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

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Material de apoio (parte prática)

Motores Alternativos (ENG03342)

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Prof. Dr. Alexandre Vagtinski de Paula

depaula@ufrgs.br

Turma C

Motores Alternativos (ENG03342) Prof. Alexandre Vagtinski de Paula - depaula@ufrgs.br Universidade Federal do

Rio Grande do Sul

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Tópicos a serem abordados nesta aula AULA PRÁTICA 9

1. Sistema de injeção de combustível analógico

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1. Sistema de Injeção de combustível analógico

1.1. Caminho do ar e do combustível no sistema LE-Jetronic

Rio Grande do Sul

1. Sistema de Injeção de combustível analógico

1.1. Caminho do ar e do combustível no sistema LE-Jetronic

Ar STA (Sensor de Temperatura do Ar) Palheta para medir a

quantidade de ar Mangueira de Borboleta Válvula injetora de combustível CTS (Sensor de Temperatura do Motor) Tanque de combustível Bomba elétrica Filtro Válvula Amortecedora de Vibrações Tubo distribuidor Válvula Controladora de Pressão Bypass de ar de marcha lenta Parafuso de regulagem de CO Parafuso regulador de marcha lenta Válvula auxiliar de ar (partida a frio) Válvula solenoide (AC em marcha lenta)

Linha de vácuo L in h a d e v á c u o

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Porto Alegre - RS, Slide 5/19 www.ufrgs.br www.ufrgs.br/demec - O caminho do combustível: Tanque de combustível Bomba elétrica p = 5 bar Filtro de combustível Válvula amortecedora de vibrações Válvula controladora de pressão Injetor Tubo distribuidor

Injetor Injetor Injetor

p = 3 bar

Rio Grande do Sul

- 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).

- 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.

- Regulava-se o parafuso que controla a entrada de ar de

marcha lenta geralmente entre 750 a 900 rpm.

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- 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.

- Dos sistemas de injeção eletrônica, apenas o LE-Jetronic tem este parafuso para regulagem da marcha lenta. O restante se autorregula!

- 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.

Rio Grande do Sul

- 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.

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- A VAA (Válvula 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

Rio Grande do Sul

- A VS (Válvula 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.

- A bomba elétrica de combustível geralmente trabalha com uma pressão de 5 bar.

Ar Ar Válvula

Solenoide

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- A VAV (Válvula 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.

Combustível _VAV Combustível Parafuso de fixação

Membrana Mola

- O TD (Tubo Distribuidor) pode variar de formato, de acordo com o fabricante (GM é quadrado e a VW é redondo).

Rio Grande do Sul

- A VCP (Válvula 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 Válvula Controladora de Pressão. Combustível VCP Membrana Mola Vácuo Tubo distribuidor Esfera Retorno

- Quando a borboleta está fechada, tem vácuo, auxiliando na abertura da VCP.

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- 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 (Válvula Injetora) ou eletromagnética ou eletroinjetora injetará combustível a p = 3 bar no coletor de admissão.

- O bico da Válvula Injetora deve ser direcionado com a direção do escoamento de ar, não contra o coletor de admissão, visando não condensar ao tocar suas paredes.

Combustível

- O campo eletromagnético faz a agulha abrir e o combustível ser injetado pelos orifícios Orifícios

Agulha Mola Solenoide

Rio Grande do Sul

- 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). MCE Quantidade de ar e temperatura RPM Sensor de Posição da Borboleta (TPS) Sensor de temperatura do motor Tensão da bateria T u b o d is tr ibu ido r Injetor Injetor Injetor Injetor

- Todas estas informações serão analisadas para gerar um campo magnético para abrir as válvulas injetoras.

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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.

Rio Grande do Sul

- Este sensor tem menos peças móveis e é mais barato!

KW = Kurbelwinkel (em alemão)  Ângulo da manivela

0º 180º 360º 540º 720º Abertura das VA Pico de ignição de alta tensão (30 kV) a cada 180º Transformador de frequência Divisor de frequência Ignição Ignição Tempo básico Tempo de correção Tempo de correção

Tempo total de injeção de combustível (Temperatura do motor)

(Tensão da bateria)

Este é o tempo que ficarão abertas as válvulas injetoras (Quantidade de ar e rpm)

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- 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).

Rio Grande do Sul

www.ufrgs.br Departamento de Engenharia Mecânica www.ufrgs.br/demec - Referências:

● Heywood, J. B. Internal Combustion Engine - Fundamentals, Mcgraw-Hill, New York, 960 p., 1988 (ISBN: 978-0070286375).

● Taylor, C.F. Análise dos Motores de Combustão Interna, Vol. 1, Editora Edgard Blucher, São Paulo, 558 p., 1988.

● Taylor, C.F. Análise dos Motores de Combustão Interna, Vol. 2, Editora Edgard Blucher, São Paulo, 531 p., 1988.

● Giacosa, D. Motores Endotérmicos, Ediciones Omega, Barcelona, 876 p., 1988 (ISBN: 9788428208482).

● Bosch, Manual de Tecnologia Automotiva, Editora Blucher, São Paulo, 1232 p., 2006 (ISBN: 9788521203780).

● Bosch, Automotive Electric/Electronic Systems, SAE International, 347 p., 1988 (ISBN: 978-0898835090).

● William, B. R. e Mansour, N. P. Understanding Automotive Electronics, Newnes, Indiana, 470 p., 2003 (ISBN: 9780750675994).

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- Referências:

● Guibet J. C., Fuels and Engines, Vol. 1, Editions Technip, Paris, 456 p., 1999 (ISBN: 9782710807537).

● Guibet J. C., Fuels and Engines, Vol. 2, Editions Technip, Paris, 448 p., 1999 (ISBN: 9782710807544).

● Owen, K,‎ Coley, T. e Weaver, C. S. Automotive Fuels Reference Book, SAE International, Warrendale, 976 p., 1995, (ISBN: 9781560915898). ● Lenz, H. P. Mixture Formation in Spark-Ignition Engines, Springer-Verlag, New York, 400 p., 1992 (ISBN: 9783709166925).

● Plint, M. J e Martyr, T. Engine Testing: Theory and Practice, 3rd_Edition,

SAE International, Burlington, 464 p., 2007 (ISBN: 9780768018509).

● Brunetti, F. Motores de Combustão Interna, Vol. 1, Editora Blucher, São Paulo, 553 p., 2012 (ISBN: 9788521207085).

● Brunetti, F. Motores de Combustão Interna, Vol. 2, Editora Blucher, São Paulo, 486 p., 2012 (ISBN: 9788521207092).