2.7 Formação da mistura ar/combustível
2.7.1 Gerenciamento eletrônico do motor
Para o controle preciso da quantidade de combustível fornecido ao motor
proporcionando um ajuste mais próximo possível da relação estequiométrica, com
consequente redução das emissões de gases de exaustão, foi desenvolvido e adotado
com vantagem o sistema de gerenciamento eletrônico do motor. O princípio básico
deste sistema é de que, se a gasolina é fornecida a um injetor (válvula controlada
eletricamente), com um diferencial de pressão constante, a quantidade de combustível
injetado será diretamente proporcional ao tempo que o injetor permanece aberto [40].
A maioria dos sistemas agora são controlados eletronicamente, mesmo contendo
alguns componentes mecânicos de medição. Isto permite que a operação do sistema
de injeção tenha correspondência muito estreita com os requisitos do motor. Este
processo de comparação é realizado durante o desenvolvimento nos bancos de ensaio
e dinamômetros, bem como o desenvolvimento do veículo. Os dados de operação
ideais para um grande número de condições de funcionamento do motor são
armazenados em uma memória na UCM. O controle em malha fechada (closed loop)
da quantidade de combustível injetado permite o ajuste ideal para a mistura quando
todos os fatores operacionais são levados em conta [38].
A Figura 2.14 mostra um layout de controle típico de um sistema de
gerenciamento eletrônico do motor.
Figura 2.10 – Layout do sistema de gerenciamento eletrônico do motor. [38]
A Figura 2.15 mostra um diagrama de blocos de entradas e saídas comuns
para a maioria dos sistemas de injeção de combustível. Note-se que os dois sensores
de entrada mais importantes para o sistema são o de velocidade angular da árvore de
manivelas e o de carga imposta ao motor. O requisito básico de abastecimento de
combustível é determinado a partir dessas entradas de uma maneira semelhante à
determinação do ponto de ignição [41].
Figura 2.11 – Diagrama de blocos, sistema gerenciamento eletrônico. [42]
A função do sistema de gerenciamento eletrônico do motor é fornecer a
quantidade de combustível exatamente dosada, necessária aos diversos regimes de
funcionamento do motor. A unidade de comando eletrônico - UCM recebe vários sinais
de entrada, provenientes dos diversos sensores que enviam informações precisas
sobre as condições instantâneas do funcionamento do motor. Então, a unidade de
comando processa essas informações recebidas e calcula o tempo adequado de
injeção do combustível, ângulo de ignição, etc., para aquela condição instantânea de
funcionamento do motor. A UCM através de um sinal elétrico promove a abertura do
eletroinjetor de combustível, permitindo a passagem do volume ideal de combustível
(mantido a pressão constante no tubo distribuidor a jusante do eletroinjetor) para que
ocorra a atomização do combustível, facilitando sua mistura com o ar admitido pelo
cilindro. Este tempo também é conhecido como tempo de injeção (Ti).
Sensores são componentes que estão instalados em vários pontos do motor
e servem para enviar informações à unidade de comando (sinais de entrada) Tabela
2.2.
Tabela 2.1 – Sinais de entrada UCM.
[43]
SENSOR UTILIZADO PARA OBSERVAÇÕES
Sensor de Temperatura do Motor (do líquido arrefecedor)
ECT
Controlar a rotação de marcha lenta; ajustar a relação ar/combustível da mistura; determinar o avanço ideal da
ignição.
Gera um sinal elétrico que é enviado a ECU
Sensor de Rotação do Motor CKP
Controle do avanço da ignição; especificamente, a parcela do avanço que depende da velocidade de rotação; determinação do momento da injeção do
combustível.
Este sensor envia um sinal pulsado (digital) cuja frequência é
proporcional à velocidade de rotação do motor (RPM). Sensor de Posição
da Válvula de
Aceleração TPS
Ajustar o avanço da ignição; controlar a relação ar/combustível: ajustar o enriquecimento nas acelerações de acordo com a velocidade com que se abre a borboleta; empobrecimento da
mistura nas desacelerações.
A posição da borboleta é uma medida da carga do motor.
Sensor de Pressão Absoluta do Coletor
de Admissão MAP Ajustar a relação ar/combustível; calcular o avanço da ignição
Gera um sinal elétrico cuja tensão ou frequência, varia com a
pressão absoluta do coletor de admissão. Com esta informação
a ECU conhece a carga do motor.
Sensor de Temperatura do Ar
Admitido ACT
Controlar a relação ar/combustível; determinar a densidade do ar admitido, necessária ao cálculo da massa de ar;
ajustar o ponto de ignição.
Está montado no coletor de admissão, e informa, a ECU, a
temperatura do ar admitido. Sensor de Oxigênio
(sonda lambda) HEGO
Ajustar a quantidade de combustível injetada a fim de manter a relação ar/combustível da mistura no valor mais
adequado às condições de funcionamento do motor.
Está instalado no coletor de escape; informa à unidade de comando a presença ou não de
oxigênio nos gases de escape.
Módulo do pedal
acelerador Informa a posição do pedal do acelerador através de dois potênciometros.
A abertura da borboleta necessária para cumprir o desejo
do motorista é calculada pela UCE, levando em conta a condição de funcionamento do
motor naquele momento e convertida em sinais de ativação para o acionamento da borboleta. Sensor de
Velocidade do
Veículo VSS
Informar ao módulo a velocidade do veículo para ajustes na marcha lenta e
desacelerações.
É um sinal pulsado (digital), o gerador de pulsos instalado geralmente, no eixo de saída da
transmissão ou no eixo do velocímetro. Sensor de
detonação KS Detectar a presença de detonação.
Juntamente com a ignição mapeada permite obter máximo proveito da potência oferecida e ao mesmo tempo proteger o
motor dos possíveis danos causados pela detonação.