Academia
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Pós-Vendas Pós-VendasVolkswagen
Volkswagen
Sistema de Injeção Common Rail
Sistema de Injeção Common Rail
EDC16 e EDC 17
Durante a sua leitura, fique atento a este símbolo
Durante a sua leitura, fique atento a este símbolo
que identifica informações
que identifica informações importantes.importantes.
atenção/nota
SISTEMA DE INJEÇÃO COMMON
SISTEMA DE INJEÇÃO COMMON
RAIL EDC 16 .
RAIL EDC 16 .
...
...
...
...
3
3
Introdução
Introdução ... 33
ESTRUTURA DO
ESTRUTURA DO
SISTEMA ....
SISTEMA ....
...
...
...
...
...
...
4
4
Sensores
Sensores ... 44
Atuadores.
Atuadores... 55
SISTEMA DE
SISTEMA DE
COMBUSTÍVEL ...
COMBUSTÍVEL ...
...
...
...
...
....
....
6
6
Compone
Componentes ntes ... 66
Filtro
Filtro de de combustível combustível ... 88
Acumulado
Acumulador r de de combustível ...combustível ... 99
Bomba de
Bomba de pré-alimentação G6 e pré-alimentação G6 e bomba de bomba de combustível G23 combustível G23 ... 1010
Bomba de
Bomba de alta pressão alta pressão com bomba de com bomba de engrenagens engrenagens ... 1212
Bomba
Bomba de de engrenagens ...engrenagens ... 1212
Válvula
Válvula dosificadora de dosificadora de combustível N290 combustível N290 ... 1313
Bomba
Bomba de de alta alta pressão ...pressão ... 1515
Acumulado
Acumulador r de de alta alta pressão pressão (Rail) (Rail) ... 1717
Sensor de
Sensor de pressão do pressão do combustível G247 ..combustível G247 ... 1818
Válvula reguladora da
Válvula reguladora da pressão de pressão de combustível N276 combustível N276 ... 1919
Controle da
Controle da alta alta pressão de pressão de combustível combustível ... 2121
Sensor de
Sensor de temperatura do temperatura do combustível G81 combustível G81 ... 2222
Válvula
Válvula reguladora da reguladora da pressão pressão de de retorno retorno ... 2323
Injetores
Injetores ... 2424
SISTEMA DE ADMISSÃO DE AR ...
SISTEMA DE ADMISSÃO DE AR ...
...
...
...
...
32
32
Regulagem da
Regulagem da pressão pressão de de sobrealimentação sobrealimentação ... 3232
Sensor de pressão de sobrealimentação G31 e
Sensor de pressão de sobrealimentação G31 e
Sensor de
Sensor de temperatura do temperatura do ar ar de admissão de admissão G42 G42 ... 3333
Válvula eletromagné
Válvula eletromagnética para limitação da pressão de sobrealimtica para limitação da pressão de sobrealimentação N75 .entação N75 ... 3434
SISTEMA DE
SISTEMA DE
CONTROLE DE
CONTROLE DE
EMISSÕES
EMISSÕES
...
...
...
...
35
35
Recirculação dos
Recirculação dos gases de gases de escape ...escape ... 3535
Válvula para recirculação
Válvula para recirculação dos gases de dos gases de escape N18 escape N18 ... 3636
Potenciômetro de recirculação de
Potenciômetro de recirculação de gases de escapamento G212 gases de escapamento G212 ... 3737
Radiador
Radiador para para recirculação recirculação de de gases gases de de escape escape ... 3838
Válvula
Válvula comutadora comutadora para para trocador trocador de de calor calor da da recirculação recirculação dosdos
gases
gases de de escape escape N345 ..N345 ... 4040
Válvula borboleta
Válvula borboleta do coletor do coletor de admissão ...de admissão ... 4040
Motor para
Motor para válvula do válvula do coletor de coletor de admissão V157 admissão V157 ... 4141
Sensor de posição da válvula borboleta do
Sensor de posição da válvula borboleta do coletor de admissão coletor de admissão ...4141
SISTEMA
SISTEMA
DE
DE
PRÉ-INCAN
PRÉ-INCAN
DESCÊNCIA
DESCÊNCIA
...
...
...
...
42
42
Estrutura
Estrutura do do sistema ...sistema ... 4242
Unidade de
Unidade de Controle das Controle das velas incandescentes J179 velas incandescentes J179 ... 4343
Velas
Velas incandescentes incandescentes de de cerâmica .cerâmica ... 4444
SISTEMA DE INJEÇÃO COMMON RAIL - EDC 16 E EDC 17
SISTEMA DE INJEÇÃO COMMON RAIL - EDC 16 E EDC 17
GESTÃO DO
GESTÃO DO
MOTOR
MOTOR
...
...
...
...
...
...
46
46
Sensor de
Sensor de pressão do pressão do coletor de coletor de admissão G71 admissão G71 ... 4646
Estrutura e
Estrutura e funcionamentfuncionamento o dos Sensores dos Sensores Hall Hall ... 4848
Módulo
Módulo pedal pedal do do acelerador ...acelerador ... 4949
Sensor de
Sensor de posição do posição do pedal do pedal do acelerador G79 acelerador G79 ... 4949
Sensor de
Sensor de nível e nível e temperatura do óleo temperatura do óleo G266 G266 ... 5050
Sensor
Sensor de de rotação rotação do do motor motor G28 G28 ... 5151
Sensor
Sensor de de fase fase (Hall) (Hall) G40 G40 ... 5252
Interruptores do pedal do freio F
Interruptores do pedal do freio F e da e da embreagem F36 embreagem F36 ... 5353
Sensor
Sensor de de massa massa de de ar ar G70 G70 ... 5353
Sensor de temperatura do
Sensor de temperatura do líquido de arrefecimento G62 líquido de arrefecimento G62 ... 5454
Sonda
Sonda Lambda Lambda G39 ...G39 ... 5555
Sensor de temperatura dos gases de
Sensor de temperatura dos gases de escape G235 ...escape G235 ... 5555
Lâmpada de
Lâmpada de controle da controle da pré-incandescênpré-incandescência cia K29 K29 ... 5656
Lâmpada de
Lâmpada de controle de controle de emissões K83 emissões K83 ...5656
SISTEMA DE INJEÇÃO
SISTEMA DE INJEÇÃO
COMMON RAIL EDC17
COMMON RAIL EDC17
...
...
...
...
57
57
Introdução
Introdução ... 5757
Estrutura
Estrutura do do sistema ...sistema ... 5858
SISTEMA DE COMBUSTÍVEL ...
SISTEMA DE COMBUSTÍVEL ...
...
...
...
...
60
60
Quadro
Quadro esquemático esquemático ... 6060
Filtro de
Filtro de combustível com combustível com válvula de válvula de pré-aquecimenpré-aquecimento to ... 6262
Bomba de
Bomba de combustível adicional combustível adicional V393 ..V393 ... 6363
Filtro
Filtro de de tela tela ... 6363
Bomba
Bomba de de alta alta pressão ...pressão ... 6464
Válvula para
Válvula para dosagem do dosagem do combustível N290 combustível N290 ... 6969
Válvula
Válvula de de segurança ...segurança ... 7070
Válvula reguladora da
Válvula reguladora da pressão de pressão de combustível N276 combustível N276 ... 7171
Controle da
Controle da alta alta pressão de pressão de combustível combustível ... 7373
SISTEMA DE ADMISSÃO DE AR ...
SISTEMA DE ADMISSÃO DE AR ...
...
...
...
...
74
74
Turbocomp
Turbocompressor ressor ... 7474
Sensor de posição para contro
Sensor de posição para controle da pressão de sobrealimentle da pressão de sobrealimentação G581....ação G581...7575
Coletor de admissão com borboletas de turbulência espiroidal
Coletor de admissão com borboletas de turbulência espiroidal ... 7676
SISTEMA DE
SISTEMA DE
CONTROLE DE
CONTROLE DE
EMISSÕES
EMISSÕES
...
...
...
...
77
77
Válvula para recirculação dos gases de
Válvula para recirculação dos gases de escapamento N18 .escapamento N18 ... 7777
Potenciômetro de recirculação dos gases de escapamento G212
Potenciômetro de recirculação dos gases de escapamento G212 ... 7777
Unidade de
Unidade de Controle da Controle da válvula borboleta válvula borboleta J338 J338 ... 7878
Potenciômetro
Potenciômetro da da válvula válvula borboleta borboleta G69 G69 ... 7878
GESTÃO DO
GESTÃO DO
MOTOR
MOTOR
...
...
...
...
...
...
79
79
Unidade de
Unidade de Controle do Controle do motor J623 ...motor J623 ... 7979
Sensor
Sensor de de posição da posição da embreagem G476 embreagem G476 ... 8080
Sensores de
SISTEMA DE INJEÇÃO COMMON RAIL EDC 16
Introdução
Todos os motores 2.5 l TDI da Crafter estão equipados com o sistema de injeção Common Rail . É um sistema acumulador de alta pressão para motores Diesel. Este conceito (Common Rail ), significa conduto comum que é representado por um acumulador de combustível em
alta pressão comum a todos os injetores de uma bancada de cilindros.
Neste sistema de injeção estão separados os módulos de geração de pressão e injeção de combustível.
Uma bomba de alta pressão gera a alta pressão necessária para a injeção, que é acumulada ou armazenada em um acumulador de alta pressão (Rail) que é levada através de curtos tubos metálicos até os injetores. O sistema de injeção é controlado pelo Sistema de Gerenciamento de Motores Bosch EDC16.
As propriedades deste sistema de injeção são:
a pressão de injeção é capaz de ser
9
selecionada praticamente sem restrição e pode ser adaptada para o apropriado estado de funcionamento do motor, uma alta pressão de injeção de até
9
1600 bar, o que possibilita uma boa formação da mistura,
flexibilidade da injeção, permitindo
9
ciclos de pré e pós-injeção, baixo consumo de combustível,
9
baixa emissão de contaminantes,
9
funcionamento suave do motor.
9
O sistema de injeção Common Rail oferece
várias possibilidades de configuração para adaptar a pressão de injeção e a sequência de injeção para cada condição de funcionamento do motor.
Isto oferece excelentes condições para cumprir as crescentes exigências de um sistema de injeção, que consiste em contar com um baixo consumo de combustível, reduzida emissão de poluentes e um funcionamento mais suave do motor.
Bomba de alta pressão
Válvula reguladora da pressão de combustível N276
Válvula para dosagem do combustível N290 Sensor de pressão do combustível G247 Injetores N30, N31, N32, N33, N83
ESTRUTURA DO SISTEMA
Sensores J623 Unidade de Controle de motor Terminal para diagnósticos CAN TraçãoF36 Interruptor do pedal da embreagem F Interruptor da luz do freio
G235 Sensor 1 da temperatura dos gases de escape
G39 Sonda Lambda
G212 Potenciômetro de recirculação dos gases de escapamento
G247 Sensor de pressão do combustível G81 Sensor de temperatura do combustível G31 Sensor de pressão de carga
G42 Sensor de temperatura de admissão de ar
G71 Sensor de pressão do coletor de admissão
G62 Sensor de temperatura do líquido de arrefecimento
G70 Medidor de massa de ar
G79 Sensor de posição do pedal do acelerador
G28 Sensor de rotação do motor G40 Sensor Hall
Atuadores J285 Unidade de Controle do Instrumento Combinado Q10 Vela incandescente 1 Q11 Vela incandescente 2 Q12 Vela incandescente 3 Q13 Vela incandescente 4 Q14 Vela incandescente 5
J179 Unidade de Controle do tempo de incandescência
Z19 Aquecimento da sonda Lambda N214 Válvula para circulação do líquido
de arrefecimento
J151 Relé da circulação do líquido de arrefecimento
V50 Bomba para circulação do líquido de arrefecimento
N345 Válvula comutadora para trocador de calor da recirculação dos gases de escape
N18 Válvula para recirculação dos gases de escapamento
V157 Motor para válvula do coletor de admissão
N75 Válvula eletromagnética para limitação da pressão de carga
N276 Válvula reguladora da pressão de combustível
N290 Válvula para dosagem do combustível N30 Injetor do cilindro 1
N31 Injetor do cilindro 2 N32 Injetor do cilindro 3 N33 Injetor do cilindro 4 N83 Injetor do cilindro 5
J17 Relé da bomba de combustível G6 Bomba de combustível (bomba de
pré-alimentação)
SISTEMA DE COMBUSTÍVEL
Componentes
Reservatório de combustível [1] Bomba de pré-alimentação – G6 [2]
Transporta combustível em direção a zona de alimentação.
Filtro de combustível [3]
Aquecimento do filtro do combustível Z57 [4]
Impede que o filtro de combustível seja obstruído por cristalização da parafina quando a temperatura ambiente estiver baixa.
Acumulador de combustível [5]
Sensor de temperatura do combustível G81 [6]
Determina a temperatura momentânea do combustível.
Bomba de engrenagens mecânica [7] Transporta o combustível da zona de alimentação para a zona de alta pressão. Bomba de alta pressão [8]
Gera a alta pressão de combustível necessária para injeção.
Válvula para dosagem do combustível N290 [9]
Regula a quantidade de combustível que será comprimida em função da necessidade.
Válvula reguladora da pressão de combustível N276 [10]
Regula a pressão de combustível no Rail.
Legenda
1 - Reservatório de combustível 2 - Bomba de pré-alimentação 3 - Filtro de combustível
4 - Aquecimento do filtro do combustível 5 - Acumulador de combustível
6 - Sensor de temperatura do combustível 7 - Bomba de engrenagens mecânica
8 - Bomba de alta pressão
9 - Válvula para dosagem do combustível
1 2 3 4 5 9 8 7 6 16 17
Acumulador de alta pressão (Rail) [11] Acumula o combustível em alta pressão que será usado para injeção em todos os cilindros.
Sensor de pressão do combustível G247 [12]
Determina a pressão momentânea do combustível na zona de alta pressão. Injetores N30, N31, N32, N33, N83 [13]
Válvula reguladora da pressão de retorno [14]
Mantém a pressão de retorno dos injetores em 10 bar. Esta pressão é necessária para o funcionamento dos injetores.
Restritores [15]
Amortecem as ondas do sistema de alta pressão que são geradas durante o ciclo de injeção, proveniente da abertura e fechamento dos injetores.
Válvula de alívio [16]
Através da válvula de alívio do sistema de pré-alimentação de combustível, o excesso de combustível retorna para o tanque e a pressão é regulada antes do filtro.
Quando a bomba de pré-alimentação G6 fornece um volume muito grande de combustível, o excesso pode retornar através da válvula de alívio.
Válvula de retenção [17]
Impede que o combustível da bomba de pré-alimentação G6, entre no sistema de combustível através do retorno, no caso de um eventual entupimento do filtro de combustível. 10 11 12 13 14 15 15
10 - Válvula reguladora da pressão de combustível
11 - Acumulador de alta pressão (Rail) 12 - Sensor de pressão do combustível 13 - Injetores N30, N31, N32, N33, N83 14 - Válvula reguladora da pressão de
retorno 15 - Restritores
16 - Válvula de alívio 17 - Válvula de retenção
Alta pressão 230 – 1600 bar Retorno dos injetores 10 bar
Pressão de alimentação / pressão de retorno Legenda
Filtro de combustível
O filtro de combustível protege o sistema de injeção contra impurezas e desgaste causado por partículas e água. No filtro há um aquecedor elétrico, responsável por aquecer o combustível quando a temperatura ambiente estiver baixa. Desta forma, impedimos que o filtro de combustível seja obstruído por parafinas cristalizadas por baixa temperatura
ambiente.
Aquecimento do filtro de combustível Z57
O aquecimento do filtro de combustível Z57, consiste de duas placas de alumínio e um interruptor com elemento bimetálico.
Em temperaturas mais altas, o interruptor bimetálico está com os contatos na
posição de repouso, ou seja aberto. Nesta condição, nenhuma corrente flui para ativar o aquecimento do filtro de combustível.
A uma temperatura de aproximadamente +3°C a +8°C, o contato bimetálico fecha. Neste momento o aquecimento do filtro de combustível começa a receber corrente e o combustível é aquecido pelas placas de alumínio. Placas de alumínio Bimetal Conexão elétrica Combustível Contato aberto Bimetal Elemento
Placas de alumínio sem corrente aplicada
Conexão elétrica
Placas de alumínio com corrente aplicada
Contato fechado
Bimetal
Aquecimento desativado Aquecimento ativado
31 31
Acumulador de combustível
O acumulador de combustível está localizado no motor na parte superior do coletor de admissão. Encarrega-se de manter a pressão de combustível praticamente sem variações em qualquer estado operativo do motor, antes da bomba de engrenagens.
Mantendo a pressão constante, conseguimos um bom comportamento do motor durante a partida e em marcha lenta.
Funcionamento
O combustível entregue pela bomba de pré-alimentação G6 alimenta o acumulador de combustível de onde é enviado para a bomba de engrenagens. Para equilibrar os desvios da pressão de saída, o excesso de combustível que está dentro do acumulador é enviado de Volta para o sistema de retorno de combustível.
O retorno de combustível procedente da bomba de alta pressão e do acumulador de alta pressão (Rail) é enviado para o acumulador de combustível, através de sua linha de alimentação. No acumulador, o combustível proveniente da bomba de alta pressão e do Rail é misturado com o combustível que está a uma temperatura mais baixa, oriundo do filtro de combustível. Isto resulta no aquecimento rápido do
combustível em dias frios, o que se traduz em uma boa resposta do motor durante a sua fase de aquecimento.
4 5 6 1 2 3 Alimentação para o Rail Retorno do Rail Retorno dos injetores Legenda 1 - Reservatório de combustível 2 - Bomba de pré-alimentação 3 - Filtro de combustível 4 - Acumulador de combustível 5 - Bomba de engrenagens 6 - Bomba de alta pressão
Retorno para o reservatório de combustível
Retorno da bomba de alta pressão e do Rail + Alimentação para bomba
de alta pressão
Bomba de pré-alimentação G6 e bomba de combustível G23
As duas bombas de combustível, G6 e G23, estão instaladas no reservatório de combustível. Elas operam como bombas de pré-alimentação para a bomba de engrenagens mecânica.
Na câmara esquerda do reservatório de combustível é montada a bomba de pré-alimentação de combustível G6 e um injetor.
Na câmara direita é montada a bomba de combustível G23 e um injetor.
Quando a ignição é acionada e a rotação do motor excede 40 rpm, as duas bombas de combustível são energizadas pela Unidade de Controle do motor J623 através do relê da bomba de combustível J17, que geram uma pressão prévia. Assim que o motor estiver funcionando, ambas as bombas alimentarão continuamente o sistema com combustível. O ejetor da câmara direita conduz o combustível para o reservatório de pré-alimentação da bomba G6, e o ejetor da câmara esquerda conduz o combustível para o reservatório de pré-alimentação da bomba G23. Os dois ejetores de ambas as bombas, succionam o combustível através do fluxo de combustível que é gerado pelas bombas elétricas de combustível.
Efeitos em caso de avaria
Em caso de avaria de uma das bombas, a falta de combustível pode provocar alterações na pressão do combustível que se encontra no acumulador de alta pressão (Rail), sendo assim é registrada esta falha na memória de avarias e o rendimento do motor reduz
G23
Bomba de alta pressão com bomba de engrenagens
A bomba de alta pressão é quem gera a alta pressão de combustível necessária para a injeção. Na carcaça da bomba de alta pressão está integrada a bomba de engrenagens que impele o combustível da zona de alimentação até a bomba de alta pressão.
Ambas as bombas são acionadas por um eixo comum. Esse eixo é acionado por uma correia dentada que é movimentada pela árvore de manivelas.
Bomba de alta pressão com bomba de engrenagens Êmbolo da bomba Orifício calibrado Êmbolo estrangulador Válvula de saída para o Rail Retorno para depósito Alimentação proveniente do depósito Válvula de entrada Válvula dosificadora de combustível N290 Válvula de segurança Bomba de engrenagens
Bomba de engrenagens
A bomba de engrenagens é uma bomba de pré-alimentação puramente mecânica. É acionada pelo mesmo eixo que movimenta a bomba de alta pressão.
A bomba de engrenagens tem a função de aumentar a pressão do combustível fornecida previamente por duas bombas elétricas. Isso garante que a bomba de alta pressão sempre receba combustível em qualquer condição de funcionamento do motor.
Arquitetura
Duas engrenagens que giram em sentido contrário estão abrigadas dentro da
carcaça da bomba. Uma das engrenagens é impulsionada por um eixo de
acionamento comum que também aciona a bomba de alta pressão.
Funcionamento
Quando as engrenagens giram, o
combustível é arrastado entre os dentes das engrenagens e entregue ao lado impelente que está localizado junto à parede interna da bomba . A partir deste ponto o combustível é conduzido para bomba de alta pressão. O pleno engrenamento entre os dentes das
engrenagens impede que o combustível retorne.
A válvula de segurança abre quando a pressão do combustível, no lado impelente da bomba de engrenagens, excede 5.5 bar. Desta forma, o combustível retorna para o lado aspirante da bomba de engrenagens.
Engrenagem de acionamento Entrada de combustível Saída de combustível Válvula de segurança Eixo de acionamento Eixo de acionamento
Válvula dosificadora de combustível N290
Funcionamento da válvula dosificadora de combustível N290 – desenergizada
Se a válvula dosificadora de combustível N290 está desenergizada, a mesma está aberta. O êmbolo estrangulador é deslocado para esquerda pela força da mola e libera a passagem mínima de combustível para a bomba de alta pressão. Desta forma, apenas uma pequena quantidade de combustível entra na câmara de compressão da bomba de alta pressão A válvula dosificadora de combustível está
integrada à bomba de alta pressão. Ela se encarrega de regular a quantidade do combustível na zona de alta pressão em função da demanda.
A vantagem disso é que a bomba de alta pressão só gera a pressão necessária de acordo com as condições de funcionamento momentâneas do motor. Desta forma é reduzida a potência consumida pela bomba de alta pressão e evita o aquecimento
desnecessário do combustível. Êmbolo da bomba Orifício calibrado Êmbolo estrangulador Válvula de saída para o Rail Retorno para depósito Alimentação proveniente do depósito Válvula de entrada Válvula dosificadora de combustível N290 Válvula de segurança N290
Funcionamento da válvula dosificadora de combustível N290 – energizada
Para aumentar a quantidade de combustível que flui para a bomba de alta pressão, a válvula N290 é energizada pela Unidade de Controle do motor J623 por um sinal PWM (largura de pulso modulado).
De acordo com o sinal PWM que a válvula N290 recebe é liberado um maior ou menor fluxo de combustível. Isso resulta em uma maior pressão de controle, que age no êmbolo estrangulador deslocando-o para à direita. A variação na proporção de ligado-desligado do sinal PWM altera a pressão de controle e consequentemente a posição do êmbolo estrangulador. À medida que a pressão de controle diminui, e o êmbolo estrangulador se desloca para à esquerda, diminui a entrada de combustível na bomba de alta pressão.
Efeitos em caso de avaria
O sistema de gerenciamento do motor passa a operar em modo de emergência e a potência do motor é reduzida.
Sinal PWM
O sinal PWM é um sinal modulado em largura de pulso. Trata-se de um sinal de onda quadrada com tempo de ativação (ligado) variável e uma frequência fixa.
Com a variação do tempo de ativação (ligado) da válvula N290 podemos modificar, por exemplo, a pressão de controle e consequentemente a posição do êmbolo
estrangulador.
Pequena largura de pulso = Menor fluxo de combustível para bomba de
Grande largura de pulso = Maior fluxo de combsutível para bomba
U Tensão (Volts) t Tempo f Duração do ciclo (frequência) fpw Largura (tempo do Êmbolo da bomba Êmbolo estrangulador Válvula de saída para o Rail Retorno para depósito Alimentação proveniente do depósito Válvula de entrada Válvula dosificadora de combustível N290 Válvula de segurança
Funcionamento
O eixo de acionamento da bomba de alta pressão possui um excêntrico, que atua
através de um disco de elevação, provocando um movimento ascendente e descendente nos três êmbolos da bomba que estão dispostos radialmente a 120°.
Bomba de alta pressão
A bomba de alta pressão é uma versão com três êmbolos radiais. É acionada em conjunto com a bomba de engrenagens pelo eixo de acionamento.
A bomba de alta pressão tem a função de gerar a alta pressão de combustível até 1600 bar, que é necessária para a injeção de combustível.
Devido aos três êmbolos da bomba estarem dispostos 120° um do outro, os esforços de acionamento da bomba são equilibrados e as variações de pressão do acumulador de pressão (Rail) são minimizadas.
Eixo de acionamento
Bomba de engrenagens
Bomba de alta pressão
Excêntrico Eixo de acionamento Disco de elevação Casquilho Êmbolo da bomba Excêntrico Eixo de acionamento Casquilho
Conduto anelar da bomba de engrenagens
Conduto anelar da bomba de alta pressão
Disco de elevação Válvula dosificadora de combustível Conexão para o Rail Retorno
Alimentação
Curso de sucção
O movimento descendente do êmbolo da bomba leva a um aumento no volume da câmara de compressão. Isto faz com que a pressão do combustível dentro da câmara de compressão diminua. Devido à pressão gerada pela bomba de engrenagens, o combustível pode fluir para a câmara de compressão através da válvula de entrada.
Curso de pressurização
A pressão na câmara de compressão aumenta quando o êmbolo da bomba começa a se mover para cima. Como resultado, o disco da válvula de entrada é empurrada para cima, fechando a câmara de compressão. A pressão continua a aumentar devido ao êmbolo continuar se movendo para cima. Assim que a pressão do combustível na câmara de compressão excede à pressão da zona de alta pressão, a válvula de saída se abre e o combustível entra no acumulador de alta pressão (Rail).
Válvula de entrada Conduto anelar da bomba de engrenagens Conduto anelar da Válvula de saída Conduto anelar da bomba de engrenagens Mola de compressão Válvula de entrada Válvula de saída Câmara de compressão Êmbolo da bomba Disco de elevação Excêntrico Eixo de acionamento
Acumulador de alta pressão (Rail)
O acumulador de alta pressão é um tubo de aço forjado que tem a função de armazenar o combustível em alta pressão necessário para a injeção em todos os cilindros do motor. Arquitetura
No acumulador de alta pressão encontramos a conexão de alimentação de combustível procedente da bomba de alta pressão e também as conexões para os injetores, a válvula reguladora da pressão do combustível N276 e o sensor de pressão do combustível G247.
Funcionamento
O combustível do acumulador de alta pressão (Rail) está constantemente submetido a uma alta pressão. Quando o combustível é retirado do acumulador de alta pressão para injeção, a pressão dentro do acumulador permanece constante em função do grande volume.
As flutuações da pressão, que podem ser originadas devido à alimentação pulsante de combustível para o acumulador de alta pressão via bomba de alta pressão, são compensadas pelo grande volume do acumulador de alta pressão e por um restritor implantado na linha de alimentação do Rail proveniente da bomba de alta pressão.
Acumulador de alta pressão (Rail)
Sensor de pressão do combustível G247
Sensor de pressão do combustível G247
O sensor de pressão do combustível está localizado no acumulador de alta pressão (Rail). Sua função é determinar a pressão momentânea do combustível na zona de alta pressão.
Funcionamento
O sensor de pressão do combustível G247 contém um elemento sensor, que é
composto de um diafragma de aço onde está fixado um extensômetro.
Através da conexão de alta pressão é
aplicada a pressão do combustível contra o diafragma de aço. No caso de uma variação da pressão, a deflexão do diafragma de aço muda, fazendo com que a resistência do extensômetro altere o seu valor.
O analisador eletrônico calcula um sinal de tensão a partir do valor da resistência medida e transmite esta tensão para a Unidade de Controle do motor J623. Com o auxílio de uma curva característica armazenada na Unidade de Controle J623 é calculada a pressão momentânea do combustível.
Efeitos em caso de avaria
Extensômetro
Terminal elétrico
Diafragma de aço
Analisador eletrônico
Em caso de ausência do sinal do sensor de pressão do combustível, a Unidade de
Controle do motor J623 emprega um valor fixo para efetuar os cálculos e a potência do motor é reduzida.
A válvula reguladora da pressão de combustível está localizada no acumulador de alta pressão (Rail). A válvula N276 é utilizada para ajustar a pressão de combustível na zona de alta pressão. Para fazer este ajuste a válvula N276 é energizada pela Unidade de Controle do motor J623. Dependendo da condição de funcionamento do motor, a pressão é ajustada entre 230 e 1600 bar.
Se a pressão do combustível na zona de alta pressão é muito alta, a válvula N276 abre, de modo que parte do combustível possa retornar para o reservatório através da tubulação de retorno. Se a pressão do combustível na zona de alta pressão estiver muito baixa, a válvula N276 fecha o retorno de combustível, não permitindo que o mesmo retorne para o reservatório.
Válvula reguladora da pressão de combustível N276
Válvula reguladora da pressão de combustível N276
Funcionamento
Válvula reguladora em repouso (motor desligado)
Se a válvula N276 não for energizada, a agulha da válvula é mantida em seu assento através da força exercida pela mola. Desta forma a zona de alta pressão está separada do retorno do combustível.
A mola pressiona a agulha da válvula de tal maneira que a pressão do combustível é de aproximadamente 80 bar no acumulador de alta pressão (Rail).
Bobina eletromagnética Rail Agulha da válvula Terminal elétrico Induzido da válvula Mola da válvula Retorno para o depósito
Válvula reguladora mecanicamente aberta Se a pressão de combustível no
acumulador de alta pressão é maior que a força da mola, a válvula reguladora abre e o combustível flui para o reservatório através do retorno de combustível.
Válvula reguladora energizada (motor em funcionamento) Para manter uma pressão operacional de
230 a 1600 bar no acumulador de alta pressão, a válvula reguladora é energizada pela Unidade de Controle do motor J623 utilizando um sinal PWM. Isso gera um campo eletromagnético na solenóide. O induzido da válvula é atraído e pressiona a agulha da válvula contra o seu assento.
A pressão do combustível no acumulador de alta pressão se opõe à força eletromagnética e à força da mola. Dependendo da proporção “ligado/desligado” do sinal PWM é
modificada a secção de passagem para o conduto de retorno, e com isso a quantidade de combustível que retorna pode variar.
Desta forma, também é possível compensar as oscilações de pressão no acumulador de alta pressão (Rail).
Efeitos em caso de avaria
No caso de avaria da válvula reguladora da pressão de combustível N276, o motor não pode entrar em funcionamento pois não é possível gerar uma alta pressão de combustível suficiente para ocorrer a injeção.
Controle da alta pressão de combustível
No sistema de injeção Common Rail da Crafter, a alta pressão de combustível é
controlada pelo chamado conceito de dupla regulagem. Dependendo da condição de funcionamento do motor, a alta pressão de combustível é controlada pela
válvula reguladora da pressão de combustível N276, ou pela válvula dosificadora de combustível N290. Para efetuar o controle, as válvulas são acionadas pela Unidade de Controle do motor com um sinal modulado em largura dos pulsos (PWM).
Conceito de dupla regulagem
Regulagem através da válvula reguladora da pressão de combustível N276
Para aquecer rapidamente o combustível, estando com o motor frio, a bomba de alta pressão impele e comprime uma maior quantidade de combustível do que o necessário. O excesso de combustível Volta de forma controlada ao sistema de retorno, através da válvula N276.
Regulagem através da válvula dosificadora de combustível N290
Ao trabalhar com altas quantidades injetadas e altas pressões no Rail, a alta pressão de combustível é regulada pela válvula N290. Isto é traduzido em uma regulagem da alta pressão de combustível, de acordo com a necessidade.
A potência absorvida pela bomba de alta pressão é reduzida para evitar o aquecimento desnecessário do combustível.
Quantidade injetada
Regime do motor
Regulagem da alta pressão através da válvula reguladora da pressão de combustível N276 Regulagem da alta pressão através da válvula dosificadora de combustível N290
Sensor de temperatura do combustível G81
Sensor de temperatura do combustível G81
O sensor de temperatura do
O sensor de temperatura do combustível está localizado no tubo de alimentação dacombustível está localizado no tubo de alimentação da
bomba de alta pressão. Com este
bomba de alta pressão. Com este sensor é determinada a temperatura momentânea dosensor é determinada a temperatura momentânea do
combustível.
combustível.
Aplicações do sinal
Aplicações do sinal
A Unidade de Controle do motor J623 usa o sinal do sensor de temperatura G81 para
A Unidade de Controle do motor J623 usa o sinal do sensor de temperatura G81 para
calcular a densidade do combustível. Isso serve
calcular a densidade do combustível. Isso serve como uma variável de como uma variável de correção paracorreção para
calcular a quantidade de injeção,
calcular a quantidade de injeção, regular a pressão do combustível no acumulador deregular a pressão do combustível no acumulador de
alta pressão (Rail) e para regular a
alta pressão (Rail) e para regular a quantidade de combuquantidade de combustível que entra na bomba destível que entra na bomba de
alta pressão.
alta pressão.
Para proteger a
Para proteger a bomba de alta pressão contra bomba de alta pressão contra temperaturas excessivas do combustível,temperaturas excessivas do combustível,
a potência do motor é
a potência do motor é limitada para proteger a limitada para proteger a bomba de alta pressão. Como resultado,bomba de alta pressão. Como resultado,
a quantidade de combustível a ser comprimida na bomba de alta pressão é reduzida e a
a quantidade de combustível a ser comprimida na bomba de alta pressão é reduzida e a
temperatura do
temperatura do combustível diminui.combustível diminui.
Efeitos em caso de avaria
Efeitos em caso de avaria
Em caso de avaria no sensor de temperatura, a Unidade de Controle do motor J623
Em caso de avaria no sensor de temperatura, a Unidade de Controle do motor J623
usa um valor fixo
usa um valor fixo para propósitos de cálculo.para propósitos de cálculo.
Sensor de temperatura do
Sensor de temperatura do
combustível G81
Válvula reguladora da pressão de
Válvula reguladora da pressão de retornoretorno
A válvula reguladora da pressão de
A válvula reguladora da pressão de retorno é uma válvula puramente mecânica.retorno é uma válvula puramente mecânica.
Está localizada entre a tubulação de retorno dos injetores e o sistema de retorno de
Está localizada entre a tubulação de retorno dos injetores e o sistema de retorno de
combustível.
combustível.
Missão
Missão
A válvula reguladora da pressão de
A válvula reguladora da pressão de retorno mantém uma pressão de combustívelretorno mantém uma pressão de combustível
de aproximadamente 10 bar. Esta pressão de
de aproximadamente 10 bar. Esta pressão de combustível é necessária para ocombustível é necessária para o
funcionamen
funcionamento dos to dos injetores.injetores.
Funcionamento
Funcionamento
Durante o funcionamento do motor, o combustível sai dos injetores e
Durante o funcionamento do motor, o combustível sai dos injetores e passa através dapassa através da
válvula reguladora da pressão de retorno. Se
válvula reguladora da pressão de retorno. Se a pressão de a pressão de retorno dos injetores superarretorno dos injetores superar
10 bar, a esfera sai de
10 bar, a esfera sai de seu assento vencendo a força da mola. Então, o combustívelseu assento vencendo a força da mola. Então, o combustível
passa pela válvula aberta, retornando para o
passa pela válvula aberta, retornando para o reservatório de combustível.reservatório de combustível.
Válvula reguladora da pressão de retorno
Válvula reguladora da pressão de retorno
Esfera Esfera Retorno ao Retorno ao depósito depósito Retorno dos Retorno dos injetores injetores Mola de compressão Mola de compressão
SISTEMA DE INJEÇÃO COMMON RAIL - EDC 16 E EDC 17
SISTEMA DE INJEÇÃO COMMON RAIL - EDC 16 E EDC 17
Injetores
Injetores
Os injetores estão instalados no cabeçote do motor. Eles têm a tarefa de injetar a
Os injetores estão instalados no cabeçote do motor. Eles têm a tarefa de injetar a
quantidade correta de combustível nas câmaras de combustão no momento adequado.
quantidade correta de combustível nas câmaras de combustão no momento adequado.
O motor de 2.5
O motor de 2.5 l l TDI TDI é equipado com injetores piezoelétricos. Nesse caso, os injetoresé equipado com injetores piezoelétricos. Nesse caso, os injetores
são controlados através de um atuador piezoelétrico. A
são controlados através de um atuador piezoelétrico. A velocidade de comutação develocidade de comutação de
um atuador piezoelétrico é aproximadamente quatro vezes maior do
um atuador piezoelétrico é aproximadamente quatro vezes maior do que de uma válvulaque de uma válvula
eletromagnética.
eletromagnética.
Em comparação com os injetores controlados por válvula eletromagnética, a tecnologia
Em comparação com os injetores controlados por válvula eletromagnética, a tecnologia
dos injetores piezoelétricos tem aproximadamente 75% menos massa móvel na agulha
dos injetores piezoelétricos tem aproximadamente 75% menos massa móvel na agulha
do injetor.
do injetor.
Isso resulta nas seguintes vantagens:
Isso resulta nas seguintes vantagens:
menor tempo de comutação,
menor tempo de comutação,
9
9
possibilidad
possibilidade de executar e de executar várias injeções em cada várias injeções em cada ciclo de trabalho,ciclo de trabalho,
9
9
controle extremamente preciso das quantidades injetadas.
controle extremamente preciso das quantidades injetadas.
9 9 Agulha do injetor Agulha do injetor Atuador piezoelétrico Atuador piezoelétrico Alimentação de combustível Alimentação de combustível
(conexão alta pressão)
Ciclo de injeção
Ciclo de injeção
Devido aos tempos breves de comutação dos injetores piezoelétricos é possível controlar, de
Devido aos tempos breves de comutação dos injetores piezoelétricos é possível controlar, de
forma flexível e precisa, as fases de injeção (pré e pós-injeção) e as quantidades injetadas.
forma flexível e precisa, as fases de injeção (pré e pós-injeção) e as quantidades injetadas.
Como resultado disso, a sequência de injeção pode ser adaptada em função das condições
Como resultado disso, a sequência de injeção pode ser adaptada em função das condições
de funcionamento do motor. Até cinco injeções parciais podem ser executadas em cada
de funcionamento do motor. Até cinco injeções parciais podem ser executadas em cada
sequência de injeção.
sequência de injeção.
Pré-injeção
Pré-injeção
Uma pequena quantidade de combustível é injetada na câmara de combustão antes da injeção
Uma pequena quantidade de combustível é injetada na câmara de combustão antes da injeção
principal, levando a um
principal, levando a um aumento de temperatura e aumento de temperatura e pressão na câmara pressão na câmara de combustão. de combustão. ComCom
isso, diminui o atraso da autocombustão da injeção principal, o coeficiente de aumento da
isso, diminui o atraso da autocombustão da injeção principal, o coeficiente de aumento da
pressão e os picos de pressão na câmara de combustão. Isso leva a um baixo nível de ruído de
pressão e os picos de pressão na câmara de combustão. Isso leva a um baixo nível de ruído de
combustão e baixas emissões de escape. O número, o tempo e as quantidades de combustível
combustão e baixas emissões de escape. O número, o tempo e as quantidades de combustível
da pré e pós injeção dependem das condições
da pré e pós injeção dependem das condições
momentâneas de funcionamento do motor.
momentâneas de funcionamento do motor.
Quando o motor está frio e funcionando em
Quando o motor está frio e funcionando em
baixos regimes de rotação são realizadas
baixos regimes de rotação são realizadas
duas pré-injeções devido a razões acústicas.
duas pré-injeções devido a razões acústicas.
Com maiores regimes de rotação e carga no
Com maiores regimes de rotação e carga no
motor, apenas uma pré-injeção é realizada,
motor, apenas uma pré-injeção é realizada,
para reduzir emissões de escape.
para reduzir emissões de escape.
Nenhuma pré-injeção é realizada em plena
Nenhuma pré-injeção é realizada em plena
carga e altas rotações, porque uma grande
carga e altas rotações, porque uma grande
quantidade de combustível deve ser injetada
quantidade de combustível deve ser injetada
de uma só vez para alcançar um alto grau
de uma só vez para alcançar um alto grau
de eficiência.
de eficiência.
Injeção principal
Injeção principal
Após a pré-injeção há um breve intervalo antes que a
Após a pré-injeção há um breve intervalo antes que a quantidade da injeção principal sejaquantidade da injeção principal seja
injetada na câmara de combustão.
injetada na câmara de combustão.
O valor da pressão de injeção permanece praticamente invariável durante toda a
O valor da pressão de injeção permanece praticamente invariável durante toda a sequência desequência de
injeção.
injeção.
Pós-injeção
Pós-injeção
Para regenerar o filtro de partículas, duas pós-injeções são realizadas. Essas duas
Para regenerar o filtro de partículas, duas pós-injeções são realizadas. Essas duas
pós-injeções aumentam a temperatura dos gases de escape, para que
pós-injeções aumentam a temperatura dos gases de escape, para que ocorra a combustão dasocorra a combustão das
partículas de fuligem que estão no filtro de partículas.
partículas de fuligem que estão no filtro de partículas.
Tensão de excitação (Volts)
Tensão de excitação (Volts)
Injeção (quantidade injetada)
Injeção (quantidade injetada)
Pré-injeção Pré-injeção Injeção principal Injeção principal Pós-injeção Pós-injeção
SISTEMA DE INJEÇÃO COMMON RAIL - EDC 16 E EDC 17
SISTEMA DE INJEÇÃO COMMON RAIL - EDC 16 E EDC 17
Atuador Piezoelétrico
Um atuador piezoelétrico é utilizado para controlar os injetores. Está localizado no interior da carcaça do injetor. É excitado pela Unidade de Controle do motor J623,
através de uma conexão elétrica. O atuador piezoelétrico possui uma alta velocidade de comutação. Comuta em menos que dez milésimos de segundo. O efeito piezoelétrico inverso é utilizado para controlar o atuador piezoelétrico.
Efeito piezoelétrico
Piezo (grego) = pressão
Elementos piezoelétricos são utilizados frequentemente em sensores. Nesse caso, a pressão aplicada no elemento piezoelétrico é convertida em uma tensão elétrica mensurável. Este comportamento de uma estrutura cristalina recebe o nome de efeito pieozelétrico.
Efeito piezoelétrico inverso
O efeito piezoelétrico é empregado de forma inversa no atuador piezoelétrico. Nesse
caso, uma tensão é aplicada no elemento piezoelétrico e a estrutura cristalina reage com a variação de seu comprimento.
O atuador piezoelétrico é formado de vários elementos piezoelétricos, para conseguir um deslocamento suficiente para controlar o injetor.
Ao aplicar uma tensão, o atuador
piezoelétrico se expande em até 0,03 mm (para propósitos de comparação: um
cabelo humano possui um diâmetro de aproximadamente 0,06 mm). Comprimento inicial + variação Estrutura cristalina Elementos piezoelétricos Êmbolo acoplador
Os atuadores piezoelétricos são energizados com uma tensão de 110 a 148 V. Observe sempre as instruções de segurança no Manual de Reparação.
Módulo acoplador em repouso
Módulo acoplador acionado
Êmbolo acoplador
Válvula de comando Êmbolo da válvula
Módulo acoplador
O módulo acoplador é composto do êmbolo acoplador e do êmbolo de válvula. O módulo acoplador atua da mesma maneira que um cilindro hidráulico. Converte hidraulicamente a mudança de comprimento do atuador piezoelétrico (expansão) em movimento para acionar a válvula de controle. Graças à transmissão de força hidráulica, a abertura de válvula de comando é suavizada, e a injeção é controlada precisamente.
Princípio Hidráulico
A relação entre a área do êmbolo acoplador e a válvula de comando é muitas vezes maior. Como resultado, a válvula de comando pode ser acionada pelo módulo acoplador mesmo com a maior pressão existente no Rail.
A válvula reguladora da pressão de retorno mantém uma pressão de combustível
de aproximadamente 10 bar no módulo acoplador. Essa pressão de combustível é utilizada como um “colchão de pressão” para a transmissão da força hidráulica entre o êmbolo acoplador e o êmbolo da válvula. Vantagens da transmissão de força
hidráulica:
reduzidas forças de fricção,
9
amortecimento dos componentes
9
móveis,
compensação das variações de
9
comprimento causadas por dilatação térmica,
ausência de força mecânica atuando na
9 agulha do injetor. Êmbolo acoplador Colchão de pressão Válvula de comando Êmbolo da válvula Relações de áreas entre os êmbolos
Retorno de combustível Atuador piezoelétrico Agulha da válvula Mola da agulha da válvula Combustível sob alta pressão Válvula de comando Mola da válvula de comando
Injetor na posição de repouso
Na posição de repouso, o injetor encontra-se fechado e o atuador piezoelétrico não está energizado. Na câmara de controle, na agulha do injetor e na válvula de comando está
aplicada a alta pressão do combustível. A válvula de comando é pressionada contra o seu assento pela alta pressão de combustível em conjunto com a força da mola. Desta forma, a zona de alta pressão de combustível permanece separada do sistema de retorno de combustível. A agulha é fechada pela alta pressão de combustível presente na câmara de controle que se encontra acima da agulha e pela força da mola.
A válvula reguladora da pressão de retorno mantém uma pressão de aproximadamente 10 bar na linha de retorno do combustível dos injetores.
Retorno de combustível Atuador piezoelétrico Agulha da válvula Mola da agulha da válvula Combustível sob alta pressão Válvula de comando Mola da válvula de comando Câmara de controle Início da injeção
A Unidade de Controle do motor J623 é responsável por iniciar o processo de
injeção. Para isso, a J623 energiza o atuador piezoelétrico.
O atuador piezoelétrico se expande ao ser energizado e transfere esse movimento ao êmbolo acoplador.
O movimento de descida do êmbolo acoplador gera uma pressão hidráulica no módulo
acoplador, que age na válvula de comando através do êmbolo de válvula.
A válvula de comando abre devido à força do módulo acoplador, e libera a passagem do combustível que está em alta pressão para o conduto de retorno do combustível. O combustível da câmara de controle flui através do estrangulador de saída para o retorno. Isto faz com que a pressão do combustível existente acima da agulha caia instantaneamente. A agulha se afasta de seu assento e a injeção começa.
Estrangulador de saída
Retorno de combustível Atuador piezoelétrico Agulha da válvula Mola da agulha da válvula Combustível sob alta pressão Válvula de comando Estrangulador de entrada Mola da válvula de comando Final da injeção
O processo de injeção é finalizado quando o a Unidade de Controle do motor J623 deixa de energizar o atuador piezoelétrico, e o mesmo Volta à sua posição de repouso.
Os dois êmbolos do módulo acoplador se movem para cima e a válvula de comando é pressionada contra o seu assento. Desta forma bloqueia a passagem do combustível em alta pressão para o conduto de retorno do combustível. Através do estrangulador de entrada o combustível flui até a câmara de controle que está acima da agulha. A pressão do combustível na câmara de controle
aumenta até atingir novamente a pressão do Rail e fecha a agulha. O processo de injeção termina e o injetor se encontra novamente na posição de repouso.
A quantidade injetada é determinada através do tempo que o atuador piezoelétrico
permanece energizado e de acordo com a pressão do Rail. Devido aos breves tempos de comutação do atuador piezoelétrico é possivel efetuar várias injeções por ciclo de trabalho e ajustar com precisão a quantidade injetada.
Se um injetor é substituído, ele deve ser adaptado à Unidade de Controle do motor por meio do VAS 505X. A calibração da injeção deve ser executada seguindo as orientações da Localização de Falhas Assistidas ou Funções Guiadas.
Valor IMA
Cada injetor possui impresso em seu corpo um valor de adaptação de 7 caracteres. Este valor de calibração pode ser composto de letras ou números.
O valor IMA é determinado em um teste durante o processo de produção dos
injetores. Ele expressa a diferença entre o valor nominal e o valor real que é injetado por este injetor.
O valor IMA permite que a Unidade de Controle do motor J623 calcule, de
modo preciso, os tempos de energização necessários para que cada injetor alcance o valor nominal de injeção.
Calibração da injeção (IMA)
A calibração da injeção (IMA - Injektor-Mengen-Abgleich) é uma função de software da Unidade de Controle do motor J623, que é utilizada para energização específica de cada um dos injetores.
Essa função é utilizada para corrigir individualmente a quantidade injetada em cada um dos injetores. A precisão do sistema de injeção aumenta devido a esta função.
Graças à calibração da injeção são balanceadas as diferenças de injeção entre os injetores, que são causadas por tolerâncias de produção.
Os objetivos dessa calibração são: reduzir o consumo de combustível,
9
reduzir as emissões dos gases de
9
escapamento,
produzir um funcionamento mais suave
9
do motor.
Valor IMA
Regulagem da pressão de sobrealimentação
A regulagem da pressão de sobrealimentação regula a quantidade de ar que é comprimida pelo turbocompressor.
O turbocompressor aumenta a pressão no lado de admissão do motor, promovendo a entrada de uma maior quantidade de ar nos cilindros durante a fase de admissão. Desta forma, temos disponível mais oxigênio para a combustão e consequentemente uma maior quantidade de combustível. Como resultado obtemos um incremento da potência, sem ter que aumentar a cilindrada do motor.
Com o emprego de um intercooler também conseguimos um aumento da potência. O ar aspirado, através do filtro para a combustão, é aquecido intensamente durante o seu trajeto até o motor, principalmente ao passar pelo turbocompressor. Devido a isso a densidade do ar diminui, o que diminui a quantidade de oxigênio disponível para a
combustão. No intercooler o ar é resfriado, o que faz com que a sua densidade aumente novamente. No próximo passo o ar é forçado a entrar na câmara de combustão.
Legenda:
1 - Sistema de vácuo
2 - Unidade de Controle do motor J623 3 - Ar admitido
4 - Intercooler
5 - Válvula eletromagnética para
limitação da pressão de carga N75 6 - Compressor do turbo
7 - Atuador
8 - Turbina de escape com aletas variáveis. 9 - Sensor de pressão de carga G31
(sobrealimentação) sensor de temperatura de admissão de ar G42
SISTEMA DE ADMISSÃO DE AR
1 2 4 3 9 5 6 8 7Sensor de pressão de sobrealimentação G31 e Sensor de temperatura do ar de admissão G42
O Sensor de pressão de sobrealimentação G31 e Sensor de temperatura do ar de admissão G42 estão integrados no mesmo componente e ficam localizados no coletor de admissão.
Sensor de pressão de sobrealimentação G31 Aplicações do sinal
Com o sinal do sensor de pressão de sobrealimentação G31 é determinado a pressão momentânea do ar no coletor de admissão. A Unidade de Controle do motor usa este sinal para regular a pressão de sobrealimentação.
Efeitos em caso de avaria
No caso de falha deste sinal não existe nenhuma função substitutiva.
A regulagem da pressão de sobrealimentação é desativada e a potência do motor diminui de forma significativa.
Sensor de temperatura do ar de admissão G42 Aplicações do sinal
O sinal de temperatura do ar de admissão G42 é utilizado pela Unidade de Controle do Motor para regular a pressão de sobrealimentação. Como a temperatura influi na densidade do ar de sobrealimentação, a Unidade de Controle do motor utiliza este sinal como um valor de correção.
Válvula eletromagnética para limitação da pressão de sobrealimentação N75
A válvula eletromagnética para limitação da pressão de sobrealimentação é uma válvula eletropneumática. Fica localizada no compartimento do motor do veículo. Com esta válvula controla-se o vácuo necessário no atuador para regular a posição das aletas do turbocompressor. Efeitos no caso de avaria
No caso de falha na N75 não é aplicado vácuo no atuador. Uma mola no atuador desloca a regulagem do mecanismo de modo que as aletas fiquem posicionadas em um ângulo de emergência. Nesta condição, como o sistema de regulagem do turbocompressor está inoperante, o motor gera uma baixa potência em baixas rotações.
SISTEMA DE CONTROLE DE EMISSÕES
Recirculação dos gases de escape
A recirculação dos gases de escape é uma medida destinada a reduzir as emissões de óxidos de nitrogênio. Com a recirculação, uma parte dos gases de escape Volta a alimentar o processo de combustão.
Com isto, é reduzido o conteúdo de oxigênio na mistura ar/combustível, reduzindo a velocidade de combustão. Assim, a temperatura máxima de combustão diminui, reduzindo a emissão de óxido de nitrogênio.
A quantidade de gases de escape recirculada é controlada através do acionamento da válvula de recirculação de gases de escape, de acordo com o mapeamento programado na Unidade de Controle do motor.
A quantidade de gases, recirculada, depende fundamentalmente da rotação do motor, quantidade injetada, massa de ar admitido e pressão do ar.
No sistema de escape é utilizado, antes do filtro de partículas, uma sonda de banda larga.
Com esta sonda, pode-se detectar o conteúdo de oxigênio nos gases de escape, em uma extensa faixa de medição.
Legenda
1 - Ar admitido
2 - Válvula borboleta do coletor de admissão
com sensor de posição e motor para válvula do coletor de admissão V157
3 - Válvula de recirculação de gases de escape
com potenciômetro de recirculação dos gases de escapamento G212 e Válvula para
recirculação dos gases de escapamento N18
4 - Unidade de Controle do motor
5 - Conduto de alimentação de gases de escape 6 - Sensor de temperatura do líquido de
arrefecimento G62
7 - Sonda Lamba G39
8 - Coletor de escapamento
9 - Turbocompressor
10 - Radiador para recirculação de gases de
escape
11 - Válvula comutadora para trocador de calor da
recirculação dos gases de escape N345
1 1 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2
Válvula para recirculação de gases de escape fechada
Válvula para recirculação de gases de escape aberta Conector Válvula Mola Motor elétrico Placa guia G212 Potenciômetro de recirculaçao de gases de escapamento Excêntrico
Entrada dos gases de escape
No motor 2.5 l TDI da Crafter é aplicado uma válvula de recirculação de gases de escape com acionamento elétrico. A válvula para recirculação dos gases de escapamento N18 é montada no fluxo de entrada do coletor de admissão. Nesta válvula está integrado o potenciômetro de recirculação dos gases de escapamento G212. A válvula para recirculação dos gases de escapamento com acionamento elétrico possibilita uma regulagem isenta de escalonamentos,
permitindo uma regulagem exata dos gases de escape recirculados.
Válvula para recirculação dos gases de escape N18
A válvula para recirculação de gases de escapamento N18 é uma válvula com um motor elétrico para o seu acionamento. Este motor elétrico pode ajustar a válvula sem escalonamento. O giro do motor elétrico é transformado em movimento linear, através de um excêntrico e uma placa guia. A quantidade de gás recirculada é controlada
Para o sistema de recirculação dos gases de escape, o sinal da sonda lambda é utilizado como fator de correção para regular a quantidade de gases de escape para recirculação. Se o conteúdo de oxigênio dos gases de escape difere do valor teórico programado para recirculação de gases de escape, a Unidade de Controle do motor excita a válvula N18 e altera a quantidade de gases de escape recirculado.
O radiador para recirculação de gases de escape reduz a temperatura da combustão
resfriando os gases de escape recirculados, o que permite recircular uma maior quantidade de gases de escape.
Efeitos em caso de avaria
No caso de eventual falha da válvula N18, a válvula é fechada através da ação da mola. Nesta condição, os gases de escape não são recirculados.
Potenciômetro de recirculação de gases de escapamento G212
O potenciômetro de recirculação de gases de escapamento G212 detecta a posição da válvula. Através do deslocamento da placa guia (subindo ou descendo) é controlada a quantidade de gases de escape que são recirculados no coletor de admissão.
Arquitetura
O potenciômetro G212 está integrado à tampa plástica da válvula de recirculação de gases de escape. É composto de um sensor Hall e um ímã permanente, que é movimentado para cima e para baixo através da placa guia. O movimento do ímã é detectado sem contato físico pelo sensor Hall. Com a variação do campo magnético é calculado o deslocamento de abertura da válvula.
Aplicações do sinal
Com este sinal, a Unidade de Controle do motor detecta a posição momentânea da válvula. A quantidade de gases de escape recirculados e a quantidade de óxido de nitrogênio contidos nos gases de escapamento são controlados através desta informação.
Efeitos no caso de avaria
Em uma eventual falha do sensor, a
recirculação de gases de escape é desativada. O acionamento da válvula de recirculação de gases de escape é desativada (não recebe mais corrente) e a mola fecha a válvula.
Ímã permanente Sensor Hall
Placa guia
O radiador para recirculação de gases de escape se encarrega de refrigerar os gases de escape que serão recirculados.
Desta forma é reduzida a temperatura de combustão o que torna possível a
recirculação de uma grande quantidade de gases de escape.
Nas versões de motor que atendem à Norma de emissões de poluentes EU4 é utilizado um radiador comutável para a recirculação dos gases de escape. Desta forma, o motor e o filtro de partículas alcançam mais rapidamente as suas
temperaturas de funcionamento. Os gases de escape não são resfriados até que
o motor alcance a sua temperatura de funcionamento.
Radiador para recirculação de gases de escape
Conexão para líquido de arrefecimento
Conduto de refrigeração
Conduto by pass
A refrigeração dos gases de escape encontra-se desativada quando o líquido de arrefecimento tem uma temperatura inferior a 34ºC. Nesta condição,
a borboleta fecha os condutos de
refrigeração enquanto o conduto by pass
encontra-se aberto. Os gases de escape passam sem refrigeração para o coletor de admissão.
O fluxo de gases de escape sem
refrigeração durante a partida a frio do motor permite alcançar mais rapidamente a temperatura de trabalho do motor e do catalisador.
Por esse motivo, os condutos de refrigeração são mantidos fechados
(refrigeração desativada) até que alcancem as condições para comutação.
Refrigeração dos gases de escape desativada
Refrigeração dos gases de escape ativada A partir do momento que o líquido de
arrefecimento alcança a temperatura de 35ºC entra em ação o radiador de gases de escape, a borboleta fecha o
conduto by pass. Para fechar a borboleta,
a Unidade de Controle do Motor excita a válvula comutadora para trocador de calor da recirculação dos gases de escape N345. Os gases de escape recirculados passam agora através dos condutos de refrigeração.
Com a alimentação de gases de escape refrigerados é reduzida a formação
de óxidos de nitrogênio na câmara de combustão, particularmente nas altas temperaturas de combustão.
Funcionamento
Atuador
A borboleta fecha o conduto by pass e os condutos
de refrigeração ficam abertos
A borboleta fecha os condutos de refrigeração e o conduto by pass fica aberto
A válvula comutadora para trocador de calor da recirculação dos gases de escape é uma versão eletropneumática. Está
localizada no compartimento do motor e sua função é fornecer o vácuo necessário para a comutação do atuador do radiador para recirculação de gases de escape.
Efeitos em caso de avaria
No caso de uma eventual falha, o atuador da borboleta by pass do radiador para
recirculação de gases de escape deixa de ser acionado. A borboleta by pass permanece
aberta, quando é ativada a recirculação de gases de escape. Isto faz com que a temperatura de funcionamento do sistema seja atingida num tempo maior.
Válvula comutadora para trocador de calor da recirculação dos gases de escape N345
Válvula borboleta do coletor de admissão
Existe uma válvula borboleta no coletor de admissão com acionamento elétrico, que é montada na direção do fluxo de ar antes da válvula de recirculação de gases de escape. A regulagem da borboleta do coletor de admissão é realizada sem escalonamento, o que permite uma regulagem perfeita, de acordo com as condições de carga e rotação do motor.
A válvula borboleta do coletor de admissão possui as seguintes funções:
em determinadas condições de operação, a válvula borboleta do coletor de admissão
9
gera uma diferença entre a pressão do coletor de admissão e a pressão dos gases de escape. Com esta diferença de pressão consegue-se uma recirculação eficaz dos gases de escape,
com a válvula borboleta do coletor de admissão é feita a regulagem da quantidade de
9
ar aspirado durante o ciclo de regeneração do filtro de partículas,
a válvula borboleta fecha ao desligar o motor. Em função disso, o motor aspira e
Motor para válvula do coletor de admissão V157
O motor para válvula do coletor de
admissão V157 é um motor elétrico que aciona a válvula borboleta do coletor de admissão através de um redutor.
Efeitos em caso de avaria
No caso de uma avaria, não é possível regular, de forma correta, a quantidade dos gases de escape recirculados e não é produzida a regeneração ativa do filtro de partículas Diesel.
Sensor de posição da válvula borboleta do coletor de admissão
O elemento sensor está integrado ao acionamento da válvula borboleta do coletor de admissão. Detecta a posição momentânea da válvula borboleta do coletor de admissão.
Arquitetura
O sensor encontra-se em um circuito eletrônico na parte interna da tampa plástica do módulo da válvula borboleta do coletor de admissão. É um sensor
magnetoresistivo que explora a posição de um ímã permanente que está fixo no eixo da borboleta de regulagem.
Aplicações do sinal
Com a ajuda deste sinal, a Unidade de Controle do motor reconhece a posição momentânea da válvula borboleta do coletor de admissão. Esta informação é utilizada para ajustar a recirculação dos gases de escape e a regeneração do filtro de partículas.
Efeitos em caso de avaria
No caso de avaria é desativada a
recirculação de gases de escape e não é produzida nenhuma regeneração ativa do filtro de partículas. É registrada uma avaria na memória, referindo-se ao motor para válvula do coletor de admissão V157.
Motor elétrico Válvula borboleta do coletor de admissão Redutor Sensor magnetoresistivo Ímã permanene
SISTEMA DE PRÉ-INCANDESCÊNCIA
O motor 2.5 l TDI da Crafter possui um sistema de pré-incandescência e partida rápida. Praticamente em qualquer condição climática é possível uma partida imediata ao estilo dos motores à gasolina sem grandes tempos de pré-incandescência.
Vantagens do sistema de pré-incandescência: partida ao estilo dos motores
9 à gasolina para temperaturas de até 24ºC abaixo de
zero,
tempo de aquecimento extremamente breve. Em dois segundos podemos obter até
9
1000ºC na vela incandescente,
temperaturas controladas para pré-incandescência e pós-incandescência,
9
suscetível ao auto-diagnóstico,
9
integrado ao sistema europeu de diagnóstico de bordo (EOBD) .
9 G28 Sensor de rotação do motor Q10 Vela incandescente 1 Unidade de Controle do instrumento combinado J285
K29 Lâmpada de controle das velas incandescentes
J179 Unidade de Controle das velas incandescentes J623 Unidade de Controle do motor
J519 Unidade de Controle para Rede de Bordo
Sensor de temperatura do líquido de arrefecimento G62 Q11 Vela incandescente 2 Q12 Vela incandescente 3 Q13 Vela incandescente 4 Q14 Vela incandescente 5 Estrutura do sistema
A Unidade de Controle das velas incandescentes está localizada no vão do motor, lado esquerdo, debaixo da Unidade de Controle do motor, e recebe as informações da Unidade de Controle do motor sobre a função de pré-incandescência. Devido a isso, o momento de pré-incandescência, a duração da pré-incandescência, a frequência de excitação e a proporção do período são determinados pela Unidade de Controle do motor.
Unidade de Controle das velas incandescentes J179
Sinal de controle procedente da UC do motor Sinal de diagnose em direção a UC do motor Massa
Tensão de alimentação
Funções:
acionamento das velas incandescentes
9
através de um sinal PWM (modulação em largura de pulso),
desativação integrada para os casos de
9
sobre tensão e altas temperaturas, monitoramento individual das velas
9
incandescentes:
- detecção de excesso de corrente ou curto no circuito de pré-incandescência, - desativação devido ao consumo
excessivo de corrente do circuito de pré-incandescência,
- diagnose do circuito eletrônico de pré-incandescência,
- detecção de um circuito de
pré-incandescência aberto no caso de avaria na vela incandescente.
J757 Relé para alimentação de tensão dos componentes do motor
J623 Unidade de Controle do motor J179 Unidade de Controle das velas
incandescentes
Q10-Q14 Velas incandescentes
J757
J623 J179
Q10 Q11 Q12 Q13 Q14
