Injeo Eletrnica Diesel

Federao das Indstrias do Estado de Pernambuco

Presidente

Jorge Wicks Crte Real

Departamento Regional do SENAI de Pernambuco

Diretor Regional

Srgio Gaudncio Portela de Melo

Diretor Tcnico

Ana Cristina Cerqueira Dias

Diretor Administrativo e Financeiro

Heinz Dieter Loges

Ficha catalogrfica

621.43

S474i

SENAIDR/PE. INJEO ELETRNICA DIESEL. RECIFE.

SENAI/DITEC/DET, 2012.

1. INJEO ELETRNICA

2. MOTOR INJEO ELETRNICA

3. SENSOR MOTOR

4. MOTOR DIESEL

I. Ttulo Direitos autorais de propriedade exclusiva do SENAI. Proibida a reproduo parcial ou total,

fora do sistema, sem a expressa autorizao do seu Departamento Regional.

SENAI - Departamento Regional de Pernambuco

Rua Frei Cassimiro, 88 Santo Amaro

50100-260 - Recife PE

Tel: (081) 3202-9300

Fax: (081) 3222-3837

SUMRIO

APRESENTAO.............................................................................................. 5

INTRODUO ................................................................................................... 6

SISTEMA DE GERENCIAMENTO ELETRNICO........................................... 13

Relao ser humano / gerenciamento eletrnico.......................................... 13

Sistema de injeo Common Rail ................................................................. 14

Diagrama funcional ....................................................................................... 16

Mdulo de gerenciamento eletrnico (ECM)................................................. 24

SISTEMA DE PROTEO DO MOTOR.......................................................... 42

CONCLUINDO ................................................................................................. 44

REFERNCIAS................................................................................................ 45

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5

APRESENTAO

Esta apostila, que focaliza a injeo eletrnica como tema central, tem os

seguintes objetivos de estudo:

apresentar as formas de controle de emisso de poluentes pelos veculos

automotores;

caracterizar as inovaes tecnolgicas e os componentes dos sistemas de

gerenciamento eletrnico e de injeo Common Rail;

evidenciar a importncia dos elementos protetores do motor automotivo e

seus diferentes componentes.

Voc ver que a injeo eletrnica constitui uma soluo tecnolgica adequada

necessidade, cada vez mais presente, de controlar a emisso de poluentes,

em favor de uma atmosfera mais limpa e saudvel que beneficiar a todos.

Invista, em seus estudos! Voc s tem a ganhar.

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INTRODUO

Os motores veiculares de combusto interna transformam a energia qumica do

combustvel vegetal (lcool) ou fssil (gasolina, diesel, etc.) em energia trmica

(calor) para que os veculos funcionem. Nesse processo de combusto, alm

da gerao de energia liberada para o trabalho, inevitvel a gerao de

gases nocivos ao meio ambiente e sade humana.

O crescimento contnuo da frota de veculos nos grandes centros urbanos

trouxe consigo a preocupao com a qualidade do ar e, em junho de 1986, o

CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente) criou o PROCONVE -

Programa de Controle da Poluio do Ar por Veculos Automotores, com o

objetivo de reduzir o nvel de emisso de poluentes com a consequente

melhoria da qualidade do ar.

O PROCONVE dividido em fases e est relacionado com a norma Euro que

regulamenta as emisses de poluentes na Europa.

PROCONVE VIGNCIA NORMA EURO REFERNCIA DE

MOTORIZAO

FASE I 1986 a 1994 ------ Motores aspirados

naturalmente

FASE II 1994 a 1996 Euro 0 Motores aspirados

naturalmente

FASE III 1996 a 2000 Euro 1 Motores turboalimentados

FASE IV 2000 a 2002 Euro 2 Motores turboalimentados e

ps-resfriados

FASE V 2004 Euro 3 Motores eletrnicos Tabela 1 - Fases do PROCONVE

Em cada fase ocorre uma reduo significativa dos nveis de emisso, fazendo

com que novos sistemas sejam desenvolvidos para atender satisfatoriamente a

estas exigncias.

Figura 1 - Redues de emisses por fase

SENAI - PE

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Podemos citar como exemplo os caminhes e nibus Volkswagen que

atendero no somente norma Euro III, como as fases posteriores mais

rgidas, onde somente motores eletrnicos atingiro os limites propostos de

emisses.

Este material foi especialmente desenvolvido para a familiarizao com os

novos motores MWM 4.12 e 6.12 que utilizam o sistema de combustvel com

gerenciamento eletrnico Common Rail.

Vantagens da utilizao do sistema de gerenciamento eletrnico

Respeito ao meio ambiente, atendendo lei de controle de emisses Euro III

(CONAMA V).

Devido alta presso de injeo e dosagem precisa do combustvel a ser

injetada, a combusto otimizada:

reduzindo sensivelmente os nveis de emisses de poluentes e a ocorrncia

de fumaa preta;

melhor desempenho com maior potncia e torque em todas as faixas de

rotao - o sistema verstil permitindo variar a presso de injeo

independentemente da rotao do motor;

funcionamento mais silencioso - a produo de alta presso e a injeo

ocorrem de forma independente permitindo uma pr-injeo reduzindo o

nvel de rudo da combusto;

funes de operao programveis.

A Unidade de Gerenciamento Eletrnico (ECM) permite a programao de

algumas funes de operao como, por exemplo, a velocidade mxima do

veculo, o tempo mximo de funcionamento em marcha lenta, o acionamento

de acessrios, entre outras.

Sistema de proteo do motor

A ECM alerta o motorista, atravs de luzes no painel de instrumentos, e

reduz a potncia do motor em caso de falhas que comprometam o seu

funcionamento proporcionando uma maior durabilidade.

Diagnstico e histrico de defeitos

Rapidez e eficcia no diagnstico de defeitos do motor, atravs da

utilizao de ferramentas eletrnicas especficas reduzindo o ndice de

manuteno.

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Inovaes tcnicas

O motor com sistema de combustvel gerenciado eletronicamente apresenta

uma srie de novos componentes decorrentes da utilizao do sistema

Common Rail.

Figura 2 - Motor com sistema COMMON RAIL

Figura 3 - Motor eletrnico

Coletor de admisso

Carcaa do termostato

Tubo distribuidor (Rail)

Caixa de engrenagens

Bomba de alta presso

Volante com furao para leitura do sinal do sensor

Unidade de gerenciamento eletrnico (ECM) com

arrefecimento

Vlvulas injetoras com 7 furos e comando

Pistes

Junta dupla do cabeote

Injetores para refrigerao dos

pistes

Figura 3 - Motor eletrnico

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Dados tcnicos

Aspectos gerais 4 cilindros 6 cilindros

Potncia 105 kW (150cv)

152 kW (210cv)

191 kW (260cv)

Torque 500Nm 700 Nm 900 Nm Dimetro e curso 105 mm x 137 mm Cilindrada 4,71 7,11 Taxa de compresso 16,8 : 1 Folga das vlvulas de admisso e escape (motor frio)

0,2 a 0,4 mm

Sistema de combustvel 4 cilindros 6 cilindros Restrio mxima de entrada de combustvel (para bomba de engrenagens)

0,6 a 1,2 bar

Presso da galeria (Rail) 350 bar Faixa de presso de combustvel na sada do filtro de combustvel (na rotao de partida)

9,7 bar

Faixa de presso de combustvel na entrada do filtro de combustvel (na rotao de funcionamento)

10,5 bar

Queda mxima de presso no filtro de combustvel

0,8 bar

Sistema de leo lubrificante 4 cilindros 6 cilindros Presso de leo mnima permitida marcha lenta (**)

1,0 bar

Presso de leo mnima permitida rotao nominal (**)

4,5 bar

Presso de abertura da vlvula reguladora do leo

4,5 bar

Presso diferencial do filtro de leo para abrir o desvio

2,5 + 1,2 0,3 bar

Capacidade de leo mnimo 5l 13l mximo de filtro 8l 17l mximo com filtro 9,2l 18,7l

Temperatura do leo - nominal 90 110C mxima 120C

Sistema de arrefecimento 4 cilindros 6 cilindros Capacidade do lquido de arrefecimento 8,5l 10l Temperatura mnima de abertura inicial do termostato

81C

Temperatura mxima do termostato 83C Tabela 2 Dados tcnicos

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Ciclo do motor de 4 tempos diesel

So chamados motores de 4 tempos aqueles que realizam cada um dos

tempos em separado, isto , cada fase ter uma durao de 180 medidos no

virabrequim.

Portanto, para encerrar um ciclo completo, um motor de 4 tempos precisar de

720, duas voltas completas do virabrequim. Existem dois pontos bem definidos

referentes ao curso do pisto chamados PMS (ponto morto superior) e PMI

(ponto morto inferior). Portanto, o virabrequim percorrer 180 para passar de

um ponto a outro. Esses pontos servem como referncia para indicar cada

fase.

Os tempos so os que seguem.

Admisso

O pisto se encontra no PMS, a vlvula de admisso est parcialmente aberta

e comea o seu curso descendente at o PMI. Nessa fase, gerado um vcuo

Figura 4 - Componentes do motor

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permitindo a entrada de ar, enchendo o volume disponvel. importante

ressaltar que nesse tempo o motor diesel aspira apenas ar.

Compresso

O pisto se encontra no PMI e as vlvulas de admisso e escape encontram-se

fechadas. O pisto comea seu curso ascendente at o PMS, comprimindo o

ar, que ingressou na fase de admisso, at reduzi-lo ao volume da cmara de

combusto. O motor comprime apenas ar, ento poder atingir taxas de

compresso em nveis mais elevados.

Combusto

O pisto se encontra perto do PMS e as vlvulas fechadas. injetado o diesel

que encontra uma atmosfera de alta presso e temperatura, provocando a

inflamao do mesmo. Um violento aumento de presso e temperatura

gerado, quando o pisto empurrado fortemente no sentido descendente, o

que ocasiona o nico momento ativo das quatro fases.

Escapamento ou exausto

O pisto se encontra no PMI e a vlvula de escapamento est parcialmente

aberta. O pisto comea seu curso ascendente, forando os gases queimados

a sarem pela vlvula de escapamento. O ciclo completado quando o pisto

chega ao PMS comeando um novo ciclo.

As exigncias atuais e futuras sobre os sistemas motopropulsores esto

voltadas conscientizao ecolgica e econmica. Para tanto, so

desenvolvidas novas tecnologias e, nesse sentido, os avanos e as solues

da eletrnica do mundo moderno tm sido a resposta mais vivel que

consegue combinar essas necessidades com custos compatveis sua

implantao. Os motores Cummins e MWM esto preparados para atender as

Figura 5 - Os quatro tempos do motor

SENAI - PE

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normas Euro III e Conama V de controle da poluio do ar por veculos

automotores.

O que podemos deduzir do que expusemos at aqui? A injeo eletrnica

passa a ser uma importante ferramenta, uma verdadeira aliada no processo em

curso que visa dotar os veculos de mecanismos capazes de reduzir a emisso

de poluentes.

Sabemos que essa tarefa essencial em vista do nmero crescente de

veculos em circulao e os impactos negativos sobre a qualidade do ar que

respiramos, consequentemente sobre a sade da populao.

No prximo captulo, passaremos a estudar o Sistema de Gerenciamento

Eletrnico cuja configurao apresentamos na ilustrao a seguir.

Figura 6 - Sistema COMMON RAIL

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SISTEMA DE GERENCIAMENTO ELETRNICO

Relao ser humano / gerenciamento eletrnico

Uma maneira bastante simples de entender como o Sistema de Gerenciamento

Eletrnico funciona em um motor a diesel relacion-lo com o corpo humano.

No corpo humano, o crebro recebe os sinais vindos dos sensores como a

viso, o olfato, o tato etc, e os processa. Em seguida, responde em formato de

aes, como, por exemplo, o fato de se colocar uma blusa quando o tempo

est frio.

No Sistema de Gerenciamento Eletrnico, os sensores presentes no motor

captam e enviam os sinais Unidade de Gerenciamento Eletrnico (ECM)

onde so processados. O resultado do processamento convertido em aes

para os atuadores, controlando o momento e o volume do combustvel.

Assim como no ser humano, em um veculo, o processamento das informaes

ocorre de forma similar, pois tem-se a entrada de dados (sensores), o

processamento realizado pela Unidade de Gerenciamento Eletrnico (ECM) e a

sada desses dados que, agora j processados, realizada pelos atuadores.

Neste captulo vamos estudar o sistema de gerenciamento eletrnico, no qual

surge, com destaque, a injeo Common Rail.

Identifique seus componentes e formas de funcionamento.

Figura 7 - Os sentidos humanos

Audio

Viso

Paladar

Olfato

Tato

Crebro

No ser humano

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Analise cuidadosamente os tipos de sensores e seu papel nesse sistema.

A figura abaixo apresenta, de forma esquemtica, os componentes

pertencentes ao sistema de gerenciamento eletrnico.

Sistema de injeo Common Rail

O sistema difere do convencional pelo fato do combustvel ser pressurizado em

um tubo distribuidor comum aos cilindros (Common Rail) e possui vlvulas

eletromagnticas que iro permitir que o diesel, sob alta presso (at 1400

bar), seja injetado.

Sen so res

Sen sor d e ro t ao

Unidade de ge renciamento Eletrnico ECM

Atuadores

Sen so r d e fase

Sen so r de p resso / t em pera tu ra d o

co le t or d e adm isso

Sen so r d e tem p era t u ra de l q uid o de a rre fe c im en to

S enso r d o ped a l d o ace le rad or

Sen so r d e pr esso a tm o s f rica

Sen sor de p resso d o C ommon Ra il

Sen so r de t em p era tu ra d e comb u s tve l

Sen so r d e pr esso e tem p era t ur a do leo

In te r r up t or d o ped a l d o f re io

I nt e r ru p to r d o p ed a l de em b reag em

Opc ional

Conector de diagnstico

Luzes de aviso

Vlvulas reguladora de presso

Vlvulas

Figura 8 Componentes do sistema de gerenciamento eletrnico

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Vantagens do sistema Common Rail

Melhor controle de dosagem de combustvel, adequada carga que o motor

necessita.

Melhor controle dos gases poluentes de escapamento.

Melhor adequao do motor em operaes com variaes climticas.

Comparao de grandezas

Figura 9 - Injeo de leo diesel.

Presso Tempo de Injeo Quantidade / volume Medidas

Mais de 12.000 ciclos por minuto (6 cilindros)

Folga do pisto: 0,01mm

Quantidade

Tabela 3 - Comparao de grandezas

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Para que possamos ter uma referncia sobre o sistema Common Rail,

podemos efetuar alguns comparativos:

Presso: A presso de injeo pode atingir valores de 1400 bar, ou seja,

para sustentarmos um veculo mdio na ponta de um dedo teramos que

fazer uma fora equivalente a 2000 bar.

Tempo de injeo: Um avio voando a 900 Km/h percorre 25 cm em 1ms

(milsimo de segundo) e nesse 1ms, ocorre a injeo.

Quantidade / Volume: Uma gota possui, em mdia, 50 mm3. A pr-injeo

possui 1 mm3.

Medidas: Dimetro mdio de um fio de cabelo 0,06 mm. Folga do pisto de

injeo: 0,01 mm.

Diagrama funcional

O sistema de injeo de combustvel est dividido em circuitos de:

alimentao;

baixa presso;

alta presso;

retorno.

Sistema de injeo de combustvel

Circuito de alimentao

Reservatrio de combustvel

ECM

Separador de gua

Figura 10 - Separador de gua

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No filtro do separador de gua existem uma bomba manual e um sensor de

presena de gua. Caso seja detectada gua no sistema, ir acender uma luz

no painel.

Havendo necessidade de eliminar bolhas de ar da tubulao, isso dever ser

feito atravs da bomba manual existente no filtro, sem a necessidade de soltura

de conexes.

Nos motores, a Unidade de Gerenciamento Eletrnico (ECM) refrigerada pela

passagem do combustvel no circuito de alimentao.

Circuito de baixa presso

A bomba de engrenagens est fixada bomba de alta presso e tem como

objetivo elevar para 2.5bar a presso do combustvel e garantir o seu

abastecimento. Funciona atravs de duas engrenagens que giram solidrias. O

combustvel transportado pelos dentes das engrenagens para o circuito de

baixa presso at atingir a bomba de alta presso.

Filtro

Bomba de

Figura 11 - Bomba de engrenagens

SENAI - PE

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A ilustrao, a seguir, mostra os diversos componentes da bomba de

engrenagens.

Circuito de alta presso

Bomba de alta presso - Instalada na carcaa do conjunto de engrenagens,

tem a funo de pressurizar o combustvel na presso necessria para a

injeo.

O excesso de combustvel no enviado s cmaras de bombeamento

utilizado para lubrificar os componentes internos da bomba. Esse excesso

retorna para a entrada da bomba de engrenagens.

A pressurizao do combustvel gerada por trs mbolos dispostos a 120

que, acionados por um eixo excntrico, produzem movimentos de admisso e

compresso.

Figura 12 - Bomba de engrenagens

Suco Carcaa

Presso aprox. 2,5 bar

Engrenagens

Figura 13 - Bomba de alta presso

SENAI - PE

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O tubo distribuidor (Rail) um acumulador, fornecendo combustvel para todos

os injetores. A presso do combustvel de at 1400 bar, podendo alcanar

picos de 1600 bar.

um tubo forjado em ao cujas funes so:

acumular combustvel em alta presso;

reduzir a pulsao e flutuao da presso do combustvel devido ao

movimento de abertura e fechamento das vlvulas injetoras e tambm do

bombeamento da bomba de alta presso (dbito da bomba);

distribuir o combustvel sob alta presso para as vlvulas injetoras.

Admisso

Quando o mbolo (pisto) est admitindo o combustvel, a vlvula de admisso se abre e libera a passagem do combustvel para a cmara de compresso, provocando um aumento de volume.

Figura 14 - Funcionamento da bomba de alta presso.

Vlvula de admisso

Cmara de compresso

Pisto

Alimentao

Mola

Tubo Eixo excntrico

Figura 15 - Funcionamento da bomba de alta

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Para que a presso de combustvel no sofra grandes oscilaes, o Rail possui

um sensor de presso e uma vlvula limitadora de presso. Toda vez que a

presso interna exceder os valores limites, a vlvula limitadora de presso

libera o combustvel para a linha de retorno.

Vamos explicar, agora, o funcionamento mecnico da vlvula limitadora de

presso instalada na extremidade do tubo distribuidor (Rail).

A vlvula limitadora evita que a presso interna ultrapasse 1600 bar. Para

realizar esse controle, a vlvula se abre, liberando a passagem do combustvel

para a linha de retorno.

Figura 16 - Tubo distribuidor (RAIL)

Figura 18 - Vlvula limitadora de presso, (viso interna).

Figura 17 - Vlvula limitadora de

SENAI - PE

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Dica: A vlvula somente deve ser removida quando de sua

substituio.

Circuito de retorno

Injeo de combustvel

O combustvel pressurizado chega at as cmaras de combusto atravs das

vlvulas injetoras que so comandadas eletronicamente pelo ECM. Para que

haja uma combusto mais eficiente e homognea dentro da cmara de

combusto, o ciclo de injeo est dividido em pr-injeo e injeo principal

de combustvel.

Pr-injeo

Antes da injeo principal injetada uma pequena quantidade de combustvel

na cmara de combusto. Essa breve injeo de combustvel,

aproximadamente 1 mm3, permite um aumento da temperatura e presso na

cmara, deixando-a pr-aquecida e preparada para o recebimento da injeo

principal.

Figura 19 - Circuito de retorno

SENAI - PE

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Como resultado, possvel reduzir o avano da injeo, minimizando os rudos

de combusto e os poluentes.

Injeo principal

Logo aps o ciclo de pr-injeo, a agulha da vlvula injetora se abre para a

injeo principal. O grfico abaixo mostra que a presso de combusto se

mantm praticamente estvel durante todo o ciclo de injeo.

Vale lembrar que estes ciclos de injeo so totalmente comandados pelo ECM

e dependem diretamente das condies de solicitao do motor.

Vlvulas injetoras

As vlvulas injetoras esto montadas no cabeote, sendo uma para cada

cilindro;

As vlvulas injetoras recebem o combustvel pressurizado do tubo

distribuidor (Rail) e tm a finalidade de pulverizar esse combustvel na

cmara de combusto.

O ECM determina o instante e a quantidade exata de combustvel para cada

cilindro.

Figura 20 - Grfico de injeo de combustvel.

Combusto com pr-injeo

Combusto sem pr-injeo

Abertura da vlvula

Presso na cmara de com

busto

Pr-Injeo Intervalo PMS

Injeo principal

Tempo

SENAI - PE

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Quando da remoo e instalao da tubulao junto vlvula injetora MWM,

devero ser utilizadas duas chaves, evitando a soltura do NIPLE.

Incio de injeo

O incio de injeo determinado pelo ECM, o qual energiza a vlvula

eletromagntica criando um campo magntico e abrindo o furo calibrado de

retorno. Nesse instante, o combustvel pressurizado passa pelo furo calibrado

de retorno diminuindo a presso na cmara de controle do injetor, fazendo com

que a agulha se mova para cima iniciando a injeo de combustvel.

Figura 21 - Vlvulas injetoras.

Figura 22 - Incio de injeo

Ligao eltrica

Unidade de ativao (solenoide)

Entrada do combustvel pressurizado

Vlvula eletromagntica

Furo calibrado de retorno

Furo calibrado de entrada

Cmara do controle do injetor

Haste de comando

Cmara inferior

Agulha do injetor

Canal de alimentao para o injetor

Sada para o retorno de combustvel

SENAI - PE

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Trmino da injeo

Quando o ECM deixa de energizar a vlvula eletromagntica e, por ao

mecnica, a mola fecha a passagem do furo de retorno, o combustvel

pressurizado passa a ocupar a cmara de controle do injetor forando a haste

de comando para baixo, movendo a agulha do injetor at sua posio de

repouso, finalizando o ciclo de injeo.

As vlvulas injetoras no possuem reparo e devem ser substitudas em

conjunto.

Mdulo de gerenciamento eletrnico (ECM)

Retomamos, agora, o assunto gerenciamento eletrnico, sobre o qual nos

referimos quando fizemos uma comparao entre o ser humano e esse

sistema. Vamos ento detalhar o mdulo ECM e os seus componentes.

Figura 23 - Trmino de injeo

SENAI - PE

25

As figuras, a seguir, mostram a localizao do ECM.

O mdulo de Gerenciamento Eletrnico (ECM) recebe os sinais dos diversos

sensores, gerencia estas informaes e, atravs de clculos e valores pr-

Figura 24 - Localizao do ECM - motor Cummins

Figura 25 - Localizao do ECM - Motor MWM 4 cilindros

Figura 26 - Localizao do ECM - motor MWM 6 cilindros.

SENAI - PE

26

determinados, comanda os atuadores que iro realizar as funes de injetar,

controlar e avisar.

O ECM, atravs de processadores e memrias, efetua clculos com o objetivo

de determinar o momento e o volume exato em que o combustvel deve ser

injetado, para atender os requisitos do condutor do veculo, do governo (ndice

de poluio - EURO III E CONAMA V) e condies de trabalho (temperatura,

rotao do motor, velocidade, etc.).

Quando for efetuado trabalho de soldagem, o ECM e as baterias devem ser

desconectados.

Figura 28 - Sinais de entrada e sada

Figura 27 - sensores e atuadores.

SENAI - PE

27

Administrao de defeitos

Durante o processamento das inmeras informaes pelas quais o ECM

responsvel, pode ser detectado um mal funcionamento de algum componente.

Nestes casos, o ECM registra o defeito em uma memria especfica e passa a

adotar aes de forma a tentar minimizar os efeitos decorrentes deste defeito.

Dependendo da severidade do defeito, o motor pode ser despotencializado.

O processamento das informaes feito pelo ECM atravs de trs tipos de

memria:

Memria ROM ou EPROM: recebe sinais j digitalizados com programas

armazenados em forma fixa;

Memria EEPROM: memria do sistema onde ficam armazenados todos os

dados de imobilizao do veculo e mapas de calibrao (no voltil, ou

seja, no se apaga);

Memria RAM: memria de recebimento e leitura para armazenamento de

dados variveis (voltil). Necessita da EEPROM para processar os dados.

Ao se desligar a bateria, todas as informaes contidas so apagadas.

Armazena as falhas do sistema (diagnstico).

Para acesso s informaes disponveis no ECM, existe um conector de

diagnsticos (informaes disponveis na apostila - Ferramenta de

Diagnstico).

nibus

Figura 29 - Localizao do conector de diagnstico

nibus O conector de diagnstico est localizado junto central eltrica. A localizao no veculo depende do fabricante da carroaria (encarroador).

Caminho

SENAI - PE

28

Identificao do fornecedor - Bosch

Sensores

Os sensores, como afirmamos, so os captadores dos sinais que devero ser

processados em decises que beneficiem o funcionamento do motor.

Vejamos agora os tipos de sensor e suas funes.

Sensor de rotao do motor

um sensor eletromagntico (indutivo) que tem por objetivo informar ao ECM a

velocidade angular da rvore de manivelas. Este sensor montado em um

suporte onde encontra-se estrategicamente posicionado.

Este sensor consiste de uma bobina cujo ncleo encontra-se envolvido por um

campo magntico.

Figura 31 - Localizao do sensor de rotao

Motor MWM

Sensor de rotao

Disco dentado Sensor de rotao

Motor Cummins

Figura 30 - Etiqueta de identificao do ECM.

SENAI - PE

29

Em conjunto com o sensor de rotao temos o disco dentado de 60 dentes com

falha de 2 dentes (60-2), nos motores Cummins, ou o volante do motor com

furos (60-2) nos motores MWM que, em movimento, devido aos dentes ou

furos, gera impulsos que so identificados pelo campo magntico do sensor e

enviados ao ECM.

A ausncia dos 2 dentes ou furos serve para indicar o posicionamento da

rvore de manivelas. O sinal, gerado pelos impulsos, amplificado e chega ao

ECM que, juntamente com outros parmetros, determina o momento exato do

incio da injeo de combustvel.

O sinal gerado de uma onda de corrente alternada, caracterstica do sensor

indutivo. Este sensor utilizado pelo ECM para determinar a rotao do motor,

o momento exato do incio de injeo e, em conjunto com o sensor de fase,

determinar o cilindro que receber a injeo.

Figura 32 - Disco dentado e volante do motor com furos.

Figura 33 - Gerao de corrente alternada.

SENAI - PE

30

Sensor de fase

Este sensor, do tipo indutivo, tem como referncia para a obteno do sinal, a

engrenagem da rvore do comando de vlvulas.

Atravs das cavidades (Cummins) e ressaltos (MWM) existentes na

engrenagem, o sensor de fase informa ao ECM o prximo cilindro que dever

receber a injeo. Para determinar o 1 cilindro e sincronizar os prximos,

existe uma marca de referncia (cavidade ou ressalto), junto indicao do

primeiro cilindro.

Figura 34 - Localizao do sensor de fase - Motores Cummins.

Figura 35 - Localizao do sensor de fase - Motores MWM

SENAI - PE

31

Como este sensor trabalha em conjunto com o sensor de rotao, todas as

vezes que passar a falha de dois dentes ou furos no sensor de rotao e

houver dois sinais prximos no sensor de fase (30 de diferena considerando

a rvore de manivelas), o ECM entende como sendo o 1 cilindro. Os demais

cilindros sero determinados pelo sensor de rotao na contagem dos dentes

(Cummins) ou furos no volante do motor (MWM), em conjunto com o sensor de

fase.

Figura 37 - Engrenagem de rvore de comando de vlvula.

Figura 36- Engrenagem da rvore de comando de vlvulas

SENAI - PE

32

Sensor de presso e temperatura do ar admitido

Localizado no coletor de admisso, informa ao ECM a temperatura e a presso

no coletor de admisso.

Este sensor do tipo NTC (Negative Temperature Coeficient) que atua de

forma que, quanto menor a temperatura, maior a resistividade.

Temperatura - Quando o ar est quente, as molculas nele contidas

aumentam de volume, isso significa que se tivermos um ar aquecido em um

mesmo cilindro, a massa (peso) admitida ser menor que em um ar frio,

fazendo com que o mdulo determine uma quantidade de combustvel menor.

Presso - Em funo da elevao da presso provocada pela turbina, uma

massa maior de ar admitida, sendo necessria uma correo pelo ECM na

quantidade de combustvel injetada para atender a solicitao do motorista.

Os valores informados ao ECM so utilizados para calcular a massa de ar

admitida.

Figura 38 - Comportamento do sensor NTC

SENAI - PE

33

Sensor de temperatura do lquido de arrefecimento

Localizado no cabeote do motor, este sensor tem como funo bsica

informar ao ECM as variaes de temperatura do lquido de arrefecimento.

Para realizar sua funo, esse sensor varia sua

resistncia eltrica de acordo com a temperatura e

utiliza o valor obtido como valor de correo para o

clculo da quantidade de combustvel a ser injetada.

Sensor do pedal do acelerador

Devido eletrnica embarcada presente neste motor, o pedal do acelerador

no possui uma ao mecnica no fornecimento de combustvel. Atravs de

um potencimetro e um interruptor instalado no conjunto do pedal, o ECM

informado quanto ao seu posicionamento.

Figura 40 - Sensor de posio do pedal do acelerador.

Figura 39 - Sensor de temperatura do ar.

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A posio do pedal um dos parmetros para que o ECM calcule o volume de

combustvel a ser injetado, atendendo a solicitao do usurio.

O interruptor possui duas funes: primeira, de informar se o pedal est em

posio de descanso (marcha lenta), e a segunda de informar a posio de

acelerao (elevao da rotao).

O potencimetro informa a variao da posio do pedal do acelerador.

Para calibrar o pedal do acelerador: ligar a ignio, acionar progressivamente o

pedal at plena carga e soltar. Acionar por mais duas vezes o pedal. Essa

operao permitir que o ECM identifique o interruptor de marcha lenta e o

valor do potencimetro. Esse procedimento sempre dever ser realizado

quando da substituio do pedal, substituio do ECM, ou quando for

desconectada a alimentao do ECM.

Sensor de presso atmosfrica

Tanto para os motores Cummins quanto MWM, este sensor se localiza dentro

do Mdulo de Gerenciamento Eletrnico (ECM), no sendo passvel de

substituio.

Do tipo baromtrico, esse sensor informa ao ECM dados porque h a presso

atmosfrica em que se encontra o veculo (altitude de operao). A partir deste

sinal, o ECM adota parmetros para adequar a presso no coletor de admisso

em funo do dbito de combustvel.

Figura 41 - Sensor de presso atmosfrica.

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Sensor de presso e temperatura do leo

O sensor de presso e temperatura do leo usado pelo Mdulo de

Gerenciamento Eletrnico (ECM) para monitorar a presso e temperatura do

leo lubrificante.

Os sinais de temperatura e presso do leo so monitorados pelo ECM, o qual

possui valores limites preestabelecidos para proteger a vida til do motor. O

sensor de temperatura do tipo NTC.

Sensor de temperatura de combustvel - somente Cummins

Localizado na parte superior do filtro de combustvel junto ao motor.

Figura 42 - Sensor de presso e temperatura do leo.

Figura 43 - Sensor de temperatura do combustvel.

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Informa a temperatura do combustvel ao ECM, o qual corrige o dbito de

combustvel pela variao de temperatura. O limite de proteo ser ativado

quando a temperatura atingir 71C (despotencializao do motor). Este sensor

do tipo NTC.

Sensor de presso do Common Rail

O sensor de presso de injeo est instalado no tubo distribuidor (Rail) e tem

como funo informar ao ECM a presso de combustvel ali presente. Isso

garante o monitoramento da presso desejada a qualquer momento.

Com o motor funcionando, nunca soltar este sensor sob risco de acidente e

danificao. Somente poder ser removido para ser substitudo.

Vlvula reguladora de presso

responsvel pelo controle de combustvel destinado bomba de alta

presso. Dessa forma, a bomba de alta presso somente ir elevar a presso

no tubo distribuidor (Common Rail) o suficiente para o volume e necessidades

do motor.

Figura 44 - Sensor de temperatura do Common Rail

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PWM - Pulse Width Modulation (modulao da largura do pulso). Instalada

junto bomba e comandada pelo ECM, a vlvula recebe impulsos de sinal

PWM, permitindo variar a presso com o aumento ou a diminuio do volume

de combustvel a ser comprimido pela bomba de alta presso.

O sinal PWM representado pelo tempo (T) em que o sensor energizado

durante um perodo. Esse perodo sempre ser o mesmo, o que varia o

tempo (T) de energizao. Para aumentar ou diminuir a presso no tubo

distribuidor (Rail), o tempo (T) alterado.

Figura 45- Localizao da vlvula reguladora de presso.

Figura 46 - Vlvula reguladora de presso

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Sensor de velocidade do veculo

Informa ao ECM a velocidade do veculo para processamento do consumo de

combustvel e valores de injeo.

Presso reduzida de combustvel

Quando o tempo (T) reduzido, a vlvula reguladora permite pouca passagem

de combustvel para a bomba de alta presso. Todo excedente de combustvel

enviado ao circuito de retorno.

Figura 47 - Modulao da largura do pulso.

Figura 48 - Sensor de velocidade.

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Presso elevada de combustvel

Para aumentar o volume de combustvel at a bomba de alta presso, a vlvula

reguladora encontra-se mais retrada, permitindo a passagem de maior

quantidade de combustvel, ou seja, o tempo (T) est ampliado.

Figura 49 - Circuito do combustvel.

Figura 50 - Controle de pulso.

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Todo esse controle gerenciado pelo ECM gera um ciclo de informaes e

aes. Atravs de um sinal PWM, o ECM controla a vlvula reguladora que

varia o volume de combustvel a ser comprimido pela bomba de alta presso. A

variao da presso do Common Rail detectada pelo sensor de presso,

informando ao ECM, fechando assim o ciclo.

Figura 51 - Circuito do combustvel.

Figura 53 - Ciclo do gerenciamento eletrnico do combustvel.

Figura 52 - Controle de pulso.

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Interruptor do pedal da embreagem e interruptor do pedal do freio

Caso o veculo seja equipado com piloto automtico e/ou tomada de fora

(PTO), logo atrs dos pedais do freio e embreagem esto instalados

interruptores destinados a informar ao ECM o momento em que esses pedais

so acionados. Esta informao utilizada pelo ECM exclusivamente para

desabilitar o funcionamento do piloto automtico e PTO.

Conclumos aqui esta etapa de estudos. No captulo seguinte trataremos do

sistema de proteo do motor.

Figura 55 - Interruptor do pedal de embreagem.

Interruptor do pedal da embreagem

Figura 54 - Interruptor do pedal do freio.

Interruptor do pedal do freio

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SISTEMA DE PROTEO DO MOTOR

O sistema de proteo do motor realizado atravs do monitoramento de

temperaturas, presses e nveis de fludos do sistema que, em conjunto com a

parada e partida de proteo quando habilitados, impedem que o motor

trabalhe sob condies que possam comprometer o funcionamento ou danificar

componentes. Para isso, esse sistema possui trs luzes de aviso localizadas

no painel de instrumentos.

Figura 56 - Luz de indicao de checagem do motor.

Figura 57 - Luz de indicao de parada obrigatria.

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Como fcil concluir, o sistema de proteo do motor visa chamar a ateno

dos usurios do veculo para sinais que indicam anormalidade em seu

funcionamento. Portanto, muita ateno a esses sinais para evitar danos ao

veculo e prejuzos ao proprietrio.

Figura 58 - Luz de advertncia de falha no motor.

Indica que h uma falha leve no motor, porm no necessria a parada imediata do

veculo.

O veculo deve ser conduzido at um concessionrio.

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CONCLUINDO

Esperamos que esta apostila lhe tenha proporcionado uma viso geral da

estrutura e do funcionamento da injeo eletrnica diesel, que representa uma

evoluo tecnolgica idealizada para contribuir com a reduo de poluentes no

meio ambiente e trazer mais conforto aos usurios.

O desenvolvimento de um profissional em qualquer rea de atuao requer

continuidade de estudos, gosto pela pesquisa, esforo de aplicao, enfim,

uma atitude de busca constante para ampliar saberes e habilidades.

Voc tem a sua frente um campo aberto ao aperfeioamento, visto que a

indstria automobilstica um setor que incorpora alto volume de investimentos

repercutindo no ritmo de incorporao de novas tecnologias.

SENAI - PE

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REFERNCIAS

Volkswagen do Brasil. Motor MWM srie 12 eletrnico. So Paulo:

Volkswagen, [20-- ?]

Volkswagen do Brasil. Motor Cummins INTER C. So Paulo:

Volkswagen, [20-- ?]

Volkswagen do Brasil. Sistema de gerenciamento eletrnico. So Paulo:

Volkswagen, [20-- ?]

CRDITOS

Elaborao

Marcelo Bino dos Santos

Reviso Tcnica

Stnio de Castro Ribeiro II

Reviso Gramatical

Jaciline Buarque Lustosa

Teresa Lucrcia Melo Santos

Digitao

Karla Vanessa Bernardina de Oliveira

Diagramao

Karla Vanessa Bernardina de Oliveira

Lindalva Maria da Silva

Editorao

Diviso de Educao Profissional e Tecnolgica - DET