguintes valores mdios:

Tabela 5 Valores mdios de Gases de Exausto

Tipo % CO %CO2 %O2 HC ppm CO corr. Carburados 1,7 13,5 0,9 220 1,6 Injetados 6,50,7 1412 0,5 210 0,8

Observe na Tabela 5 que com esses resultados nenhum desses carros seriam rejeitados na

inspeo. Esta tabela nos d uma idia dos nveis que vamos encontrar na prtica com veculos usados de anos diferentes.

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http://autoesporte.globo.com/edic/ed414/servico.htm

Vlvulas Injetoras

As vlvulas injetoras esto alojadas no coletor de admisso (sistema multiponto) prximo s vlvulas de admisso. No sistema monoponto ela est localizada na tampa do corpo de borboleta. Sua funo pulverizar o combustvel proveniente da linha de presso. A vlvula injetora um atuador cujo momento e tempo de abertura determinado pela unidade de comando.

Figura 32 - Bicos das vlvulas injetoras monoponto / multiponto O injetor uma vlvula eletromagntica, que ao receber pulsos da unidade de comando (valor

negativo), recolhe seu mbolo (vlvula de agulha) permitindo a passagem do combustvel. Durante a fase de abertura, esse mbolo recolhe-se cerca de 0,1 mm do seu assento.

Motor de Passo da Marcha Lenta (IAC)

Controla a rotao do motor em marcha-lenta. A vlvula IAC altera a rotao da marcha-lenta ajustando o ar da derivao, de modo a compensar as variaes de carga do motor. Esta vlvula um atuador controlado pela unidade de comando e possui um motor de passo, cujo movimento aumenta ou diminui a quantidade de ar admitido.

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Figura 33 - Atuador de marcha lenta

O motor de passo est montado na carcaa do corpo da borboleta. O motor de passo,

comandado pela unidade de comando, retrai o mbolo cnico (para aumentar o fluxo de ar) ou o estende (para reduzir o fluxo de ar), aumentando e reduzindo, desta forma, a rotao da marcha-lenta do motor.

Durante a marcha-lenta, a posio do mbolo cnico calculada baseada nos sinais de voltagem da bateria, temperatura do lquido de arrefecimento (ECT) e carga do motor (MAP).

Sistema de Ignio Direta (DIS)

O sistema de ignio direta (DIS) composto de um conjunto de bobinas e um mdulo de potncia integrados num nico mdulo selado.

As informaes sobre avano e ponto de ignio so enviadas, pela unidade de comando ao mdulo de potncia que energiza a bobina e limita a corrente da mesma (para controlar a dissipao de potncia primria).

Para controlar o DIS, a unidade de comando utiliza dois sinais (EST A e EST B). O impulso na linha EST. A energiza a primeira bobina (cilindros 1 e 4). O pulso na linha EST B energiza a segunda bobina de ignio (cilindros 2 e 3). Cada bobina energiza uma vela de ignio de um cilindro contendo mistura para ignio e uma vela de outro cilindro contendo mistura queimada. A faixa de funcionamento do DIS entre 30 a 8000rpm.

O avano aplicado pela unidade de comando depende do estado em que se encontra o motor: girando para a partida ou funcionando. Com o motor funcionando, o avano mapeado e depende basicamente, da rotao, carga e temperatura do motor.

Outros Componentes do Sistema

Embora esses componentes no estejam na lista dos sensores e nem dos atuadores, so considerados de suma importncia para o bom funcionamento do sistema de injeo eletrnica.

Esses componentes so: - o tanque de combustvel; - o cnister; - o filtro de combustvel; - o regulador de presso; - o corpo de borboleta; - o filtro de ar;

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- o corpo de borboleta;

Tanque de Combustvel

Um importante elemento no tanque de combustvel o seu respiro. O respiro importante por vrias razes: o ar deve ter acesso ao tanque para compensar o espao deixado pelo combustvel consumido; caso contrrio, formar-se-ia um vcuo nesse espao que anularia a ao da bomba. Outra finalidade do respiro permitir que o combustvel quando aquecido se possa expandir, ocupando o espao existente e no permitir que o mesmo escape pelo tubo de abastecimento do tanque.

O segundo duto de respiro e dreno, mangueira de menor dimetro que a primeira, encarrega-se de permitir a sada dos vapores de gasolina que constantemente se formam. Alm disso, quando o veculo est em movimento, essa mangueira permite uma entrada de ar maior que a quantidade de combustvel consumida, impedindo a formao de vcuo no interior do tanque.

Cnister

Deve haver o cuidado para que os vapores de combustvel no prejudiquem o ar atmosfrico. Por isso, so descarregados em um depsito que contm carvo ativado, sendo temporariamente armazenados.

Quando o motor est em funcionamento, e dependendo da exigncia que lhe feita, esses gases so periodicamente aspirados do filtro de carvo ativado e enviados para o motor, onde sero queimados como mistura. Nos motores equipados com injeo eletrnica, esse controle feito atravs de uma vlvula de purga, controlado por vcuo ou por corrente eltrica (essa ltima trabalha com uma vlvula eletromagntica controlada pela unidade de comando).

Filtro de Combustvel

Serve para filtrar o combustvel eliminando as impurezas do mesmo.

Figura 34 - Filtro

constitudo por trs elementos filtrantes (uma tela, um filtro de tecido e um filtro de papel)

que garantem a mxima filtragem do combustvel. Isto de suma importncia no sistema, j que, os orifcios de pulverizao das vlvulas injetoras so minsculos. O filtro envolvido por uma carcaa metlica que suporta a presso na linha de combustvel

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Regulador de Presso

Est localizado na extremidade do tubo distribuidor. Sua funo a de limitar a presso na linha de combustvel e que ser pulverizada nas vlvulas injetoras

Figura 35 - Regulador de presso

onde:

1 Entrada do combustvel 4 Suporte da vlvula 2 Retorna ao tanque 5 Diafragma 3 Placa da vlvula 6 Mola de presso 7 Conexo para o coletor de admisso

Filtro de Ar

Para que o motor funcione perfeitamente, preciso que a mistura ar + combustvel esteja totalmente isenta de corpos estranhos.

Como o combustvel deve ser filtrado, o ar tambm deve. Isso evita a formao de materiais abrasivos no interior do motor que tendem a provocar um desgaste prematuro das suas peas, como os cilindros, pistes e anis.

Alm disso, se o ar no for filtrado, poder provocar a obstruo de certos canais presentes no corpo de borboleta, provocando marcha-lenta irregular e at falhas no funcionamento do motor.

Corpo de Borboleta

Controla o fluxo de ar admitido. O ar na marcha lenta controlado pelo motor de passo. O sensor de posio da borboleta de acelerao (TPS) solidrio ao eixo da borboleta de acelerao.

A carcaa do corpo de borboleta possui tomadas de vcuo antes e depois da borboleta de acelerao.

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Figura 36 Corpo da Borboleta

Bateria

Embora a bateria no seja um sensor, fundamental que esteja em ordem, para o bom funcionamento do sistema de injeo eletrnica.

A bateria utilizada nos automveis pode ser cida (mais comum) ou alcalina. A bateria ou acumulador, que no incio do uso nos automveis era de 6 volts (mais precisamente 6,3 volts nas baterias cidas), agora padronizada em 12 volts (12,6V), j que cada clula da bateria cida de chumbo produz 2,1V. Um valor muito acima, pode danificar vrios componentes eletrnicos do veculo.

Uma bateria de 12V consiste em seis clulas que esto ligadas em srie para produzir 12V. Cada clula contm duas placas, uma de perxido de chumbo (PbO2) e outra de chumbo (Pb). Quanto mais puro o chumbo desta placa, melhor a qualidade e maior durabilidade da bateria. Quando estas placas so mergulhadas em eletrlito (lquido que permite a passagem de uma corrente eltrica entre as duas placas) produz-se uma reao. Nas baterias de chumbo-cido, o eletrlito geralmente utilizado o cido sulfrico H2SO4.

O terminal positivo de cada clula a placa de perxido de chumbo e o terminal negativo a placa de chumbo puro, que fica com um aspecto esponjoso quando a clula est completamente carregada. A proporo que corrente eltrica drenada pelos circuitos exteriores, uma reao ocorre, transformando a placa, esponjosa e o perxido da placa positiva em sulfato de chumbo (PbSO4), reduzindo o cido sulfrico do eletrlito para gua (H2O). A decomposio do cido sulfrico faz com que se reduza a densidade da soluo do eletrlito. Se o consumo ou dreno externo da eletricidade continuar, a voltagem de cada clula diminui vagarosamente, porm, a condio de fornecer fluxos intensos de corrente cai rapidamente.

Para se medir uma bateria, o mtodo correto verificar a densidade do eletrlito com um densmetro (Figura 37). Quando a densidade menor que 1.200g/cm, a bateria j no est adequada pra uso. Valores apropriados situam-se entre 1.250 e 1.275g/cm. Quanto mais baixa a densidade (1.250), maior a durabilidade da bateria, observando-se apenas que, para climas frios, a densidade deve ser um pouco maior (1275).

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Figura 37 Densmetro

Pelo posicionamento da pipeta sabe-se a densidade do lquido e, portanto, a carga. O lquido

da bateria carregada (eletrlito) mais denso, sendo assim a pipeta flutua mais alto.

Cuidados com a Bateria

? ? No dar partida com os cabos mal conectados; ? ? No utilizar duas ou mais baterias para dar partida (ligao srie); ? ? No retirar a bateria com o motor em funcionamento; ? ? No inverter os terminais; ? ? No desligar nenhum conector do sistema com a ignio ligada ou com o motor em

funcionamento; ? ? Fazer manuteno preventiva

Figura 38 Possveis problemas em baterias

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Estratgias de Controle do Sistema Baseando-se no sistema Magneti Marelli Weber I.A.W. 1ABG.80, que equipa a

motorizao 1581 i.e. 16V da FIAT7, discute-se abaixo as estratgias de controle do sistema de injeo eletrnica.

Dentro da memria da central eletrnica existe um programa de controle composto de uma srie de estratgias, as quais comandam, separadamente, uma bem precisa funo de controle do sistema.

Utilizando informaes (input) recebidas dos diversos sensores, cada estratgia elabora uma srie de parmetros baseando-se nos mapas dos dados memorizados em reas especficas da central eletrnica e, em seguida, comanda os atuadores (output) do sistema, que so os dispositivos que fazem com que o motor funcione, tais como:

1. eletroinjetores; 2. bobinas de ignio; 3. eletrovlvulas de diversos tipos; 4. eletrobomba de combustvel; 5. atuador da marcha lenta do motor; 6. rels de comando. As estratgias programadas na centralina, controlam, da melhor maneira, o instante da ignio

e a quantidade do combustvel, garantindo sempre uma mistura correta de acordo com as variaes de carga do motor e as condies ambientais.

As estratgias de controle do sistema so: 1. controle do conjunto de sinais; 2. controle da injeo de combustvel; 3. controle da funo de bloqueio da partida do motor (se houver); 4. controle da ignio; 5. controle da marcha lenta do motor; 6. controle da recirculao dos vapores do combustvel; 7. controle da diagnose e 8. controle do sistema de climatizao.

Controle do Conjunto de Sinais

No momento da partida, quando o sensor de rotao encontra o espao livre maior devido falta de dois dentre na roda fnica (Figura 19), a central eletrnica efetua, juntamente com o sinal do sensor de fase, o reconhecimento da fase da injeo e da ignio, que so fundamentais para o funcionamento de todas as estratgias.

Este reconhecimento atuado com base na interpretao da sucesso dos sinais provenientes do sensor de rotao situado na polia da rvore de manivelas e pelo sensor de fase situado na polia da rvore de comando de vlvulas, no lado da admisso.

No sistema discutido, o conjunto de sinais constitudo de sinais provenientes:

7 FIAT; Manual de Reparaes FIAT PALIO.

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? ? da roda fnica junto polia da rvore de manivelas, com (60-2) 58 dentes e um espao angular maior de 18 (correspondente falta de dois dentes) para o reconhecimento do PMS.

? ? de um disco montado internamente polia da rvore de comando de vlvulas no lado da admisso, com 03 aberturas de tamanhos diferentes.

Figura 39 Sinais recebidos pela UCE

onde:

1 PMS dos cilindros 3 Sinal da roda fnica da rvore de manivelas (sensor de rotao do motor)

2 ngulos da rvore das manivelas 4 Sinal do disco da rvore de comando de vlvulas (sensor de fase do motor)

Controle da Injeo de Combustvel

As estratgias de controle da injeo tm o objetivo de fornecer ao motor a quantidade de combustvel correta e no momento certo, em funo das condies de funcionamento do motor.

O sistema de injeo/ignio utiliza um sistema de medida indireta do tipo Speed Density-Lambda, ou seja, velocidade angular de rotao, densidade do ar aspirado e controle da relao estequiomtrica da mistura (realimentao).

Na prtica, o sistema utiliza os dados de Regime do Motor (RPM) e Densidade do Ar (presso e temperatura) para medir a quantidade de ar aspirado pelo motor.

A quantidade de ar aspirado por cilindro, para cada ciclo do motor, depende, alm da densidade do ar aspirado, da cilindrada unitria e da eficincia volumtrica. Por densidade do ar, se entende a quantidade de ar aspirado pelo motor e calculada em funo da presso absoluta e da temperatura, ambas detectadas no coletor de admisso. Por eficincia volumtrica, se entende o parmetro referente ao coeficiente de enchimento dos cilindros detectado com base em experimentos feitos no motor em todo o campo de funcionamento e, depois, memorizados na central eletrnica.

Estabelecida a quantidade de ar aspirado, o sistema deve fornecer a quantidade de combustvel em funo da relao de mistura desejada.

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O instante de final da fase de injeo ou fase de distribuio consta num mapa memorizado na central eletrnica e varivel em funo do regime do motor e da presso no coletor de admisso. Em prtica, trata-se das elaboraes que a UCE efetua para comandar a abertura seqencial e fasada dos 04 eletroinjetores, um por cilindro, por um tempo estritamente necessrio para formar a mistura ar-combustvel mais prxima relao estequiomtrica.

O combustvel injetado diretamente no coletor perto das vlvulas de admisso com uma presso diferencial de cerca de 03 bar.

Enquanto que a velocidade (rpm) e a densidade do ar (presso e temperatura) so utilizadas para medir a quantidade de ar aspirado e estabelecer a quantidade de combustvel em funo da relao da mistura desejada, os outros sensores presentes no sistema (temperatura do lquido de arrefecimento, posio da borboleta, tenso da bateria, etc.) permitem que a UCE corrija a estratgia de base para todas as condies especiais de funcionamento do motor.

Fazer com que a relao ar-combustvel oscile ao redor de valores estequiomtricos a condio indispensvel tanto para o funcionamento duradouro e correto do conversor cataltico como para a reduo das emisses poluentes.

A relao estequiomtrica obtida utilizando uma sonda lambda de tipo aquecido, como visto anteriormente.

Autoadaptao

A UCE est provida com uma funo de autoadaptao da mistura que tem a funo de memorizar os desvios entre o mapeamento de base e as correes impostas pela sonda lambda que podem aparecer de maneira persistente durante o funcionamento. Estes desvios, devidos ao envelhecimento dos componentes do sistema e do prprio motor, so memorizados permanentemente, permitindo uma adaptao do funcionamento do sistema s progressivas alteraes do motor e dos componentes em relao s caractersticas do motor quando era novo. As correes memorizadas no so perdidas mesmo desligando a bateria ou a UCE.

Esta estratgia desativada durante os perodos de abertura da eletrovlvula interceptadora dos vapores do combustvel. Se a UCE for substituda, necessrio deixar o motor funcionar em marcha lenta por alguns minutos (com o motor quente) para que a central eletrnica possa rememorizar as correes. As correes em regimes acima da marcha lenta so memorizadas durante as condies normais de direo.

A UCE tambm est provida com uma outra funo de autoadaptao que corrige a abertura do atuador de marcha lenta do motor durante a fase de marcha lenta, com base nas variaes devidas a infiltraes de ar no corpo de borboleta e ao envelhecimento natural do motor. Esta correo especfica perdida se a bateria ou a UCE for desligada.

Partida e Ps Partida

No momento da partida no possvel reconhecer instantaneamente a fase do motor e, conseqentemente, no possvel efetuar a injeo fasada para a primeira injetada de cada cilindro.

Durante as primeiras rotaes do motor, efetuada uma primeira injetada simultnea (full-group), porque as variaes da rotao na fase de marcha lenta no permitem um clculo correto da fase de injeo. S depois de alguns instantes a injeo de tipo fasado.

O tempo de injeo base aumentado por um coeficiente multiplicativo por todo o tempo de tracionamento do motor pelo motor de partida. Depois da partida, o coeficiente gradualmente reduzido at desaparecer dentro de um tempo determinado que, quanto menor for a temperatura do maior, maior ser - Figura 40.

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Figura 40 Coeficiente de enriquecimento em funo do tempo

onde: k Coeficiente de enriquecimento ON motor tracionado (durante a partida) t Tempo OFF motor funcionando (depois da partida)

Funcionamento a Frio

Nestas condies, acontece um empobrecimento natural da mistura devido insuficiente turbulncia das partculas do combustvel s baixas temperaturas, uma evaporao reduzida e uma forte condensao nas paredes internas do coletor de admisso, tudo isto aumentado pela maior viscosidade do leo de lubrificao que, como se sabe, com baixas temperaturas aumenta a resistncia rotao dos rgos mecnicos do motor.

Figura 41 Tempo de injeo de combustvel com motor frio

A UCE reconhece esta condio e corrige o tempo de injeo com base no sinal de

temperatura do lquido de arrefecimento do motor. Conseqentemente: ? ? com temperaturas muito baixas, o eletroinjetor fica aberto por mais tempo (tj) diagrama

(b), com uma relao ar/combustvel baixa (muito rica) - Figura 41; ? ? quanto mais aumentar a temperatura do motor, mais curta ser a abertura do eletroinjetor,

(tj) diagrama (a) e, por conseguinte, maior ser a relao ar/combustvel (mistura pobre).

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A Napro8, em seus laboratrios desenvolveram tabelas que apresentam parmetros para a UCE no que toca ao tempo de injeo de combustvel, Tabela 6 e Tabela 7.

Tabela 6 - Temperatura do Motor x Tempo de Injeo

Temperatura do motor (C)

-36 -29 -24 -18 -13 -7 -2 4 10 18 28 40 60 >60

Tempo de Injeo (ms)

4,6 4,5 4,3 4,0 3,7 3,3 3,1 2,9 2,6 2,3 1,8 1,0 0,3 0

Tabela 7 - Temperatura do Ar x Tempo de Injeo

Temperatura do ar (C)

-36 -29 -24 -18 -13 -7 -2 4 10 18 28 40 60 >60

Tempo de Injeo (ms)

1,37 1,28 1,20 1,04 0,97 0,90 0,83 0,75 0,68 0,48 0,35 0,18 0,04 0

Durante a fase de aquecimento do motor, a UCE tambm pilota o motor de passo que

determina a quantidade de ar necessria para garantir a rotao de marcha lenta do motor. O ar admitido atravs da vlvula auxiliar de ar. O medidor de vazo transmite ao mdulo informes sobre esse fluxo extra de ar admitido, o qual, por sua vez, promove o enriquecimento da mistura - Figura 44.

Funcionamento em Plena Carga

Em condies de plena carga, necessrio aumentar o tempo base de injeo para obter a mxima potncia fornecida pelo motor. A condio de plena carga detectada pela UCE atravs dos valores fornecidos pelos sensores de posio da borboleta e de presso absoluta - Figura 45.

Com base nestas informaes, a UCE faz a devida correo, aumentando o tempo base de injeo.

Funcionamento em Desacelerao

Durante esta fase de utilizao do motor, acontece a sobreposio de duas estratgias:

1. uma estratgia de regime transitrio negativo para manter estequiomtrica a quantidade de combustvel fornecida ao motor (menor poluio);

2. uma estratgia de acompanhamento lento nas rotaes inferiores (dash-pot) para atenuar a variao de torque fornecida (menor freio motor). Quando o sinal do potencimetro indica borboleta fechada e a rotao for elevada, a UCE,

agindo no atuador de marcha lenta do motor, diminui, de maneira gradual, a quantidade de ar que passa atravs do by-pass.

8 Napro Eletrnica Industrial www.napro.com.br

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Correo Baromtrica

A presso atmosfrica varia em funo da altitude, determinando uma variao da eficincia volumtrica tal, que necessrio corrigir o tempo base de injeo. A correo ser em funo da variao de altitude e ser atualizada automaticamente pela UCE, cada vez que o motor for desligado em determinadas condies de posio da borboleta e de nmero de rotaes (tipicamente com baixa rotao e borboleta muito aberta adaptao dinmica da correo baromtrica).

Funcionamento em Cut-Off

A estratgia de cut-off (corte de combustvel em desacelerao) efetuada quando a UCE reconhece a borboleta na posio fechada (posio de marcha lenta atravs do sinal do potencimetro da borboleta) e a rotao do motor j tenha superado cerca de 1600rpm.

O reconhecimento da borboleta em posio aberta ou a rotao abaixo de 1400rpm aproximadamente, reativar novamente a injeo de combustvel - Figura 46. Para rotaes muito altas, efetuado o cut-off mesmo em condies de borboleta no completamente fechada, mas com presso no coletor de admisso particularmente baixa (cut-off parcial).

Funcionamento em Acelerao

Nesta fase, a UCE aumenta adequadamente a quantidade de combustvel exigida pelo motor (para obter o torque mximo) em funo dos sinais provenientes dos seguintes componentes:

- potencimetro da borboleta; - sensor de presso absoluta e - sensor de rotaes e PMS. O tempo de injeo base multiplicado por um coeficiente em funo da temperatura do

lquido de arrefecimento do motor, da velocidade de abertura da borboleta aceleradora e do aumento da presso no coletor de admisso. Se a variao brusca do tempo de injeo for calculada quando o eletroinjetor j estiver fechado, a UCE reabre o eletroinjetor (extra pulse) para poder compensar a mistura com a mxima rapidez; as injetadas seguintes por sua vez, j so aumentadas com base nos coeficientes acima citados.

Figura 42 Tempo de injeo de combustvel

onde: A tempo de injeo normal ON motor em fase transitria B reabertura do eletroinjetor (extra pulse) OFF motor com rotao estabilizada

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Pode-se ento gerar um mapa relacionando o Tempo de Injeo de Combustvel com as principais variveis (carga e rotao), este mapa ento programado na UCE.

Figura 43 Mapa de Tempo de Injeo de Combustvel

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Figura 44 Funcionamento do motor em fase de aquecimento

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Figura 45 Funcionamento do motor em plena carga

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Figura 46 Funcionamento do motor em cut-off

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Proteo contra rotaes excessivas

Quando a rotao do motor ultrapassar por mais de 10 segundos o valor de 6700rpm ou, momentaneamente, o valor limite de 6900rpm, o prprio motor encontra-se em condies crticas de funcionamento.

Quando a UCE reconhece a ultrapassagem da rotao crtica, inibe o funcionamento dos eletroinjetores. Quando a rotao voltar a um valor no crtico, restabelecido o funcionamento dos mesmos.

Comando da eletrobomba de combustvel

A eletrobomba de combustvel controlada pela UCE atravs de um rel. A bomba pra de funcionar se:

- o motor funcionar a menos de 50rpm aproximadamente; - aps um certo tempo (cerca de 5 segundos) com a ignio ligada sem que seja efetuada a

partida do motor; - se o interruptor inercial foi ativado.

Comando dos eletroinjetores

O comando dos eletroinjetores do tipo seqencial fasado. Porm, em fase de partida, os eletroinjetores so comandados, na primeira, vez em paralelo (full-group).

A fase do comando dos eletroinjetores varivel em funo da rotao do motor e da presso do ar aspirado, com o objetivo de melhorar o enchimento dos cilindros obtendo benefcios para os consumos, direo e para a poluio.

Controle da Marcha Lenta do Motor

O objetivo geral da estratgia o de manter a rotao do motor em torno do valor memorizado (motor quente: 850rpm): a posio tomada pelo atuador de marcha lenta est em funo das condies do motor.

Fase de Partida

Ao girar a chave de ignio, o atuador assume uma posio em funo da temperatura do lquido de