Circu ito de b aixa p ressão

A bomba de engrenagens está fixa da à bomba de alta pressão e tem como objetivo e le var para 2.5 ba r a pressão do combustível e ga ra ntir o seu abaste cimento. Funciona atra vés de dua s engrena gen s que giram so lidá ria s. O combustível é tran sportado pelo s dentes das engren agens pa ra o circu ito de baixa p ressão até atingir a bomba de alta pressão.

Fig ura 15: C ircu ito de ba i xa pr essã o. Fo nte: www.me can ica a utomoti va.c om

3.3.3 Circu ito de a lta pressão

A bomba de alta pressão que é insta lada na carcaça do conjunto de engrena gens te m a função de pressuriza r o combustíve l na pressão necessária pa ra a injeção.

Fig ura 16: C ircu ito d e Alta Press ão. Font e: ww w.me can ica aut omoti va.c om

Fig ura 17: B omba de alta pres são. Fo nte: www.mec an ica auto moti va.com

O excesso de combustível não enviado às câ maras de bombeamento é utilizado pa ra lubrificar o s componentes inte rnos da bomba. Esse excesso reto rna p ara a entrada da bomba de engrena gen s.

A pressu riza ção do combustíve l é gerada por três êmbolos dispostos a 120º que, acionados po r um eixo e xcêntrico, p rodu zem movimentos de ad missão e compressão. Quando o êmb olo (p istão ) e stá admitindo o combustível, a vá lvula de admissão se abre e libera a passagem do com bustível para a câ mara de comp ressão, pro vo cando um aumento de volume.

No inicio da compressão, o combustíve l é pressionado aumentando gradativamente a p ressão dentro da câmara. No momento em que a pressão na câmara de compressão for maior que a pressã o do circu ito de alta pressão, a válvula de escape abre e permite que o

combustível se ja libe rado para o tubo distribuido r (Rail), podendo chega r a um va lor de 1400 bar.

3.3.4 Tubo distribuidor Ra il.

O tubo distribu idor Rail é um tubo forjado em aço cu ja s funções são:

• Acumular combustíve l em alta p ressã o.

• Redu zir a pulsaçã o e flutuação da pressão do comb ustíve l devido ao movimento de abertura e fechamento das válvula s injeto ras e também do bombeamento da bomba de alta p ressão (débito da bomba).

• Distribuir o combustível sob alta p ressão para as válvula s injeto ras.

Fig ura 18: D istr ibu id or Ra il. F onte: www. mecan icaa utomoti va .com

3.3.5 Válvu la limita dora de Pre ssão

A vá lvu la limitado ra de pressão in stalada na e xtremidade do distribu idor (Ra il) e com funcionamento mecânico, e vita que a p ressã o interna u ltrapasse 1600 bar. Para re aliza r esse controle, a válvu la se abre, liberando a p assa gem do combustível para a linha de retorno.

Quando a pressão atin gir, apro ximada mente 1600 bar, o êmbolo é deslocado, ven cen do a pressão da mola, permitindo a passa gem do combustível pe los furos e d irigindo -se à linha de retorno .

3.3.6 Válvu la re gu ladora de Pre ssão

Comandada pela ECM, a vá lvu la limitadora de pressão recebe impulsos de sinal PW M, permitindo varia r a pressão com o aumento ou a diminuição do volume de combustíve l a ser comprimido pela bomba de alta pressão. O sinal PW M é representado pelo tempo (T) em que o sensor é energizad o durante um período. Esse pe ríodo sempre se rá o mesmo, o que va ria é o tempo (T) de energização. Pa ra aumentar ou diminuir a pre ssão no tubo distribu id or (Rail), o tempo (T) é alte rado.

Quando o tempo (T) é reduzido, a válvula regu ladora permite pouca passagem de co mbustíve l pa ra a bomba de alta pressão. Todo excedente de comb ustível é en viado a o circuito de reto rn o.

Para aumentar o vo lume de combustível pa ra a bomba de alta pressão, a válvu la re gulado ra encontra-se mais retra íd a, permitindo a passagem de maio r quantidade de combustíve l, ou seja, o tempo (T) está ampliado.

Todo esse contro le geren ciado pe la ECM gera um ciclo d e informações e ações. Por meio de um sinal PW M, a ECM contro la a vá lvu la re gu ladora que va ria o volume de combustível a ser comp rimid o pela bomba de alta pressão. A va ria ção da pressão do Co mmon Rail é detectada pelo sensor de pressão, informando à ECM, fechando assim o ciclo.

3.3.7 Circu ito de Retorno

Fig ura19: Circ uit o d e retorno. Fo nte: www.me can ica automot i va.c om

Localizada no cab eçote, a válvu la d e reto rno, libe ra a passa gem do combustíve l acumulado na tubulação de retorno de baixa pressão.

Essa válvula possui inte rnamente uma esfera que, atuada por uma mola calib rada, libera a passagem do combustível sempre que a pressão ultrapassa r 0,8 bar, perm itind o desta forma, que o combustíve l retorne pe lo circuito de retorno.

3.4 Injeção de Combustível

O combustível p ressurizado che ga até as câmaras de combustão por meio das válvulas in jetora s que são comandadas eletron icamente pela ECM. Pa ra qu e haja uma combustão mais eficiente e homogênea dentro da câmara de combustão, o ciclo de injeção está divid ido em pré-inje ção e in jeção principal de co mbustíve l.

Antes da inje ção p rincipal é injetada uma pequena quan tidade de combustível na câ mara de combustão, que permite u m aumento da temperatura e da pressão na câmara, deixando -a pré-a quecida e preparada pa ra o recebimento da in je ção principa l.

Na in jeção p rin cipa l, logo após o ciclo de pré -in jeção, a agulha da vá lvu la in jetora se abre para a inje ção prin cipa l.

3.4.1 Bico injeto r

Os bicos injeto res estão montados n o cabeçote, sendo uma para cada cilind ro. A s válvu las injetoras recebem o combustíve l pressu rizado do tubo distribuido r (Rail) e têm a finalidade de pulve riza r esse combustíve l na câmara de combustão. A ECM determina o instante e a quantidade exata de combustível pa ra cada cilind ro.

3.4.2 Início de inje ção

O in ício de inje çã o é determinado pela ECM, a qual e nergiza a vá lvu la e letroma gn ética criando um campo magnético abrindo o furo calib rado de reto rn o. Nesse instante, o combustível p ressurizado passa pelo furo ca lib rad o de reto rno d iminuindo a p ressão na câmara de contro le do injetor, fazendo com que a agulha do injeto r se mova para cima in iciando a in jeção de combustível.

3.4.3 Término da Injeção

Quando a ECM deixa de ene rgiza r a válvu la ele troma gnética e , por ação mecân ica, a mola fecha a passa gem do furo de reto rno, o combustível p ressurizado passa a ocupar a câmara de controle do injeto r forçando a haste de comando para baixo, mo ven do a agulha do injeto r até sua po sição de repouso, fin alizando o ciclo de injeção.

Fig ura 2 0: Imag em do inj etor f orçand o a h aste de c oma ndo para ba i xo, movendo a ag ulh a d o inj etor até s ua po siçã o de rep ouso, f i nal i zando o cic lo de inj eçã o. Fo nte: www.meca ni caa utomo ti va.com/ s istema de g erenci amento Volk s wag en.

3.4.4 Administraçã o de defeitos

Durante o p roce ssamento das informações que a ECM é responsá ve l, pode ser detectado um mau funcionamento de algum componente. Sendo assim, a E CM re gistra o defeito em uma memória específica e passa a adotar ações de forma a minimizar os efeitos oriundos de ste defeito. Dependendo do grau do defeito, o motor pode ser de spotencia lizado. O p rocessamento das informações é feito pe la ECM po r meio de memórias.

Fig ura21: Con ectore s Cummins e MW M. Fonte:

ww w.me can ica autom oti va.c om

3.4.5 Sensor de Ro tação do Moto r.

É um sensor eletromagnético (indutivo) que tem po r objetivo informar à E CM a velo cidade an gu lar da á rvo re de manive las. Este sensor é montado em um suporte on de se encontra e strate gicamente posicionado. Este sensor con siste de uma bobina cujo núcleo se encontra en vo lvido por um campo magnético.

Em conjunto com o sensor de rotaçã o temos o disco dentado de 60 dentes com falha de 2 dentes (60-2), nos motores Cu mmin s ou o vo lante do moto r com furos (60-2) nos motores MW M que, em movimento, de vid o aos dentes ou furos, gera imp ulsos que são identificados pelo campo magnético do sensor e en via dos à ECM. A ausência dos 2 de ntes ou furos serve para indicar o posicionamento da árvo re das manive las. Sendo o sinal gerado p elos impulso s, amplificado, che ga ndo a ECM que, ju ntamente com outros parâmetros, determina o momento exa to do in icio da injeção do combustível.

3.4.6 Sensor de fase

Tem como referencial pa ra a obtenção do sinal, a en gren agem d a árvo re do comando de válvu las. Nos motores Cu mmin s está instalado no bloco do motor (lado do volante ). Nos motore s MW M, se loca liza atrás do comp ressor.

Por Me io das ca vid ades (Cummins) e ressa ltos (MW M) existente s na engrena gem, o sensor de fase informa à ECM o próximo cilind ro que deve rá re ceber a injeção. Para dete rminar o 1º cilind ro e sincroniza r os pró ximos, e xiste uma marca de referência (ca vidade ou ressalto), junto à indica ção do primeiro cilindro.

3.4.7 Sensor de p ressão e temperatu ra do ar admitido

Localiza-se no coletor de admissão e informa à ECM a temperatura e pre ssão no coleto r de admissão. E os va lo res informados à ECM são utilizad os para ca lcu lar a massa de ar admitida.

3.4.8 Sensor de te mperatura do líquid o de arrefecimento

Localizado no cab eçote do motor, e ste senso r tem co mo função básica informar à ECM as variaçõ es de temperatu ra do líqu ido de arrefecimento. Pa ra realiza r sua função, va ria sua resistência elé trica de acordo com a temperatura e utiliza o va lor obtido como valo r de correção para o cálculo da quantidade de combustível a ser in jetada.

3.4.9 Sensor do pe dal do acele rador

De vido à e letrôn ica embarcada prese nte neste motor, o pedal do acelerado r não p ossui uma a ção mecânica no fornecimento de combustível. Po r meio de um potenciômetro e um interrupto r instalad o no conjunto do pedal, a E CM é informada quanto ao seu posicionamento. Ressa lta-se que a posição do pe dal é um dos

parâmetros para que a ECM calcu le o volume de combustível a se r injetado, atendend o a solicitação do u suário .

3.4.10 Sensor de p ressão atmosférica

Tanto para os motores Cu mmin s qu anto MW M, este sensor se localiza dentro da Unidade de Ge re nciamento Eletrônico (E CM), não sendo passivo de substitu ição.

3.4.11 Sensor de p ressão e tempe ratu ra de óleo lubrifica nte

O sensor de p ressão e temperatura d o óleo é usado pela Unidade de Gerenciamento Eletrôn ico (ECM) para monito ra r a pressão e temperatura do óle o lubrificante. Possui a inscrição OIL em alto rele vo , para não ser confundido com o sensor de pressão e temperatura do coleto r de admissã o. Os sina is de te mperatura e óleo são monitorados pela ECM, a qu al possu i va lore s lim ites p ré-e sta belecido s para prote ger a vida útil do motor.

3.4.12 Sensor de temperatura de com bustível

Esse senso r informa sua temperatura à ECM, a qual corrige o débito de combustível pela va ria çã o de temperatura. O limite de proteção será ativado quando a temperatu ra atin gir 71º C (despotencializaçã o do motor).

3.4.13 Sensor de velocidade do ve ícu lo

Esse senso r informa a velo cidad e para pro cessa mento do consumo de combustível e valo res de injeção.

3.4.14 Sistema de proteção do motor

O sistema de proteção do motor é realizado atravé s do monitoramento de temperaturas, p ressões e n íveis de fluídos do

sistema que, em conjunto com a parada e partida de proteção quando habilitados, imped em que o motor trabalhe sob condições que possam comprometer o funcionamento ou danificar componen tes. Para isso, esse sistema possui três lu zes de aviso loca lizadas no painel de instrumentos.

C APÍTULO 4 – SIS TEM A DE GE RENCI AMENTO E LETRÔNICO DIESEL PLD/ ADM

4.1 PLD/ADM

É um sistema de gerenciamento lança do pela Mercedes Bens que apresenta ca racte rística s próp ria s que o diferencia do s d emais.

O mecanismo re sponsáve l pe la in jeção de combustíve l die sel nesse sistema ficou tradicionalmente conhecido como Bomba-Tubo- Bico.

O su rgimento deste sistema PLD/A DM foi criado com intuito d e obter uma combustão melhorada e mais uniforme no motor, sendo necessário aumentar considera velme nte a pressão de injeção. Com a tecnolo gia atua l p odem ser obtidas pressões de in jeção máxima em torno de 1.100 bar.

Atra vés de estudo s foi constatado qu e o sistema atua l d e injeção não diminui muito as emissões do s gases de escapame nto, apesar de terem sido melho rados vários a spe ctos no moto r e inclu sive com contro le eletrônico do mesmo (EDC).

O novo sistema de injeção bomba-tub o-in jetor (PLD) no qual cad a cilind ro é alimenta do por uma bomba injeção (bomba individual) por meio de tubos cu rtos, o que torna po ssível a tin gir p ressões máximas de injeção até 1.600 bar, promo vendo a atomiza ção da mistura (mistu ra homogênea do co mbustíve l com o ar), po is o combustíve l injetado sob altas pre ssões produz menos emissão de hidroca rb onetos (Hc) e fuligem na desca rga.

Fig ura 22. C onj unt o bomba- tubo- b ic o (P LD). Fonte: víd eo ca rro, sete.

4.2 Vantagens do sistema eletrônico d o ve ículo A DM:

• Limitador de ve locidade (va lore s em função da legislação de cada país).

• Regu la gem automática da rotação da marcha lenta.

• Regu la gem automática pro gramada de rotações de trabalho para a tomada de força.

• Possib ilidade de co nexão pa ra um ace lerado r manual elétrico.

• Tomada de diagnó stico e possib ilida de de programação com aparelho pa ra dia gnóstico s.

4.3 Vantagens do sistema eletrônico d o motor PLD

• Valor de re venda m ais ele vado.

• Torque e potência máxima do motor mais ele vada, co m um consumo de combustível igua l ou inferior ao s anteriore s.

• Simplifica ção.

• Maio r simplicidade , pois foram suprimidas as regu la ge ns dos componentes mecânicos de contro le d o motor.

• Redução dos custos e simp lificação de arma zenamento de peças.

• Regu la gem da potência do motor e adaptação aos dive rso s tipos de trabalho do ve ículo, realiza da quase e xclu sivamente mediante diferentes parâmetro s na un idade de controle P LD.

• Maio r vida útil do motor.

• Inexistên cia de to le rância s de sé rie na potência do motor.

• Maio r se gu rança d o softwa re nas unidades de controle ADM e PLD, e vitando dan os no motor devido a um manuseio incorreto do ve ículo.

• Dia gnóstico completo dos componentes elétrico s e mecânico s por meio de apare lhos de dia gnóstico s.

4.4 Descrições re sumidas do sistema eletrônico de co ntrole ve ículo - motor (ADM) e bo mba-tubulação -in je tora (PL D), se gun do apostila de motores eletrônico s Série 900 e 450 de treinamento Mercedes – Ben z.

O sistema de ge renciamento eletrônico foi desenvo lvido totalmente pela Me rcedes-Ben z em co operação com a Temic (Daimle r- Benzs. Os p rincipa is componentes que inte gram o sistem a são:

• Unidade de contro le ADM; Temic.

• Unidade de contro le PLD, Temic (AEG-Da imler Ben z)

• Unidades de inje çã o, DTC (Diesel Technologie Co mpany).

• Porta-injeto res co m injetore s de simples está gio e 8 furos.

4.4.1 Unidades Inje toras

No sistema PLD foi insta lada uma unidade injeto ra para cada cilind ro. O in ício e o débito de injeção são re gulad os atra vés da ativação do ele tro ímã correspondente de cada bomba. As diferenças de débito das d ive rsa s bombas ao se re m ativadas traba lh ando em marcha

lenta são compensadas por meio da re gula gem de marcha sua ve (função do softwa re na unidade de co ntrole PL D).

4.4.2 Funcionamen to do sistema de in jeção do PLD

Segundo vídeoca rro diesel da Sete Net, a unidade injetora é constitu ída de co mponentes com funções específicas, unidade injetor com retorno por mola, válvula de contro le de va zão , eletro ímã de acionamento, canal de alimentação de combustíve l, canal de retorno do combustível, câmara de pre ssão, câ mara de desca rga do elemento injeto r, tubo de a lta pressão e b ico in jetor.

Para e xecu tar o processo de in jeção, estão en vo lvido s o s movimentos dos e lementos do injetor e da válvu la de controle de va zão, ao recebe r um pulso de ten são o e letro ímã gera um campo magnético que retrai a vá lvu la de con trole de va zão pro vocando o in ício da inje ção. En qua nto o eletro ímã pe rmanecer ene rgiza do have rá flu xo de combustíve l ao bico injeto r. O módulo de controle é responsá vel pela distribuição desse pulso elétrico a toda unidade in je tora.

O processo da in je ção é divido em quatro fases distintas:

● Fa se da admissão:

Neste período o combustível pre ssurizado a 4,5 bar preenche toda gale ria de alimentação e descarga da unidad e injetora. O elemento então desloca para ba ixo p ermitindo admissão do combustíve l na câmara de pre ssão.

● Fa se do cu rso p révio:

O elemento da unidade injeto ra d esloca -se pa ra cima, neste período a válvu la de controle de va zão pe rmanece aberta permitindo que o combustível e xcedente retorne câmara de descarga e posteriormente ao canal de retorno

● Fa se de alimentação:

Nesta fase o eletroímã recebe pulso d e tensão retraindo a válvula de controle. O e le mento injetor ao movimenta r-se para cima envia o combustível ao b ico injeto r.

A válvu la de a gu lh a desloca -se quan do a pressão atin ge 250 bar.

A partir desse in stante a pressão é controlada po r oito pequenos orifício s atin gindo até 1600 bar. Uma ve z cessado o pulso de tensão do eletro ímã a válvu la de contro le retorna a sua posição de repouso, causando a despressuriza rão da câmara de alta pressão e conseqüente finalização da inje ção.

● Fa se re sidua l:

No restante do curso do elemento injetor o combustível não injetado retorna câmara de descarga. A partir dessa fase todos os processos se repetem novamente.

Cada ciclo do motor co rre sponde um pulso en viado pe lo módulo, re gulando ade quad amente a quantida de necessá ria de combustível. O princípio de funcionamento embora simples pe rmite um controle instantâneo da massa do combustíve l injetada.

O proced imento de transferência de combustível é rea lizado po r uma bomba de alimentação posicion ada na frente do motor acionada pela árvo re de com andando de vá lvu la.

O combustível p roven iente do tanque, passa pelo pré - filtro e bomba de alimentação. A partir da í é bombeado ao filtro, e em seguida enviado as ga leria interna do bloco ch egando a câmara de admissão da unidade inje tora.

A pressão do siste ma e controlada p ela a válvu la de controle de pressão fixada no bloco do motor entre duas un idades in jetoras na gale ria de reto rno de combustível

O combustíve l e xcedente não utilizad o na in jeção vo lta ao tanqu e atra vés da tubulação de retorno.

4.4.3 Re gula gem d o vo lume de in jeçã o

Nos motore s ante rio res, o volume de injeção era re gulado na bomba injetora atravé s de um preciso e complexo mecanismo. No caso de falhas deste me canismo, po r e xem plo, no caso de falta de potência , eram necessá rio s métodos e apare lhos de testes ca ros (banco de pro vas de bombas injetoras) pa ra e xecutar os trabalho s d e re gula gem.

No PLD, a unidade de injeção mecânica determina a margem limite na qual po de efetuar-se a regula gem eletrônica. A margem máxima de re gula gem é determinada pelo curso do re ssalto da unidade de injeção e margem máxima do fluxo atra vé s do volu me impelido n o cilind ro

C APÍTULO 5 – M ANUTENÇ ÃO

5.1 Histórico da Ma nutenção

A conse rvação de instrumentos e ferramentas é um a prática observada, historicamente, desde os primórd ios da civiliza ção. Fo i somente quando da inven ção das primeiras máqu inas têxte is a vapor, no século XVI, que a função manutenção emerge.

Naque la época, a quele que p rojeta va as máquinas, treina va as pessoas para ope rarem e conse rta rem, intervindo ap enas em casos mais comple xos. Até então, o operador era o mantenedor - mecânico . Somente no último século, quando as máquinas pa ssam a ser mo vida s, também, por motores e létrico s, é qu e surge a figu ra do mantenedor eletricista.

Assim, com a necessidade de se m anter em bom funcionamento todo e qualquer e quipamento, ferra menta ou dispositivo para u so no trabalho, em épocas de paz, ou em combates milita res nos tempos de guerra, hou ve a co nseqüente e vo luçã o das formas de manutenção.