1

Sistema EGR- Recirculação dos Gases de Escape - Válvula EGR -

• Introdução Este sistema (incorporado ao veículo em meados da década de `70) tem por objetivo a diminuição das emissões de NOx. Estas são decorrentes das altas temperaturas da câmara de combustão associadas à presença de oxigênio. Seu máximo acontece para mistura levemente pobre, próxima da estequiométrica. Verifica-se que a incorporação (recirculação) de uma parte (entre 20% e 30%) dos gases inertes de escape à mistura admitida nos cilindros, propicia a diminuição da pressão média efetiva o que resulta na diminuição da temperatura máxima da câmara de combustão e com isto, a diminuição na formação de NOx. A diminuição da pressão média efetiva decorre do fato que os cilindros admitem um volume de mistura entre 20% a 30% menor, quando há recirculação de gases de escape. O sistema é composto basicamente de: - Válvula EGR - Circuito de controle - Dispositivos e métodos de avaliação da quantidade de gases recirculados. A função da válvula é controlar o fluxo dos gases de escape que se integram à mistura. A medição da quantidade de gases pode ser feita através de dispositivos que fazem parte do sistema EGR, ou utilizando métodos indiretos. Quando existe no sistema a possibilidade de medir o fluxo de recirculação o mesmo pode ser controlado em malha fechada (modo mapeado). Este artigo analisará os tipos e modos de controle, das válvulas EGR mais utilizados durante os últimos 30 anos; não todos eles presentes em veículos comercializados no Mercosur, mas, que serão apresentados com o objetivo de mostrar a evolução tecnológica que tem sofrido o referido sistema. Os métodos de medição assim como, as estratégias de controle, serão objeto de artigo futuro. O presente material foi extraído do livro "Controle Integrado do Motor". • Tipos de Válvulas EGR As válvulas utilizadas se diferenciam, basicamente, pela forma em que são controladas: por meios pneumáticos ou eletrônicos. - Controle pneumático: . de diafragma único . de diafragma duplo e contrapressão positiva . de diafragma duplo e contrapressão negativa - Controle eletrônico: . EGR digital . EGR linear . c/motor de passo

2

• Modos de Controle a) Controle pneumático (diafragma controlado por vácuo): neste modo de controle, o diafragma da válvula EGR é movimentado pela presença de vácuo numa de suas faces; o vácuo pode ser retirado de um furo progressivo, no corpo de borboleta ou do próprio coletor de admissão; quando do coletor, o vácuo é controlado por uma válvula solenóide (denominada EVR), que por sua vez é comandada pela UC. b) Eletrônico: neste modo de controle, a haste da válvula EGR é acionada de forma eletrônica, através de solenóides presentes no interior da válvula ou através de motor de passo. • Válvula EGR de Diafragma Único A haste da válvula ([2]) é movimentada por um diafragma em uma de cujas faces atua vácuo. O vácuo pode vir de um furo progressivo no corpo de borboleta. Na tubulação do vácuo de controle pode existir um interruptor térmico que impede que a válvula abra nas baixas temperaturas ([3]). Neste caso, a válvula opera totalmente independente da UC. Em outros casos, na linha do vácuo de controle existe uma válvula solenóide (EVR), comandada pela UC. Neste caso, a UC aciona a EVR com ciclo de trabalho variável com o que se consegue a abertura parcial e gradual da válvula EGR.

Em aplicações mais recentes, este tipo de válvula possui um potenciômetro linear solidário à haste, que funciona como sensor de posição da mesma (sensor EVP).

3

• Válvula EGR de Contrapressão Positiva (em inglês: "positive backpressure") Este tipo de válvula ([4]) possui 2 dia-fragmas: o principal (que movimenta a haste) e o da válvula reguladora interna. A válvula de controle interna atua como regulador de vácuo. Esta válvula interna está normalmente aberta pela força da mola (com motor parado ou com pressões negativas no escape). A válvula interna controla a quantidade de vácuo aplicado ao diafragma principal, liberando vácuo para a atmosfera durante certas condi-ções de funcionamento. A válvula de controle recebe um sinal de contrapressão positiva, através da haste vazada; esta pressão positiva do escape fecha a válvula reguladora impedindo a entrada de ar na câmara de vácuo principal; com isso o vácuo de controle atua sobre o diafragma principal e abre a EGR, permitindo assim, a recirculação dos gases de escape. Este tipo de válvula (nas aplicações conhecidas) não possui sensor de posição. Este tipo de válvula foi utilizado, principalmente, pela GM. • Válvula EGR de Contrapressão Negativa (em inglês: "negative backpressure") Este tipo de válvula ([5]) possui 2 diafragmas: o principal (que movimen-ta a haste) e o da válvula reguladora interna. A válvula de controle interna atua como regulador de vácuo. Esta válvula interna está normalmente fechada pela força da mola (com motor parado ou com pressões positivas no escape). Nesta condição, o vácuo de controle atua sobre o diafragma principal abrindo a EGR. Com pressões negativas no escape, a válvula reguladora interna abre, per-mitindo a entrada de ar na câmara de vácuo do diafragma principal; neste caso a EGR fecha impedindo a re-circulação de gases. Este tipo de válvula (nas aplicações conhecidas) não possui sensor de posição. Este tipo de válvula foi utilizado, princi-palmente, pela GM.

4

• Válvula EGR Linear Neste sistema, a válvula EGR [6] é acionada por um solenóide que faz parte da mesma. Também, no mesmo invólucro, e solidário ao eixo da EGR, encontra-se o sensor de posição da válvula (sensor EVP). Portanto, o conector elétrico da válvula possui 5 terminais: 2 corres-pondentes ao solenóide de acionamento da EGR, e 3 ao sensor de posição (massa, alimentação e sinal de posição). Este tipo de válvula é utilizado, principalmente, pela GM. • Válvula EGR Digital Esta válvula EGR [7] pode estar constituída de 2 ou 3 solenóides. Quando acionados, permitem a recirculação de fluxos diferentes de gases de escape. Isto se deve a que as aberturas são de diâmetros diferentes. Cada uma das válvulas pode ser ativada independente-mente e comandada totalmente aberta ou totalmente fechada. Portanto, utilizando uma EGR Digital de 3 solenóides, é possível estabelecer 7 fluxos diferentes de recirculação. No caso de uma EGR Digital de 2 solenóides, é possível estabelecer 3 fluxos diferentes . • Válvula EGR com Motor de Passo Neste tipo ([8]), a haste da válvula é estendida/retraída utilizando um motor de passo. O mecanismo de transformação de movimento rotativo em linear é similar àquele utilizado nos sistemas de controle da marcha lenta que utilizam motor de passo. Até o momento, este tipo de válvula não possui sensor de posição. Humberto José Manavella HM Autotrônica

É proibida a reprodução total ou parcial por quaisquer meios sem autorização escrita do autor.