Volkswagen do Brasil Engª de Powertrain O que é? Permite a utilização de álcool hidratado (E100), gasolina (E22) ou qualquer mistura entre os dois; Se

Volkswagen do BrasilEngª de Powertrain

O que é?

• Permite a utilização de álcool hidratado (E100),

gasolina (E22) ou qualquer mistura entre os dois;

• Se adapta automaticamente ao combustível

fornecido, não requerendo qualquer interferência do

motorista;

• É original de fábrica: não requer adaptações

posteriores à produção do carro.

É um Novo Conceito de motorização que:

Por que?

• TOTAL FLEXIBILIDADETOTAL FLEXIBILIDADE ao consumidor na escolha

do combustível, a cada abastecimento:

– adequando o tipo de combustível às suas

necessidades: Autonomia desejada x Desempenho x Custo por Quilômetro (tipo de

percurso);

Permitir ao consumidor:

– aumentando o seu poder frente aos fornecedores de

combustíveis: Maior independência em relação a políticas de formação de preço pelos

fornecedores.

Por que?

• Eliminar a obrigatoriedade de escolher o

combustível para longos períodos (na compra

do carro);

• Usar álcool sem medo de desabastecimento.

Permitir ao consumidor:

Como funciona? Características dos dois combustíveis:

Gasolina (E-22)1:Estequiometria: 13,8 : 1

Octanagem: 81 (MON)

Pressão de Vapor2: 38 kPa

Poder calorífico: 9.600 kcal/kg

Calor de Vaporiz.: 101 kcal/kg

Densidade a 20ºC: 756 kg/m³

Álcool Hidratado:Estequiometria: 8,9 : 1

Octanagem: 90 (MON)





(1) E22= Gasolina com 22%vol de etanol anidro

(2) Método segundo Grabner a 20ºC

Como funciona? Esquema Simplificado do Sistema de Gerenciamento:

Convencional:

Mede a quantidade de ar admitida pelo motor

Calcula a quantidade de combustível necessária para mistura correta:

mcomb=mar/Esteq

•Comanda a Injeção

•Comanda disparo da centelha

Determina o ponto ideal da centelha

Confere o resultado da combustão

Como funciona?

Com a variação de combustível:



mcomb=mar/



Determina o ponto ideal da centelha

Confere o resultado da combustãoEsteq ??

Octanagem ??

Esquema Simplificado do Sistema de Gerenciamento:

Como funciona?

Com o Total Flex:



mcomb=mar/ Esteq



Determina o ponto ideal da centelha considerando Octanagem

Confere o resultado da combustão

Determina qual combustível esta chegando ao motor:

•Estequiom.

•Octanagem

SFS

Esquema Simplificado do Sistema de Gerenciamento:

Sensor de Combustivel: SFS Software Fuel Sensor

SFS = Sinal da Sonda Lambda + Inteligência (software).

O SFS (Software Fuel Sensor) é a rotina computacional que determina o tipo de combustível que está sendo queimado para que a ECU adapte os parâmetros do motor;

O sinal da Sonda Lambda é usado para determinar se a mistura queimada esta rica (excesso de combustível) ou pobre (excesso de ar);

Com isso a ECU mantém o motor funcionando sempre na mistura correta.

Função da Sonda Lambda:

Mudança do comb. (e portanto da Estequiometria)

Detecção da mistura incorreta

Cálculo da quant. de combustível necessária p/ a correção

Comparação das quantidades de combustível:

NOVA

vs

ANTIGA

Determinação do novo combustível: reconhecimento pela ECU das novas

caract. do novo combustívelCorrecao Necessaria

% A

lco

ol n

o

Co

mb

ust

ivel


mcomb=mar/ Esteq

Lógica de Funcionamento do SFS:

Como funciona? Por que o SFS é viável ?

1) Pelas propriedades físico-químicas do álcool e da gasolina, não há possibilidade de separação de fases no tanque;

- Implica em que mudancas bruscas de combustível so podem ocorrer no abastecimento;

2) O processo de reconhecimento do combustível ocorre em curtíssimo tempo;

- Em alguns segundos de operação (após religar o carro), mesmo em marcha lenta, já é possível ao SFS reconhecer a mudança de combustível.

Gasolina - E22 Álcool - E10022% Etanol 93% Etanol 78% Gasolina 7% Água

Outros Exemplos:0% E22100% E1000% Gasolina93% Etanol7,0% Água

25% E2275% E10019,5% Gasolina75,25% Etanol5,25% Água

50% E2250% E10039% Gasolina57,5% Etanol3,5% Água

75% E2225% E10058,5% Gasolina39,75% Etanol1,75% Água

100% E220% E10078,0% Gasolina22,0% Etanol0% Água

DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO DE FASE PARA O SISTEMA: ETANOL, ÁGUA e GASOLINADIAGRAMA DE EQUILÍBRIO DE FASE PARA O SISTEMA: ETANOL, ÁGUA e GASOLINA

ÁGUA 100% Vol.ÁGUA 100% Vol.GASOLINA 100% Vol.GASOLINA 100% Vol.

ETANOL 100% Vol.ETANOL 100% Vol.

Linha de Possíveis MisturasLinha de Possíveis Misturas

80

70

60

50

40

30

20

10

90

80

70

60

50

40

30

20

10

90

80

70

60

50

40

30

20

10

90

Dados em % de Volume a 24°CDados em % de Volume a 24°C

Exemplo Prático:40% E2260% E100

31,2% Gasolina64,6% Etanol 4,2% Água

REGIÃO DE 2 FASESREGIÃO DE 2 FASES

Como funciona? Características dos dois combustíveis:


Octanagem: 81 (MON)






Octanagem: 90 (MON)







A baixa pressão de vapor das misturas com alto % de álcool faz

necessária a presença de um sistema auxiliar de partida a frio;

Ao ligar a chave de ignição:

ECU checa o último combustível registrado

Teor Álcool > 80%?

Não é acionado o sistema auxiliar de partida

Não

Temp. Motor < 20 ºC?

Não

Sim

Temperatura Motor

Tem

po

de

Inje

cao

G

aso

lina

Monitora a ocorrência da partida

Sim

1AVP 4AVP

45 pinouts 80 pinouts

µ Controller

68HC11

128KBytes EPROM

2,5Kbytes RAM

0,5KbytesEEPROM

4MHz

8 bits

µ Controller

ST10S269

256 kbytes Flash

8 kbytes RAM

2 kbytes EEPROM

25 MHz

32 bits

Ignição

1x Módulo Interno

Ignição

2x2 Módulo Interno

Drive by cable Drive by cable

Distribuitor Distribuitor Less

Placa com tecnol.(SMD),

4-layers:

Área=130 cm2

Placa com tecnol.(SMD),

4-layers:

Área=192 cm2

KR (Knock)

L9119

KR (Knock)

Sigma

Mudanças no Mudanças no Hardware:Hardware:

Evolução da ECU Evolução da ECU

Convencional Total-Flex

– Novo comando de válvulas:

• Melhoria da versão básica do motor;

Alterações no hardware do motor EA-827:

– Injetores c/ – faixa de trabalho

ampliada (20%),– maior pressão (17%)

de injeção:• Garante o fornecimento da

quantidade requerida de combustível em altos regimes;

• Garante a linearidade em condições de baixo consumo.

– Válvulas e sedes com

material mais resistente

ao desgaste:• Válvulas Adm. e Escape:

Inserto em Stellite F;

• Anéis Assento de válvula:

CoMo12FS (alta dureza).


– Nova velas de ignição:• Grau Térmico intermediário entre

Álcool e Gasolina;• 2mm mais profundas na câmara

de combustão (combustão mais rápida para maior eficiência e estabilidade de M.Lenta);

• Garantia do prazo de manutenção de 60.000 km.


– “Distributor-less”:• Bobina dupla: maior energia

disponível nos eletrodos das velas.


– Nova bomba de combustível:• Proteção contra corrosão;• Garantia de vazão para

qualquer condição de operação.

Conectores Elétricos

_ Sobre moldados (ao invés de terminal-faca)

Armadura

_ Novo Commutator Carbon

_ Lamelas com banho de Sn

Carcaça da bomba

_ Banho de Sn (era Zn +Cr)

Mancal

_ Sem Bucha

Pino de Enconto

_ Niquelado

_ Endurecido

Carcaça Intermediária

_ Camada anodizada de maior espessura

_ Selada a frio (verniz)

Tampa de sucção

_ Camada anodizada de maior espessura

_ Selada a frio (verniz)

Tampa superior

_ Integrada


Alterações no “hardware” do veiculo:

– Sistema de partida a frio:

• Garantia de partida a baixas temperaturas com misturas de alto % de álcool.

Sistema de partida a frioSistema de partida a frio


– Sistema de controle de emissões evaporativas:

• Gerencia as emissões das misturas de alta pressão de vapor (tendência a evaporação).


– Pré-conversor catalítico (“close cat”):

• Rápido aquecimento do catalisador com qualquer combustível, para redução de emissões na fase fria;

Pré-cat.

Pós-cat.

– Pós-cat : Garantia de

longevidade para o sistema de controle de emissões.

Resultados Obtidos

Dados Técnicos:

Motor:•Modelo AP-827 1.6L TF

•Nº Cilindros / Disposição 4 / longitudinal

•Nº Válvulas / Cilindro 2

•Capacidade Volumétrica Efetiva (cm³)’ 1.596

•Curso do Pistão (mm) 77,4

•Diâmetro do cilindro (mm) 81,0

•Relação de Compressão 10 : 1

•Comando de Válvulas (mm levante / º abertura) 10,6 / 216

•Injeção Eletrônica multiponto seqüencial

•Número de injetores de combustível 4

•Sistema de Ignição eletrônica / sem distribuidor

Veículo: •Comprimento (mm) 3.916

•Altura (mm) 1.415

•Largura (mm) 1.628

•Capacidade do Tanque de Combustível (l) 51

•Capacidade do Reservatório de Partida a Frio (l) 1,8

•Capacidade da Bateria (Ah) 48

•Peso (kg) 932

•Cw x Área Frontal (m²) 0,34 x 1,93 = 0,656 m²

•Pneus 175 / 70 R13 (rd= 0,280 m)

•Rodas 5J x 13

Curvas de Desempenho:

80

100

120

140

160

0 1 2 3 4 5 6 7 8

1000 RPM

TORQ

UE [N

m]

0

20

40

60

80

POTÊ

NCIA

[kW]

Gasolina

Álcool .

Por que maior potência com álcool?:

arcombd

vtm esteq

HRPMVPotência

**

120*


Octanagem: 81 (MON)






Octanagem: 90 (MON)







Álcool requer mais energia para evaporar:

-Menor temperatura da mistura (maior enchimento do motor);

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50 60 70

Rotação x 100 [rpm]

Efi

ciên

cia

Tér

mic

a [%

]

Álcool (E100) Gasolina (E22)

Curvas de Eficiência Térmica em Plena Carga:(Aproveitamento da energia contida no combustível)

EMISSÕES RELATIVAS CICLO FTP75

0%

100%

200%

300%

400%

CO HC NOx R-CHO

E22 Mistura* Álcool

Mistura* = 50%vol. de E22 + 50%vol. de Álcool Hidratado

Valores de Desempenho:

Motor AP-827 1.6L TFCOM GASOLINA

(E-22)COM ÁLCOOL

(AEHC)

Potência (kW @ rpm) 71 @ 5750 73 @ 5750

Torque (Nm @ rpm) 138 @ 3000 141 @ 3000

Velocidade Máxima (km/h) 183 184

Aceleração (s) 0 a 100 km/h 11,5 11,2

Retomada (s) 60 a 100 km/h - 4ª Marcha 9,7 9,6




Consumo Combustível Urbano (km/l) 11,4 8,0

Consumo Combustível Estrada (km/l) 16,8 11,6

Consumo Combustível Ponderado (km/l) 13,8 9,6

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

20 40 60 80 100 120

Preço Álcool / Preço Gasolina [%]

R$/

km c

om

Álc

oo

l R

$/km

co

m G

aso

lina

Urbano Estrada

70%

Quando rodar com álcool?

Vantagem rodar com álcool

Vantagem rodar com gasolina

Quando rodar com gasolina?

Quanto de IPVA?

IPVA dos veículos Total Flex

igual

ao IPVA dos carros a álcool:

3%

FIMFIM

OBRIGADO !OBRIGADO !

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Volkswagen do Brasil Engª de Powertrain O que é? Permite a utilização de álcool hidratado (E100), gasolina (E22) ou qualquer mistura entre os dois; Se