A Central Eletronica

(1)

INJEÇÃO/CENTRAL

ELETRÔNICA

SENSORES E

ATUADORES

(2)

6/8/12 6/8/12

(3)

Clique para editar o estilo do subtítulo mestre

O sistema de injeção eletrônica de combustível

surgiu no Brasil no final da

surgiu no Brasil no final da década de 80, mais

década de 80, mais

precisamente em 1989 com o Gol GTi da

Volkswagen do Brasil SA.

O sistema baseia-se num

microprocessador que

faz todo o gerenciamento do motor, controlando

o seu funcionamento de forma mais adequada

possível. Este sistema veio substituir os

convencionais sistemas de alimentação por

carburador e ignição e

letrônica transistorizada.

Isso significa que o mesmo cuida de todo o

processo térmico do motor, como a preparação

da mistura ar/combustível, a sua queima e a

exaustão dos gases.

(4)

6/8/12 6/8/12

Para que isso seja possível, o

Para que isso seja possível, o micropr

microprocessador deve

ocessador deve

processar as informações de diversas condições do

motor, como sua temperatura, a temperatura do ar

admitido, a pressão interna do coletor de admissão, a

rotação, etc. Esses sinais, depois de

rotação, etc. Esses sinais, depois de processados

processados,,

servem para controlar diversos dispositivos que irão

atuar no sistema de marcha lenta, no avanço da ignição,

na injeção de combustível, etc.

(5)

A e

A entra

ntrada

da de

de dad

dados c

os corre

orrespon

spondem

dem aos

aos sina

sinais ca

is capta

ptados

dos no m

no motor

otor,,

como temperatura, pressão, rotação, etc. Após o processamento

(sinais processados), estes sinais são enviados para o controle de

diversos dispositivos do sistema (sinais de saída).

Ficando assim

Assim Assim

Como podemos observar, os sensores são os elementos

responsáveis pela coleta de dados no motor. Esses dados são

enviados à unidade de comando onde são processados. Por fim, a

unidade irá controlar o funcionamento dos atuadores.

Resumindo:

- Entrada de dados »»» Sensores

- Sinais processados »»» Unidade de comando

- Saída de dados »»» Atuadores

(6)

6/8/12 6/8/12

Resumidamente como podemos explicar a

função da central eletrônica?

A unidade de comando (cérebro de todo o

sistema)

analisa as informações dos diversos

sensores

distribuídos no motor, processa e retorna ações de

controle nos diversos atuadores, de modo a manter o

motor em condições ótimas de consumo, desempenho e

emissões de poluentes.

Quais os principais benefícios da injeção

eletrônica?

Os sistemas de injeção eletrônica de combustível

oferecem uma série de vantagens em relação ao seu

antecessor, o carburador:

(7)

Benefícios:

- Melhor atomização do combustível;

- Maior controle da mistura ar/combustível,

mantendo-a sempre dentro dos limites;

- Redução dos gases poluentes, como o CO, HC

e NOx;

- Maior controle da marcha lenta;

- Maior economia de combustível;

- Maior rendimento térmico do motor;

- Redução do efeito "retorno de chama" no

coletor de admissão;

- Facilidade de partida a frio ou que

nte;

- Melhor

(8)

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A função de um motor é transformar a energia contida no

combustível que o alimenta em potência mecânica, capaz de

movimentar o veículo. Para tanto, o combustível é queimado. No

processo, a energia do combustível se transforma em calor,

finalmente, tem trabalho mecânico ou potência.

Principio de funcionamento do Motor

Nos motores de combustão interna a combustão, a queima de

combustível, se dá no recinto fechado: a Câmara de combustão.

Após a combustão o motor l

Após a combustão o motor libera:ibera:

trabalho

trabalho, como potência, que movimenta o, como potência, que movimenta o

veículo;

gases resultantes da combustão

gases resultantes da combustão ou gases deou gases de

escape, constituídos principalmente de água,

dióxido de carbono, nitrogênio, monóxido de

carbono, hidrocarbonetos ou combustíveis não

queimados e óxido de nitrogênio;

calor

calor , que é e eliminado com o líquido do, que é e eliminado com o líquido do

arrefecedor

(9)

Desses elementos, o que interessa é o trabalho mecânico ou

potência. Os outros dois são energia desperdiçada ou não

aproveitada. Os gases de escape, além de transportar calor

(perdas) são fontes de poluição, com componentes que agridem o

meio ambiente.

Devido à rápida evolução dos motores dos veículos automotivos o

velho carburador já não supri as necessidades dos novos veículos,

no que se refere à poluição, economia de combustível, potência,

respostas rápidas nas acelerações, etc.

As

nec

essi

dad

es b

ásic

as im

post

as a

os m

otor

es m

ode

rnos

são:

a

obtenção da máxima potência com baixo consumo de combustível

e menor nível de emissões de poluentes, compatíveis com tal

potência.

(10)

6/8/12 6/8/12

Qual o objetivo do sistema de Injeção Eletrônica de

combustível ao motor?

Proporcionar ao motor melhor rendimento com mais economia, em

todos os regimes de funcionamento. Para que o motor tenha um

funcionamento suave, econômico e não contamine o ambiente,

equilibrando uma perfeita mistura de ar/combustível em todas as

faixas de rotação.

A Injeção Eletrônica é um sistema não acionado pelo motor mas

comandado eletronicamente, que dosa o combustível, controlando

a mistura ar/combustível em função das necessidades imediatas

do motor.

De modo semelhante, a ignição digital permite que o motor

trabalhe com o seu ponto de ignição sincronizado com as diversas

condições de funcionamento do motor.

O sistema é acionado pelo motor?

(11)

Basicamente a construção física do motor não foi

alterada com o sistema de

injeção. O motor

continua funcionando nos mesmos princípios de

um sistema carburado, com ciclo mecânico a

quatro ou dois tempos onde ocorrem a

admissão,

a compressão, a explosão e o escape dos gases.

O que de fato

O que de fato mudou foi o controle da mistura

mudou foi o controle da mistura

ar/combustível, desde a sua admissão até a sua

exaustão total.

Amaneira como é construído o motor foi

alterado para atender esse si

(12)

6/8/12 6/8/12

Podemos dizer que a função principal do sistema de injeção é a de

fornecer a mistura ideal entre ar e combustível (relação

estequiométrica) nas diversas condições de funcionamento do

motor.

Sabemos que, para se queimar uma massa de 15 kg de ar, são

necessários 1 kg de gasolina (15:1) ou para uma massa de 9 kg de

ar, são necessários 1 kg de álcool etílico hidratado.

Oque

Oque podemos

podemos dizer so

dizer sobre a

bre a função

função principal

principal do

do

sistema de injeção

sistema de injeção Eletrônica?

Eletrônica?

Quando a relação da mistura é ideal, damos o nome de relação

estequiométrica. Caso essa mistura esteja fora do especificado,

dizemos que a mesma está pobre ou rica.

(13)

Com isso, para a gasolina temos:

- mistura rica

15 : 1

- mistura ideal (estequiomé

- mistura ideal

(estequiométrica)

trica)

18 : 1

- mistura pobre

Vimos acima que a mistura ideal para a gasolina é

15 : 1

e para o álcool de 9 : 1

e para o álcool de

9 : 1

. Sendo assim, fica difícil

estabelecermos um valor fixo para a relação

estequiométric

estequiométrica, uma vez que

a, uma vez que os valores são diferentes,

os valores são diferentes,

ou seja, uma mistura que para o

ou seja, uma mistura que para o álcool seria ideal, para

álcool seria ideal, para

a gasolina seria extremamente rica.

(14)

6/8/12 6/8/12

Nosso curso irá explicar o

Nosso curso irá explicar o funcionamento de

funcionamento de

todos os sensores e atuadores, bem como as

estratégias de funcionamento adotadas por

qualquer fabricante. Não iremos falar

especificamente em um único sistema e sim, de

uma forma global, envolvendo todos os sistemas.

(15)

Um motor pode conter uma ou várias válvulas injetoras. Quando se tem Um motor pode conter uma ou várias válvulas injetoras. Quando se tem apenas uma válvula injetora para fornecer o combustível para todos os apenas uma válvula injetora para fornecer o combustível para todos os cilindros, damos o nome de monoponto. Um motor que trabalha com uma cilindros, damos o nome de monoponto. Um motor que trabalha com uma válvula para cada cilindro é denominada multiponto.

válvula para cada cilindro é denominada multiponto.

O que é

O que é injeção pressurizada de combustível?

injeção pressurizada de combustível?

É a injeção de combustível que se dá através da válvula injetora ou É a injeção de combustível que se dá através da válvula injetora ou eletro-injetor. Iremos evitar a expressão "bico injetor“ devido a sua utilização em injetor. Iremos evitar a expressão "bico injetor“ devido a sua utilização em motores diesel.

motores diesel.

Essa válvula, quando recebe um sinal elétrico da unidade de comando,

permite que o combustível pressurizado na linha seja injetado nos cilindros.

Trata-se então de um atuador, uma vez

Trata-se então de um atuador, uma vez que é controlado pela unidade deque é controlado pela unidade de

comando.

A pressão na linha e o tempo

A pressão na linha e o tempo de abertura da válvula determina a massa dede abertura da válvula determina a massa de combustível a ser injetada, portanto, para que a unidade de comando calcule combustível a ser injetada, portanto, para que a unidade de comando calcule esse tempo, é necessário que primeiramente, se saiba a m

esse tempo, é necessário que primeiramente, se saiba a massa de ar assa de ar admitido.

admitido.

A pressão na linha é fixa e

A pressão na linha é fixa e depende de cada sistema. Indepedepende de cada sistema. Independente do seundente do seu

valor, esses dados são gravados numa memória fixa na unidade de comando

(EPROM).

(16)

6/8/12 6/8/12

Sistema monoponto

(17)

Sistema multiponto

(18)

6/8/12 6/8/12

Sistema monoponto

O sistema monoponto utiliza uma única válvula injetora para

abastecer todos os cilindros do motor. Ela fica alojada numa

unidade chamado de TBI ou corpo de borboleta.

8- Bobina de ignição

9- Vela de ignição

3d- Atuador de marcha lenta

10- Sensor de rotação

1- Tanque com

1- Tanque com bomba incorporadabomba incorporada

4- Sensor de temperatura do motor

2- Filtro de combustível 2- Filtro de combustível 5- Sensor de oxigênio 5- Sensor de oxigênio 3- Sensor de posição de 3- Sensor de posição de borboleta borboleta 6- Unidade de comando 6- Unidade de comando

3a- Regulador de pressão

3b- Válvula injetora 3b- Válvula injetora 3c- Sensor de temperatura 3c- Sensor de temperatura do ar do ar 7- Válvula de ventilação do 7- Válvula de ventilação do tanque tanque

Observe que neste sistema a Observe que neste sistema a válvula injetora é centrada, válvula injetora é centrada, fornecendo o combustível fornecendo o combustível pulverizado para todos os pulverizado para todos os cilindros.

(19)

Muitas pessoas ao verem a unidade TBI ainda pensam

que é o carburador, devido sua aparência física. Mas as

semelhanças param por aí. Lembre-se que no

carburador o combustível era succionado por meio de

uma depressão, agora, ele é pressurizado e

pulverizado.

No sistema multiponto, a injeção do

combustível

pressurizado ocorr

e próximo às

válvulas de admissão.

Isso significa que no coletor de admissão só passa ar, o

que possibilita o aumento no seu

diâmetro favorecen

do

o maior preenchimento dos cilindros. Isto

resulta numa

melhora significativa da potência no motor.

(20)

6/8/12 6/8/12

1-

1- Bomba Bomba de de combustível combustível 7- 7- Válvulas Válvulas auxiliar auxiliar

de ar

2-

2- Filtro Filtro de de combustível combustível 8- 8- Potenciômetro Potenciômetro dede

borboleta

3-

3- Regulador Regulador de de pressão pressão 9- 9- Unidade Unidade dede

comando

4-

4- Válvula Válvula injetora injetora 10- 10- Relé Relé de de bombabomba

de combustível

5-

5- Medidor Medidor de de vazão vazão de de ar ar 11- 11- Vela Vela de de igniçãoignição

O sistema multiponto está relacionada a emissão de gases tóxicos. Como no coletor de O sistema multiponto está relacionada a emissão de gases tóxicos. Como no coletor de

admissão só passa ar, evita-se a condensação do combustível nas paredes frias do admissão só passa ar, evita-se a condensação do combustível nas paredes frias do

coletor. Com isso, melhora-se a mistura e a combustão. coletor. Com isso, melhora-se a mistura e a combustão.

(21)

Unidade de Comando Eletrônico

É também chamada de Centralina ou Central Eletrônica, a Unidade de É também chamada de Centralina ou Central Eletrônica, a Unidade de Comando Eletrônico (

Comando Eletrônico (UCE)UCE) é o cérebro do sistema - É uma unidade de tipoé o cérebro do sistema - É uma unidade de tipo

digital com microprocessador, caracterizada pela elevada velocidade de digital com microprocessador, caracterizada pela elevada velocidade de cálculo, precisão, confiabilidade, versatilidade, baixo consumo de energia e cálculo, precisão, confiabilidade, versatilidade, baixo consumo de energia e sem necessidade de manutenção.

sem necessidade de manutenção.

É ela que determina, pela ação dos atuadores, para obter o melhor

funcionamento possível do motor - Deste modo a quantidade de combustível

injetada é dosada pela unidade de com

injetada é dosada pela unidade de comando através do tempo de abertura dasando através do tempo de abertura das

válvulas de injeção, também conhecido como tempo de injeção.

Como é também chamada e o que faz? Como é também chamada e o que faz?

(22)

6/8/12 6/8/12

Em função da eletricidade estática que se acumula no corpo humano, não Em função da eletricidade estática que se acumula no corpo humano, não devemos tocar os pinos da unidade de comando para não danificá-la de forma devemos tocar os pinos da unidade de comando para não danificá-la de forma

irreversível. irreversível.

O módulo de injeção digital possui duas memórias de extrema importância

para o sistema que são: A

para o sistema que são: A memória RAM e a EPROM.memória RAM e a EPROM.

Memória RAM:

Memória RAM: Randon Access Memory ou memória de acesso aleatórioRandon Access Memory ou memória de acesso aleatório

Guarda informações enviadas pelos diversos sensores espalhados no motor Guarda informações enviadas pelos diversos sensores espalhados no motor para que o processador principal da unidade de comando possa efetuar os para que o processador principal da unidade de comando possa efetuar os cálculos. Essa memória também pode guardar informações sobre as

cálculos. Essa memória também pode guardar informações sobre as condições do sistema através de códigos

condições do sistema através de códigos de defeitos. A memória RAM podede defeitos. A memória RAM pode ser apagada, ou seja, pode-se eliminar todas as informações gravadas. Para ser apagada, ou seja, pode-se eliminar todas as informações gravadas. Para isso, basta cortar a sua alimentação, como por exemplo, desligando a bateria. isso, basta cortar a sua alimentação, como por exemplo, desligando a bateria.

Memória EPROM: Erasable Ready Only Memory ou Memória de Leitura Memória EPROM: Erasable Ready Only Memory ou Memória de Leitura Cancelável e Reprogramável

-Cancelável e Reprogramável - Nesta memória estão armazenados todos osNesta memória estão armazenados todos os

dados do sistema e do motor, como curvas de avanço, cilindrada do dados do sistema e do motor, como curvas de avanço, cilindrada do

motor, octanagem do combustível etc. Embora seja uma memória de leitura, motor, octanagem do combustível etc. Embora seja uma memória de leitura, através de modernos processos ela pode s

através de modernos processos ela pode ser cancelada e reprogramadaer cancelada e reprogramada novamente, alterando os seus valores de calibração. Algumas empresas novamente, alterando os seus valores de calibração. Algumas empresas reprogramam essa memória para dar uma maior rendimento no motor às reprogramam essa memória para dar uma maior rendimento no motor às custas de uma mistura mais rica.

(23)

Visão Geral da Unidade de Comando Eletr

ônico

O diagrama em blocos abaixo mostra um típico módulo microprocessado. O diagrama em blocos abaixo mostra um típico módulo microprocessado. Neste diagrama, distinguimos sete funções distintas e

Neste diagrama, distinguimos sete funções distintas e cada uma implementacada uma implementa determinada função

(24)

6/8/12 6/8/12

O diagrama em blocos na figura anterior, mostra um típico módulo

microprocessado. Neste diagrama, distinguimos sete funções

distintas e cada uma implementa determinada função. Elas são:

§§

Regulador de tensão

§§

Processamento do sinal de entrada

§§

Memória de entrada

§§

Unidade Central de Processamento (CPU)

§§

Memória programa

§§

Memória de saída

§§

Processamento do sinal de saída.

Estas áreas estão conectadas entre si. Para entender cada uma

dessas partes, iremos discutir primeiramente o regulador de tensão

interno.

(25)

Regulador de Tensão Interno Regulador de Tensão Interno

O módulo e os

O módulo e os vários sensores requerem uma alimentação muito estabilizada. Avários sensores requerem uma alimentação muito estabilizada. A unidade de comando possui seu próprio

unidade de comando possui seu próprio regulador/ estabilizador. Muitos dos sensoresregulador/ estabilizador. Muitos dos sensores como o MAP, TPS, ACT, ECT necessitam de uma tensão de 5 volts como referência. como o MAP, TPS, ACT, ECT necessitam de uma tensão de 5 volts como referência. Isso se deve ao tipo de circuitos integrados utilizados na unidade de comando que só Isso se deve ao tipo de circuitos integrados utilizados na unidade de comando que só operam com esse valor de tensão.

operam com esse valor de tensão.

Observe na figura acima que a unidade de comando envia um si

Observe na figura acima que a unidade de comando envia um sinal de referência (5nal de referência (5 volts) ao sensor de posição de borboleta pela linha B, sendo a linha A aterrada na volts) ao sensor de posição de borboleta pela linha B, sendo a linha A aterrada na própria unidade de comando. Através da linha C

própria unidade de comando. Através da linha C o sinal retorna à unio sinal retorna à unidade de comandodade de comando com um valor de tensão v

com um valor de tensão variável entre 0 e 5 volts.ariável entre 0 e 5 volts.

Esse sinal de referência deve ter uma variação mínima (entre 4,95 a 5,05 volt Esse sinal de referência deve ter uma variação mínima (entre 4,95 a 5,05 volt s).s). Qualquer valor fora desta faixa deve ser verificado, sendo os possí

Qualquer valor fora desta faixa deve ser verificado, sendo os possíveis defeitos- chicoteveis defeitos- chicote elétrico ou unidade de comando.

(26)

6/8/12 6/8/12

Processamento do Sinal de Entrada Processamento do Sinal de Entrada

Cada sinal é convertido para

um número digital

(números binários). Esses números

correspon

correspondem a “0” ou “

dem a “0” ou “1”. O valor

1”. O valor é tido

é tido

como “0” quando não há tensão de saída e “1”

quando existe um valor de tensão (no caso, 5 volts). Como cada

sensor gera um diferente tipo de sinal, então são necessários

diferentes métodos de conversão.

Os sensores geram um sinal de tensão compreendido entre 0 a 5

volts (sinal analógico).

Estes valores não podem ser processados pela CPU, a qual só

entende números binários. Portanto, esses sinais devem ser

convertidos para um sinal digital de 8 bits (até 256 combinações).

O componente encarregado de converter esses sinais é chamado

de conversor A/D (analógico para digital).

(27)

A CPU recebe um sinal digital proveniente do conjunto de processamento de entrada A CPU recebe um sinal digital proveniente do conjunto de processamento de entrada

(conversor A/D) que por sua vez,

(conversor A/D) que por sua vez, recebem os sinais analógicos dos recebem os sinais analógicos dos sensores.sensores.

Os sinais digitais recebidos pela CPU são comparados com os valores (parâmetros) Os sinais digitais recebidos pela CPU são comparados com os valores (parâmetros) que estão gravados em uma memória fixa (memória de calibração) e retorna um outro que estão gravados em uma memória fixa (memória de calibração) e retorna um outro sinal digital para a saída.

sinal digital para a saída.

Chamado de memória de calibração é onde são armazenados todos os parâmetros de Chamado de memória de calibração é onde são armazenados todos os parâmetros de funcionamento do sistema.

funcionamento do sistema.

Nessa memória, existe um mapa de controle de calibração de todas

Nessa memória, existe um mapa de controle de calibração de todas as condições deas condições de funcionamento do motor.

funcionamento do motor.

Este tipo de memória não se apaga com

Este tipo de memória não se apaga com a ignição desligada ou com a a ignição desligada ou com a bateriabateria desconectada, por isso, é chamada de memória fixa.

desconectada, por isso, é chamada de memória fixa.

Na memória de saída, estão gravados os tempos de abertura das válvulas

Na memória de saída, estão gravados os tempos de abertura das válvulas injetoras.injetoras. A cada sinal de saída da CPU é determinado um tempo.

A cada sinal de saída da CPU é determinado um tempo.

Unidade Central de Processamento (CPU) Unidade Central de Processamento (CPU)

Memória Programada Memória Programada

Memória de Saída Memória de Saída

(28)

6/8/12 6/8/12

Na memória de saída, estão gravados os tempos de abertura das

válvulas injetoras. A cada sinal de saída da CPU é determinado um

tempo.

Memória de Saída Memória de Saída

O sinal digital enviado pela CPU e comparado com a memória de

saída, o pulso dos injetores deve se manter por 9 milisegundos, ou

seja, é determinado o tempo de injeção.

Observação:

Os valores apresentados nos exemplos são apenas

dados ilustrativos, para melhor compressão do sistema.

(29)

Um sistema digital permite verificar o perfeito funcionamento dos

sensores e de alguns atuadores.

Caso ocorra a falha de um sensor, a CPU descarta o sinal enviado

pelo mesmo e começa a fazer os cálculos a partir de outros

sensores. Quando isso não for possível, existem dados

(parâmetros) gravados em sua memória para substituição.

Funcionamento de Emergência Funcionamento de Emergência

Por exemplo, se a unidade de comando perceber que existe uma

falha no sensor de pressão absoluta do coletor (MAP), ela ignora

suas informações e vai fazer os cálculos de acordo com as

informações da posição de borboleta (sensor TPS). Isso é possível

porque, quanto maior for o ângulo de abertura da borboleta, maior

será a pressão interna do coletor (vácuo baixo). Se caso o TPS

também apresentar defeito, a unidade de comando irá trabalhar

com um valor fixo gravado na sua memória que corresponde a 90

kPa (0,9 BAR).

(30)

6/8/12 6/8/12

No exemplo da figura acima, o sensor de temperatura gerou um

sinal analógico de 0,75 volts, o qual foi convertido no número

binário 11001000. É este sinal que chega a CPU. Após receber

esse sinal, a CPU compara esse valor com o que está gravado na

memória de calibração, que no caso, o valor 11001000

corresponde a uma temperatura de 100 graus Celsius.

(31)

00100011 = 80 graus

00110011= 90 graus

11001000= 100 graus

11110011= 110 graus

Observe que o valor 11001000 corresponde a uma temperatura de

100 graus Celsius.

Com essas informações, a unidade de comando determina,

também através de sinais digitais o tempo de abertura das válvulas

injetoras. Esse tempo de abertura corresponde a combinação

00011110 que será enviada a memória de saída.

O sistema baseia-se mais ou menos assim: Na memória EPROM

estão gravados os seguintes dados:

(32)

6/8/12 6/8/12

Ao ser ligada a chave de

Ao ser ligada a chave de ignição (sem dar partida), a UCignição (sem dar partida), a UCE é alimentada. AE é alimentada. A

mesma acende uma lâmpada de diagnóstico e aciona, por alguns segundos, a mesma acende uma lâmpada de diagnóstico e aciona, por alguns segundos, a

Bomba Elétrica de Combustível

Bomba Elétrica de Combustível, objetivando pressurizar o sistema de, objetivando pressurizar o sistema de

alimentação . alimentação .

Com base no sinal dos sensores, a UCE pode ainda controlar o sistema de

partida a frio, no caso de veículos a álcool, o eletro-ventilador de

arrefecimento, o desligamento da embreagem do compressor do

condicionador de ar, etc.

Durante a partida e com o motor funcionando, recebe sinal do

Durante a partida e com o motor funcionando, recebe sinal do Sensor deSensor de

Rotação

Rotação. Enquanto captar esse sinal a UCE irá manter a bomba elétrica de. Enquanto captar esse sinal a UCE irá manter a bomba elétrica de

combustível acionada e controlará a(s) válvula(s) injetora(s), bobina de ignição combustível acionada e controlará a(s) válvula(s) injetora(s), bobina de ignição e a rotação da marcha lenta.

e a rotação da marcha lenta.

Junto a isso, envia uma tensão de 5V VDC para a maioria dos sensores do

sistema e passa a receber o sina

sistema e passa a receber o sinal característico de cada um dl característico de cada um deleseles

(temperatura da água, pressão no coletor de

(temperatura da água, pressão no coletor de admissão, temperatura do ar,admissão, temperatura do ar,

posição da borboleta de aceleração, etc...).

Como Funciona a UCE? Como Funciona a UCE?

(33)

A maioria da

A maioria das UCE

s UCE

possui sistema de

autodiagnóstico

autodiagnóstico, , por

por

isso podem detectar

diversas anomalias.

Quando isso acontece,

a UCE grava um código

de defeito em sua

memória, acende uma

lâmpada de diagnóstico

e ativa o

e ativa o procedime

procedimento

nto

de emergência

RECOVERY.

(34)

6/8/12 6/8/12

A grande vantagem de um sistema digital é a sua

capacidade de armazenar dados numa memória de

calibração (EPROM) e depois compará-la com os sinais

enviados pelos sensores.

Nesse momento, é gravado um código de

Nesse momento, é gravado um código de defeito numa

defeito numa

outra memória (memória RAM) e, ao mesmo tempo,

informa ao condutor através de uma luz de anomalia

(localizada no painel de instrumentos) que existe

alguma falha no sistema de injeção/ ignição eletrônica.

Se algum valor estiver fora dos parâmetros, a unidade

de comando começará a ignorar esse sinal buscando

outras alternativas para manter o motor em

funcionamento.

(35)

6/8/12 6/8/12

O que é o Recovery ?

É um procedimento utilizado pelas UCEs de sistemas de injeção

digitais para substituir o valor enviado pelo sensor danificado (em

curto-circuito ou circuito aberto) por um valor pré-programado.

A

UCE UCE

possui um conector de diagnóstico

denominado ALDL (Figura 7). Este conector

é uma tomada onde um, Aparelho de

Diagnóstico é inserido para que o mesmo se

faça uma avaliação do sistema.

Por exemplo, quando a UCE detecta falha no circuito sensor de

temperatura da água – CTS, grava o código de defeito em sua

memória e assume a temperatura de 100ºC como padrão.

Portanto, se o CTS for desligado, o veículo continuará funcionando,

mas com um rendimento um pouco inferior, até que o proprietário o

leve para a manutenção.

Conector de Conector de Diagnóstico Diagnóstico

(36)

6/8/12 6/8/12

Sensores Sensores

Servem para informar a unidade de comando sobre as diversas condições de Servem para informar a unidade de comando sobre as diversas condições de funcionamento do motor, c

funcionamento do motor, como a temperatura do líquido de arrefecimento e do ar omo a temperatura do líquido de arrefecimento e do ar admitido, a pressão interna do col

admitido, a pressão interna do coletor de admissão, a posição em etor de admissão, a posição em que se encontra aque se encontra a borboleta de aceleração e outros.

borboleta de aceleração e outros.

A maioria dos sensores trabalha com uma tensão de referê

A maioria dos sensores trabalha com uma tensão de referência dencia de 5VCC5VCC (devido ao(devido ao tipo de circuito integrado utilizado na UC - família MOS e CMOS) e está ligado em série tipo de circuito integrado utilizado na UC - família MOS e CMOS) e está ligado em série com um resistor fixo (no interior da unidade de comando) formando um divisor de

com um resistor fixo (no interior da unidade de comando) formando um divisor de tensão.

tensão.

Na Figura, podemos observar que Na Figura, podemos observar que R1R1 (resistor fixo) está ligado em série com o (resistor fixo) está ligado em série com o sensor (resistor variável) formando um sensor (resistor variável) formando um divisor de tensão.

divisor de tensão.

Quanto maior for a resistência do sensor, Quanto maior for a resistência do sensor, menor será a queda de tensão em R1 que é menor será a queda de tensão em R1 que é monitorado pelo integrado IC1. Esse

monitorado pelo integrado IC1. Esse

integrado é como se fosse um voltímetro e integrado é como se fosse um voltímetro e envia o sinal de tensão para o

envia o sinal de tensão para o processador processador principal (CPU) onde é decodificado.

principal (CPU) onde é decodificado.

Um sensor pode variar sua resistência de Um sensor pode variar sua resistência de diversas maneiras: diversas maneiras: - Deslocamento mecânico-potenciômetro - Deslocamento mecânico-potenciômetro linear; linear; - Variação de t

- Variação de temperatura-termistor;emperatura-termistor; - Variação de pressão-piezo-resistivo. - Variação de pressão-piezo-resistivo.

(37)

6/8/12 6/8/12

Sensor de Pressão Absoluta do Coletor (MAP) Sensor de Pressão Absoluta do Coletor (MAP)

MAP – Manifold Absolute Pressure

Este sensor mede a alteração da pressão no coletor de admissão,

que resulta da variação de carga do motor. O sensor é capaz de

medir a pressão de 0,2 até 1,05 bar (de 20 a 105 kPa).

Assi

Assim q

m que

ue a ch

a chave

ave de

de igni

ignição

ção é lig

é ligada

ada, o

, o sen

sensor M

sor MAP

AP info

informa

rma aa

unidade de comando o valor da pressão atmosférica, para que se

possa dar o cálculo perfeito da densidade do ar. A pressão

atmosférica varia conforme a altitude (quanto mais alto, menor será

a pressão atmosférica).

A u

nida

de

com

and

o re

ceb

e a

s inf

orma

ções

em

form

a d

e si

nais

de tensão, que variam entre 0,5 a 1,0 volt em marcha-lenta (baixa

pressão no coletor; vácuo alto). A tensão pode passar dos 4,0 volts

com a borboleta totalmente aberta (alta pressão no coletor; vácuo

baixo).

(38)

6/8/12 6/8/12

Recovery do MAP Recovery do MAP

No caso de falha do sensor MAP

No caso de falha do sensor MAP, a unidade de comando controlará a , a unidade de comando controlará a quantidade dequantidade de combustível e o ponto de centelhamento, baseado num valor de substituição Este valor combustível e o ponto de centelhamento, baseado num valor de substituição Este valor leva em consideração, principalmente, o sinal do sensor de posição da borboleta (TPS). leva em consideração, principalmente, o sinal do sensor de posição da borboleta (TPS).

(a) Sensor MAP e (b) Po

(a) Sensor MAP e (b) Ponte de Wheatstonente de Wheatstone

a

b

Na realização do teste de um sensor de pressão absoluta

Na realização do teste de um sensor de pressão absoluta no coletor de admissão –no coletor de admissão – MAP observe os seguintes detalhes:

MAP observe os seguintes detalhes:

Certifique-se da boa condição da carga da bateria e alimentação da UCE; Certifique-se da boa condição da carga da bateria e alimentação da UCE;

Verifique se a mangueira de tomada de pressão do sensor (caso exista) não está furada Verifique se a mangueira de tomada de pressão do sensor (caso exista) não está furada ou entupida. Mantenha a tomada de pressão desobstruída.

ou entupida. Mantenha a tomada de pressão desobstruída. O teste do sensor deve ser realizado com os

O teste do sensor deve ser realizado com os conectores do sensor e da UCE ligadosconectores do sensor e da UCE ligados (circuito do sensor em c

(circuito do sensor em carga), somente dessa forma pode-se simular a verdadeiraarga), somente dessa forma pode-se simular a verdadeira condição de funcionamento do sensor;

(39)

A m

A medi

edição d

ção do sin

o sinal de

al deve o

ve obed

bedece

ecer a

r a seg

seguint

uinte o

e ordem

rdem: (a)

: (a) dev

devem

em

ser avaliados o aterramento do circuito do sensor e a tensão de

alimentação do mesmo. (b) deve ser analisado o sinal enviado pelo

sensor a UCE.

A m

A medi

edição d

ção do sin

o sinal po

al pode

de ser

ser reali

realizada

zada com

com a ch

a chave

ave de

de igni

ignição

ção

(sem dar partida) aplicando-se depressão com uma bomba de

vácuo na tomada do sensor ou com o motor em marcha-lenta,

comparando-se o sinal do sensor com a pressão absoluta no

coletor.

Para o sensor MAP analógico, o sinal enviado para a UCE deve

ser medido em tensão de corrente contínua VDC. Para o digital,

deve ser medido em Hertz – Hz. O sinal do sensor deve estar de

acordo com a depressão a qual o mesmo estiver submetido e com

a pressão atmosférica local.

(40)

6/8/12 6/8/12

Sensor de Temperatura do Líquido de Arrefecimento (CTS) Sensor de Temperatura do Líquido de Arrefecimento (CTS) CTS – Coolant Temperature Sensor

CTS – Coolant Temperature Sensor

Consiste de um termistor do tipo NTC (resistência inversamente proporcional Consiste de um termistor do tipo NTC (resistência inversamente proporcional aa temperatura) montado no fluxo do l

temperatura) montado no fluxo do líquido de arrefecimento. A resistência doíquido de arrefecimento. A resistência do termistor varia conforme a temperatura do lí

termistor varia conforme a temperatura do líquido de arrefecimento.quido de arrefecimento.

Temperatura baixa produz resistência alta. Aproximadamente 28000? a

Temperatura baixa produz resistência alta. Aproximadamente 28000? a –20ºC.–20ºC. A medida em que a

A medida em que a temperatura aumenta, a resistêtemperatura aumenta, a resistência diminui ancia diminui a aproximadamente 2200? a +30ºC.

aproximadamente 2200? a +30ºC.

A tensão do sinal do sensor varia de aproxima

A tensão do sinal do sensor varia de aproximadamente 4,5 a 0,5V – Tabela 1 edamente 4,5 a 0,5V – Tabela 1 e

Tabela 2. Esta tensão medida na unidade de comando, diminui conforme o

aumento de temperatura do motor. A desconexão do sensor simula condição

de motor frio gerando o código

de motor frio gerando o código de falha 15 (sensor dde falha 15 (sensor de temperatura ECT-e temperatura

ECT-tensão alta). O curto circuito do sensor simula condição de motor quente,

tensão alta). O curto circuito do sensor simula condição de motor quente,

gerando o código de falha 1

gerando o código de falha 14 (sensor de temperatura ECT- tensão baixa).4 (sensor de temperatura ECT- tensão baixa).

Em temperatura operacional normal, a voltagem do terminal B12 é Em temperatura operacional normal, a voltagem do terminal B12 é aproximadamente 1,5 a 2,0 volts.

aproximadamente 1,5 a 2,0 volts. A temperatura do motor

A temperatura do motor é uma das informações utilizadas para o controle de:é uma das informações utilizadas para o controle de: - quantidade de combustível;

- quantidade de combustível; - ponto eletrônico da ignição

- ponto eletrônico da ignição (EST);(EST); - controle de ar na

(41)

Sensor de Temperatura do Líquido de

Sensor de Temperatura do Líquido de Arrefecimento (CTS)Arrefecimento (CTS) Na realização do teste (automóvel) de um sensor de temperatura do líquido de Na realização do teste (automóvel) de um sensor de temperatura do líquido de arrefecime

arrefecimento, observe os nto, observe os seguintes detalhes:seguintes detalhes:

Certifique-se da boa condição da carga da bateria e alimentação da UCE; Certifique-se da boa condição da carga da bateria e alimentação da UCE;

Verifique a qualidade do líquido de arrefecimento e o bom estado de funcionamento dos Verifique a qualidade do líquido de arrefecimento e o bom estado de funcionamento dos componentes do sistema;

componentes do sistema;

Sangre o sistema de arrefecimento (automóvel) . A formação de bolhas de ar em Sangre o sistema de arrefecimento (automóvel) . A formação de bolhas de ar em contato com o

contato com o sensor de temperatura da água provoca falhas no funcionamento sensor de temperatura da água provoca falhas no funcionamento dodo motor e no acionamento da ventoinha;

motor e no acionamento da ventoinha;

Retire o sensor de temperatura da água e

Retire o sensor de temperatura da água e limpe sua carcaça;limpe sua carcaça; Meça a tensão de alimentação do sensor e

Meça a tensão de alimentação do sensor e o aterramento de seu circuito;o aterramento de seu circuito;

O sinal do sensor deve ser medido em tensão de corrente contínua VDC. A chave

de ignição deve estar ligada.

O teste só pode ser considerado conclusivo se feito

O teste só pode ser considerado conclusivo se feito no momento em que no momento em que houver houver

a falha.

(42)

6/8/12 6/8/12

Sensor de Temperatura do Ar (ACT) Sensor de Temperatura do Ar (ACT)

Geralmente está localizado antes do corpo de borboleta, colocado

na mangueira que liga o filtro de ar ao corpo. Quando o ar admitido

está frio, a resistência do sensor (termistor do tipo NTC) é alta, a

medida em que o ar admitido aquece, a resistência do sensor

diminui e a tensão correspondente também

ACT – Air Charge Temperature ACT – Air Charge Temperature

A t

A temp

emperat

eratura d

ura do ar

o ar é u

é uma

ma das

das

informações utilizadas para o controle

de:

- quantidade de combustível;

- ponto eletrônico de ignição (EST);

- controle de ar de marcha-lenta

(IAC).

Sensor de Temperatura do Sensor de Temperatura do Ar (ACT) Ar (ACT)

Se for detectada uma temperatura superior

ou inferior a determinados limites, toma-se

a temperatura do ar igual

a temperatura do ar igual à temperatura doà temperatura do

líquido de arrefecimento. Em caso de

defeito simultâneo do sensor de

temperatura do líquido de arrefecimento, a

unidade de comando estabelece um valor

fixo de temperatura.

(43)

Sensor de Velocidade do Veículo (VSS) Sensor de Velocidade do Veículo (VSS) O sensor de velocidade do

O sensor de velocidade do veículo - VSS (Vehicle Speed Sensor), pode ser veículo - VSS (Vehicle Speed Sensor), pode ser encontrado em três configurações:

encontrado em três configurações: sensor magnéticosensor magnético ouou de relutânciade relutância

variável

variável,, sensor de efeito hallsensor de efeito hall ee sensor de efeito ópticosensor de efeito óptico..

O sensor de velocidade do veícul

O sensor de velocidade do veículo (VSS) fornece a unidade de comando, aso (VSS) fornece a unidade de comando, as informações sobre as velocidades do

informações sobre as velocidades do veículo, desde que o mesmo estejaveículo, desde que o mesmo esteja acima de 1km/h. A unidade de comando utiliza essas informações para o acima de 1km/h. A unidade de comando utiliza essas informações para o

controle de: controle de:

§§ rotação de marcha-lenta;rotação de marcha-lenta; §§ quantidade de combustível;quantidade de combustível;

§§ acionamento do solenóide de controle da válvula EGR;acionamento do solenóide de controle da válvula EGR; §§ sinal de saída do computador de bordo.sinal de saída do computador de bordo.

No sensor VSS, o sinal gerado é diretamente proporcional à velocidade do No sensor VSS, o sinal gerado é diretamente proporcional à velocidade do veículo. A unidade de comando eletrônico - UCE, utiliza esta informação veículo. A unidade de comando eletrônico - UCE, utiliza esta informação

principalmente para o controle das condições de marcha - lenta e freio-motor. principalmente para o controle das condições de marcha - lenta e freio-motor.

(44)

6/8/12 6/8/12

São alimentados com tensão de bateria. Fornecem à UCE um sinal pulsado São alimentados com tensão de bateria. Fornecem à UCE um sinal pulsado cuja amplitude deve ser igual a tensão de alimentação, e a frequência

cuja amplitude deve ser igual a tensão de alimentação, e a frequência

proporcional à velocidade do veículo. Estão comumente instalados no eixo de proporcional à velocidade do veículo. Estão comumente instalados no eixo de saída da transmissão, junto ao cabo do velocímetro.

saída da transmissão, junto ao cabo do velocímetro.

Sensores de efeito hall Sensores de efeito hall Sensor de Rotação

Sensor de Rotação

Localizado no conjunto distribuidor, o sensor Hall é de extrema importância

para o bom funcionamento do sistema de IE. É utilizado pela maioria dos

veículos injetados que ainda utilizam distribuidor de ignição (ignição dinâmica).

Durante a partida ou com o

motor em funcionamento,

envia sinais (pulsos

negativos) para a UCE

calcular a rotação do motor e

identificar a posição da

árvore de manivelas. Sem

esse sinal, o sistema não

entra em funcionamento.

(45)

6/8/12 6/8/12

O sensor Hall é uma pastilha semicondutora alimentada com tensão de O sensor Hall é uma pastilha semicondutora alimentada com tensão de aproximadamente 12VDC. O movimento de rotação do eixo distribuidor é aproximadamente 12VDC. O movimento de rotação do eixo distribuidor é transmitido ao disco giratório que possui 4 jan

transmitido ao disco giratório que possui 4 janelas. Quando a abertura do discoelas. Quando a abertura do disco giratório está posicionada entre o sensor Hall e o imã permanente, o sensor giratório está posicionada entre o sensor Hall e o imã permanente, o sensor fica imerso no campo magnético do imã. Nesta situação é emitido um sinal fica imerso no campo magnético do imã. Nesta situação é emitido um sinal negativo que gera no interior da UCE uma

negativo que gera no interior da UCE uma tensão de aproximadamente 12VDCtensão de aproximadamente 12VDC Em função da freqüência de variação do sinal entre zero e 12VDC, a UCE

Em função da freqüência de variação do sinal entre zero e 12VDC, a UCE

calcula a rotação do motor.

O disco giratório pode ter O disco giratório pode ter

4 janelas iguais ou 3 4 janelas iguais ou 3 janelas iguais e uma janelas iguais e uma maior, dependendo do maior, dependendo do sistema. No disco de 4 sistema. No disco de 4 janelas iguais, o início janelas iguais, o início das janelas, indica a das janelas, indica a quantos graus estão dois quantos graus estão dois

dos cilindros do PMS. dos cilindros do PMS.

No disco de 3 janelas iguais e uma maior, o início da janela maior

indica a quantos graus está o 1º cilindro do PMS.

(46)

6/8/12 6/8/12

Sensores de efeito óptico Sensores de efeito óptico

possuem comportamento similar aos de

possuem comportamento similar aos de efeito hall. Consistem basicamente deefeito hall. Consistem basicamente de um diodo emissor de luz

um diodo emissor de luz (LED) e um sensor óptico (fototransistor) separados(LED) e um sensor óptico (fototransistor) separados por um disco giratório com janelas. Toda vez que as janelas permitem que a por um disco giratório com janelas. Toda vez que as janelas permitem que a luz procedente do LED seja refletida no sensor óptico é enviado sinal (pulso) à luz procedente do LED seja refletida no sensor óptico é enviado sinal (pulso) à UCE.

UCE.

O sensor de relutância variável tem ampla O sensor de relutância variável tem ampla aplicação na eletrônica automotiva. Nos aplicação na eletrônica automotiva. Nos sistemas de freios ABS, e. g., é utilizado sistemas de freios ABS, e. g., é utilizado como sensor de velocidade das rodas. Na como sensor de velocidade das rodas. Na IE pode vir a exercer as funções de sensor IE pode vir a exercer as funções de sensor de rotação, velocidade do veículo, posição de rotação, velocidade do veículo, posição da árvore de manivelas (ou PMS) e sensor da árvore de manivelas (ou PMS) e sensor de fase do comando de válvulas.

de fase do comando de válvulas.

É constituído basicamente por uma roda É constituído basicamente por uma roda dentada (fônica), imã permanente, núcleo dentada (fônica), imã permanente, núcleo ferro-magnético, bobina, fios da bobina, ferro-magnético, bobina, fios da bobina, malha de blindagem e conector do sensor malha de blindagem e conector do sensor

Sensor Magnético ou de Relutância Variável Sensor Magnético ou de Relutância Variável

(47)

O sensor de relutância variável, ao contrário do sensor Hall, não necessita de O sensor de relutância variável, ao contrário do sensor Hall, não necessita de alimentação (positiva ou negativa) para emitir sinal a UCE. Seu sinal é gerado alimentação (positiva ou negativa) para emitir sinal a UCE. Seu sinal é gerado