Motores Alternativos (ENG03342) Material de apoio (parte prática)

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1 Porto Alegre - RS, Slide 1/19 /motores Material de apoio (parte prática) Turma C Porto Alegre - RS Prof. Dr. Alexandre Vagtinski de Paula depaula@ufrgs.br Porto Alegre - RS, Slide 2/19 AULA PRÁTICA 9 Tópicos a serem abordados nesta aula 1. Sistema de injeção de combustível analógico 1.1. Caminho do ar e do combustível no sistema LE-Jetronic 1

2 Linha de vácuo 1. Sistema de Injeção de combustível analógico 1.1. Caminho do ar e do combustível no sistema LE-Jetronic Porto Alegre - RS, Slide 3/19 1. Sistema de Injeção de combustível analógico 1.1. Caminho do ar e do combustível no sistema LE-Jetronic Porto Alegre - RS, Slide 4/19 Tanque de combustível Tubo distribuidor Bomba elétrica injetora de combustível Filtro Amortecedora de Vibrações Linha de vácuo Controladora de Pressão Palheta para medir a quantidade de ar Parafuso regulador de Borboleta marcha lenta STA (Sensor de Temperatura do Ar) Ar CTS (Sensor de Temperatura do Motor) auxiliar de ar (partida a frio) solenoide (AC em marcha lenta) Mangueira de borracha Bypass de ar de marcha lenta Parafuso de regulagem de CO (mistura rica tem mais CO) 2

3 Porto Alegre - RS, Slide 5/19 - O caminho do combustível: Tanque de combustível Bomba elétrica p = 5 bar Filtro de combustível controladora de pressão Tubo distribuidor amortecedora de vibrações Injetor Injetor Injetor Injetor p = 3 bar Porto Alegre - RS, Slide 6/19 - Antes de iniciar o caminho do ar, tem-se o filtro de ar. - O STA (Sensor de Temperatura do Ar) geralmente é montado no mesmo corpo do sensor mencionado acima. É um NTC (Negative Temperature Coefficient ou Coeficiente de Temperatura Negativa quanto maior a temperatura, menor a resistência elétrica) ou um termistor, ou seja, mede a temperatura pela variação da resistência elétrica. São de comportamento não linear. - A palheta que mede a quantidade de ar é acoplada a um potenciômetro, que é alimentado com 5 V e, dependendo da velocidade do ar, reduz a tensão elétrica de saída (é um sensor calibrado). - Regulava-se o parafuso que controla a entrada de ar de marcha lenta geralmente entre 750 a 900 rpm. 3

4 Porto Alegre - RS, Slide 7/19 - Dos sistemas de injeção eletrônica, apenas o LE-Jetronic tem este parafuso para regulagem da marcha lenta. O restante se autorregula! - O parafuso de regulagem de monóxido de carbono (CO) é ajustado geralmente para diminuir as emissões (misturas ricas). Ele só atua quando a borboleta está fechada. - O STM (Sensor de Temperatura do Motor), também chamado de CTS (Coolant Temperature Sensor) está posicionado na saída do líquido de arrefecimento do motor, logo antes de entrar no radiador, ou seja, no pé da válvula termostática, que é a parte mais quente do motor. Este também é um sensor do tipo NTC. Porto Alegre - RS, Slide 8/19 - Sensores do tipo PTC (Positive Temperature Coefficient ou Coeficiente de Temperatura Positiva quanto maior a temperatura, maior a resistência elétrica) não são geralmente usados por serem mais caros, e suas resistências precisarem ser envelhecidas nos fornos. - Junto à borboleta há o TPS (Throttle Position Sensor), que nesta versão só indica se a borboleta está ou completamente aberta ou completamente fechada (é uma mera chave!), não indicando nenhuma posição intermediária. 4

5 Porto Alegre - RS, Slide 9/19 - A VAA ( Auxiliar de Ar) só funciona para a partida a frio. Ela deixa passar uma quantidade extra de ar quando está frio. Quando está mais quente ela se fecha. No desenho esquemático ela está logo abaixo da borboleta. Ela utiliza uma junta bimetálica e uma resistência elétrica para aquecimento, controlando a abertura da válvula. Quando está frio, o motor parte com ela aberta (mais ar), e a resistência vai aquecendo e a junta bimetálica vai fechando a válvula. Ar Ar Porto Alegre - RS, Slide 10/19 - A VS ( Solenoide) é aberta durante a marcha lenta para o correto funcionamento do ar condicionado, pois o motor fica mais pesado com o acionamento deste equipamento, ainda mais na marche lenta, necessitando de mais ar. Ar Solenoide Ar - Vejamos agora o lado do combustível. - A bomba elétrica de combustível geralmente trabalha com uma pressão de 5 bar. 5

6 Porto Alegre - RS, Slide 11/19 - A VAV ( Amortecedora de Vibrações) é utilizada para reduzir a turbulência do combustível que vem da bomba elétrica. Ela tem uma membrana flexível montada sobre uma mola, estabilizando a marcha lenta. Parafuso de fixação Combustível VAV Combustível Mola Membrana - O TD (Tubo Distribuidor) pode variar de formato, de acordo com o fabricante (GM é quadrado e a VW é redondo). Porto Alegre - RS, Slide 12/19 - A VCP ( Controladora de Pressão) reduz a pressão do combustível vindo da bomba elétrica de 5 bar para 3 bar. Nos motores Flex, esta pressão de injeção de combustível no coletor é de 3,5 bar. Assim, para p >3 bar, ela deflete uma membrana contra uma mola (e a favor da pressão da linha de vácuo), liberando o retorno de combustível (que estava fechado por uma esfera) para o tanque. Há um o-ring de vedação entre o Tubo Distribuidor e a Controladora de Pressão. Retorno Tubo distribuidor Combustível VCP - Quando a borboleta está fechada, tem vácuo, auxiliando na abertura da VCP. Esfera Mola Membrana Vácuo 6

7 Tubo distribuidor Porto Alegre - RS, Slide 13/19 - Um parafuso pode ser utilizado para regular a altura da mola e alterar a pressão do combustível (usado para finalidades de competição). Também pode-se mudar a mola! - A VI ( Injetora) ou eletromagnética ou eletroinjetora injetará combustível a p = 3 bar no coletor de admissão. Solenoide Mola Combustível - O bico da Injetora deve ser direcionado com a direção do escoamento de ar, não contra o coletor de admissão, visando não condensar ao tocar suas paredes. Agulha Orifícios - O campo eletromagnético faz a agulha abrir e o combustível ser injetado pelos orifícios Porto Alegre - RS, Slide 14/19 - Antigamente haviam duas centrais de controle eletrônico: um para a injeção de combustível e outra para a ignição. Atualmente há apenas uma central, chamada de MCE (Módulo de Controle Eletrônico). Quantidade de ar e temperatura RPM Sensor de Posição da Borboleta (TPS) Sensor de temperatura do motor Tensão da bateria MCE Injetor Injetor Injetor Injetor - Todas estas informações serão analisadas para gerar um campo magnético para abrir as válvulas injetoras. 7

8 Porto Alegre - RS, Slide 15/19 Tipos de injeção: - Sincronizada: injeta em todos os cilindros ao mesmo tempo (4 por vez), a partir da 2ª centelha (4 cilindros) e a partir da 3ª centelha (6 cilindros). - Semi-sequencial: injeta dois por vez. - Sequencial: injeta na fase do cilindro (um por vez). - Antigamente era utilizado um Distribuidor para controlar a ignição e a rotação do motor. Este fora utilizado até a geração EFI da GM. - Atualmente temos a Roda Fônica, que permite um controle com maior exatidão da ignição e da rotação. Consiste de uma roda dentada com espaço para 60 dentes, mas possuindo apenas 58 (fica um espaço vazio ou uma falha de 2 dentes). Cada vez que a roda gira, um sensor de efeito Hall é afetado pelo campo magnético da falha, fornecendo condições de determinar o ponto de ignição. - Este sensor tem menos peças móveis e é mais barato! KW = Kurbelwinkel (em alemão) Ângulo da manivela Porto Alegre - RS, Slide 16/19 Abertura das VA 0º 180º 360º 540º 720º Pico de ignição de alta tensão (30 kv) a cada 180º Transformador de frequência Divisor de frequência Tempo básico (Quantidade de ar e rpm) Tempo de correção (Temperatura do motor) Tempo de correção (Tensão da bateria) Tempo total de injeção de combustível Ignição Este é o tempo que ficarão abertas as válvulas injetoras Ignição 8

9 Porto Alegre - RS, Slide 17/19 - Vale ressaltar que quando um motor equipado com este tipo de injeção (LE-Jetronic) é acionado bruscamente, ou seja, com uma rápida aceleração (abertura da borboleta), o sistema deixa de injetar sincronizadamente, injetando aleatoriamente (ou sem controle) o combustível, até que a injeção se estabilize. - Para o injeção de combustível em cada um dos cilindros do motor, veremos mais adiante que as injeções eletrônicas modernas utilizam um sensor de fase, que detecta a fase de cada cilindro e injeta sequencialmente combustível apenas no momento oportuno (1 por vez). Porto Alegre - RS, Slide 18/19 - Referências: Heywood, J. B. Internal Combustion Engine - Fundamentals, Mcgraw- Hill, New York, 960 p., 1988 (ISBN: ). Taylor, C.F. Análise dos Motores de Combustão Interna, Vol. 1, Editora Edgard Blucher, São Paulo, 558 p., Taylor, C.F. Análise dos Motores de Combustão Interna, Vol. 2, Editora Edgard Blucher, São Paulo, 531 p., Giacosa, D. Motores Endotérmicos, Ediciones Omega, Barcelona, 876 p., 1988 (ISBN: ). Bosch, Manual de Tecnologia Automotiva, Editora Blucher, São Paulo, 1232 p., 2006 (ISBN: ). Bosch, Automotive Electric/Electronic Systems, SAE International, 347 p., 1988 (ISBN: ). William, B. R. e Mansour, N. P. Understanding Automotive Electronics, Newnes, Indiana, 470 p., 2003 (ISBN: ). 9

10 Porto Alegre - RS, Slide 19/19 - Referências: Guibet J. C., Fuels and Engines, Vol. 1, Editions Technip, Paris, 456 p., 1999 (ISBN: ). Guibet J. C., Fuels and Engines, Vol. 2, Editions Technip, Paris, 448 p., 1999 (ISBN: ). Owen, K, Coley, T. e Weaver, C. S. Automotive Fuels Reference Book, SAE International, Warrendale, 976 p., 1995, (ISBN: ). Lenz, H. P. Mixture Formation in Spark-Ignition Engines, Springer- Verlag, New York, 400 p., 1992 (ISBN: ). Plint, M. J e Martyr, T. Engine Testing: Theory and Practice, 3 rd Edition, SAE International, Burlington, 464 p., 2007 (ISBN: ). Brunetti, F. Motores de Combustão Interna, Vol. 1, Editora Blucher, São Paulo, 553 p., 2012 (ISBN: ). Brunetti, F. Motores de Combustão Interna, Vol. 2, Editora Blucher, São Paulo, 486 p., 2012 (ISBN: ). 10