Preparação do motor em bancada e testes preliminares

Antes de montar o motor no dinamômetro, ele foi preparado e revisado em uma bancada para testes de funcionamento com gasolina e álcool etílico e dos componentes eletrônicos. Primeiramente, construiu-se uma bancada para a fixação do motor. Em seguida, o motor foi colocado sobre a bancada para o início da instalação do chicote para interligação dos componentes eletrônicos e sensores com a UCE IAW 1G7. O computador, com o software de controle da calibração CAT, que controla UCE IAW 1G7, também foi acoplado ao sistema para o início dos testes, como mostra a figura 3.1.

Figura 3.1: Motor na bancada para testes com a UCE IAW1G7 e o software CAT.

A primeira calibração usada para o motor foi a padrão para a gasolina venezuelana com algumas poucas modificações nos mapas de injeção de combustível e avanço de ignição. Com a ajuda da sonda lambda linear, foi possível fazer um ajuste preliminar para marcha lenta, preparando-o para ser ligado em um dinamômetro. O mesmo procedimento foi então repetido para o álcool etílico.

Depois destes testes, o motor se encontrava pronto para ser levado ao dinamômetro para fase de testes. Porém, como não foi mantida a UCE IAW 1G7, o procedimento inicial de calibração necessitaria ser feito novamente no dinamômetro.

3.5.2. Alinhamento do motor no dinamômetro

O motor foi colocado na bancada dinamométrica e alinhado visando o paralelismo e a concentricidade do motor com o dinamômetro. A tolerância usada para os desalinhamentos do paralelismo e concentricidade do motor em relação ao dinamômetro para os dois parâmetros foi de 1,8 mm.

3.5.3. Preparação do motor no dinamômetro para os primeiros testes

Depois de colocado o motor na bancada dinamométrica, foram realizadas a instalação e montagem de todos os componentes. Primeiramente, foi definido o layout do sistema

dentro da sala, pois além da UCE e todos os seus componentes, posteriormente o sistema de alimentação de gás deveria ser inserido.

A primeira fase dos testes envolveu a obtenção das curvas de desempenho do motor com a UCE original para gasolina e álcool etílico. Com isso, o chicote foi alterado para a instalação dessa UCE juntamente com todos os dispositivos necessários.

O sistema de refrigeração do motor foi ligado a uma caixa de controle de temperatura da água que é, por sua vez, ligado a uma torre externa de refrigeração, para manter a água de entrada sempre na temperatura desejada.

O sistema de bombeamento de combustível foi conectado a flauta que contém os eletroinjetores de combustível para alimentação do motor.

O sistema de descarga do motor foi ligado ao sistema de exaustão da sala dinamométrica, que expele os gases resultantes da queima para fora da sala.

Por fim, a alavanca que controla a abertura da borboleta na mesa de controle foi conectada com a borboleta através de um cabo.

3.5.4. Preparação da instrumentação

A instrumentação necessária para o funcionamento da UCE IAW.4AF.FF utilizada na primeira parte do trabalho para a aquisição dos dados do motor foi instalada com a configuração original do motor. Para o funcionamento, essa central precisa do sensor de rotação, instalado na polia do virabrequim, do sensor de temperatura do ar no coletor, do sensor de pressão do ar no coletor, do sensor de temperatura da água do motor, instalado na saída de circulação de água, do sensor de posição da borboleta e da sonda lambda, instalada no catalisador, na saída do coletor de descarga.

A instrumentação necessária para o funcionamento da MoTeC M4 foi instalada no motor de acordo com o esquema apresentado na figura 3.2. Essa central usa os mesmos sensores descritos no parágrafo anterior e o posicionamento deles foi mantido. Porém, além desses sensores, o sensor de sincronismo é de uso obrigatório para o

funcionamento do sistema e foi instalado na polia do eixo comando de válvulas. Esse sensor, como o sensor de rotação, é do tipo magnético.

Como é mostrado na figura 3.2, as entradas REF e SYNC foram utilizadas para os sensores de rotação e sincronismo do motor, respectivamente. O sensor de posição da válvula borboleta foi ligado à entrada TP e o sensor pressão no coletor de admissão à entrada MAP. Para a leitura das temperaturas do ar no coletor de admissão e do motor, ligaram-se os sensores nas entradas ET e AT, respectivamente. A entrada LAMBDA foi utilizada para conectar a sonda lambda na UCE para se fazer o controle do fator lambda em malha fechada. As saídas INJETOR 1 a 4 foram ligadas para controle dos quatro injetores de combustível líquido e dos quatro injetores GMV. Os injetores de GMV foram instalados em paralelo aos de combustível líquido. Não foram usadas as saídas INJETOR 5 a INJETOR 8, pois essas são utilizadas somente no caso de motores com mais de quatro cilindros. As saídas IGN1 e AUX2 foram utilizadas para o sistema de ignição do motor. As saídas AUX1, AUX3 e AUX4 não foram utilizadas. Todos os sensores foram alimentados com uma tensão de 5V e possuíam o sinal de saída que variava de 0 a 5V.

Figura 3.2: Esquema dos sensores necessários para a MoTeC M4

Além da instrumentação necessária para o funcionamento da central eletrônica, outros sensores foram acoplados ao sistema, pois havia a necessidade de acompanhamento de

outras grandezas durante o processo de calibração. Além da sonda lambda instalada no catalisador, outra sonda lambda do tipo linear foi instalada com o seu dispositivo de aquisição de dados para a leitura externa do valor do fator lambda durante a calibração. Também foi instalado no coletor de descarga um sensor de pressão para o acompanhamento da pressão no catalisador e um sensor de temperatura, imprescindível para a realização das calibrações, pois uma alta de temperatura poderia danificar as partes internas do motor e o promover o derretimento do catalisador. Uma célula de carga e um reservatório de combustível foram instalados junto à linha de combustível para o cálculo da vazão mássica de combustível líquido. Por fim, um sensor de corrente tipo hall foi instalado na saída do módulo de ignição do 1° e 4° cilindros para monitorar o sinal elétrico de alimentação do primário da bobina, necessário para a calibração dos tempos de permanência de alimentação. A leitura deste sinal foi feita por um osciloscópio conectado ao sensor

O sistema de detecção de detonação consistiu de um sensor de detonação, uma placa de som convencional de 16 bits instalada no computador, um software livre para realizar a análise FFT em tempo real do sinal do sensor de detonação SPECTROGRAM e um alto-falante de agudos para detecção auditiva de detonação pelo calibrador.

Para o cálculo da vazão mássica de gás injetado no motor, junto à linha de gás, se instalou um medidor de vazão volumétrica. Na saída desse medidor, foram instalados um sensor de temperatura e um sensor de pressão, para que a vazão volumétrica medida pudesse ser transformada em mássica através de uma aproximação com a equação do gás ideal.

Um termobarohigrômetro, que media a temperatura, a pressão e a umidade relativa do ar, foi instalado na saída do insuflamento, na entrada do filtro de ar, para a aquisição das grandezas necessárias ao cálculo das correções aplicadas ao torque e a potência.