Sistema de Injeção

Sistema de Injeção Eletrônica

Por que a Injeção Eletrônica?
+
Ar
TORQUE
Gases de Escape
Combustível

1) Necessidade de um controle mais preciso do processo de combustão
(mistura ar-combustível e avanço de ignição) em toda a faixa de operação
do motor, visando:
- atender aos requisitos legais de emissões de poluentes cada vez
mais rigorosos;
- tornar a operação do motor mais eficiente, com redução de
consumo de combustível e com melhor desempenho, através da
maximização do torque útil;

2) Melhoria da dirigibilidade do veículo, através da adequação da mistura
A/C e do avanço de ignição às condições limites para o carburador
convencional como, por exemplo, com a variação da temperatura do ar de
admissão, da temperatura do líquido de arrefecimento e da altitude;
3) Controle do torque disponível no eixo de saída do motor para integração
com outros módulos eletrônicos do veículo:
- ABS
- controle de tração
- transmissão automática
- controle eletrônico de estabilidade
- ar condicionado, válv. de aceleração sem cabo (drive by wire), cruise
control, etc

Histórico / Evolução:
Controle de mistura A/C
Carburador
Carburador Eletrônico
Injeção Eletrônica Central (monoponto)
Injeção Eletrônica Multi-ponto
Sistema de Injeção Direta
Controle do Avanço de Ignição
e Distribuição
Convencional (platinado e distribuidor)
Transistorizada / por Tiristor
Mapeada Eletronicamente

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Capacidade (limitada) para ajustar a quantidade de combustível requerida nas
diversas condições de operação do motor.
Dispositivos auxiliares:
-controle de marcha-lenta (gicleur de mistura),
-partida a frio e aquecimento (warm-up, afogador),
-orifícios de progressão,
- válvula de aceleração (pistão a vácuo, haste mecânica, mola-diafragma).
Carburador
Carburador

Trata-se de um carburador convencional equipado com atuadores para controle
do afogador e da rotação de marcha lenta. O carburador eletrônico consegue um
regime uniforme de funcionamento, melhorando a dirigibilidade e protegendo o
catalisador, evitando o acionamento do afogador.

Trata-se de apenas uma única válvula de injeção para todos os cilindros.
Injeção Eletrônica
Injeção Eletrônica Central (Monoponto)

Injeção Eletrônica Central (Monoponto)

Trata-se de uma válvula de injeção para cada cilindro do motor.
Modos de comando do
válvula de injeção
• Simultâneo
• Banco a Banco
• Sequencial
Injeção Eletrônica Multiponto

Injeção Eletrônica Multiponto

Trata-se de uma válvula de injeção para cada cilindro do motor, dentro da câmara
de combustão.
Sistema de Injeção Direta

Sistema de Injeção Eletrônica de Combustível
O sistema pode ser dividido e 3 sub-sistemas:
1. Sistema de Admissão: Ar
2. Sistema de Alimentação: Combustível
3. Sistema Eletrônico: Automação e Controle

É constituído por vários componentes que efetuam o transporte do ar para o
motor, nas suas diferentes condições de funcionamento.
Sistema de Admissão
Filtro de Ar

O corpo de borboleta de um motor com controle eletrônico incorpora alguns
sensores e atuadores controlados pela central.
Corpo de Borboleta

•Corpo de Borboleta motorizado – drive by wire
Sistema que garante maior suavidade na operação do veículo, evitando trancos e
realizando o fechamento e abertura da borboleta de aceleração de maneira gradual e
suave, contribuindo também para a redução na emissão de poluentes.
Nesse sistema, não existe ligação mecânica entre o acelerador e o corpo de borboleta,
desaparecendo o cabo do acelerador. Acoplado ao acelerador existem dois
potenciômetros para determinação da sua posição. A duplicidade de sensores aumenta a
confiabilidade e precisão do sistema.
No corpo de borboleta, além de um motor para acioná-la, existem potenciômetros
responsáveis pela informação da posição da borboleta.
O controle da marcha lenta nesse sistema se dá pela própria borboleta do sistema que
assume uma posição que garanta um fornecimento ideal de ar ao motor.
Corpo de Borboleta

Corpo de Borboleta

Sistema de Alimentação de Combustível
A alimentação do combustível é realizada através de uma eletrobomba instalada
no tanque de combustível, que succiona o combustível, envia ao filtro, tubo distribuidor e,
finalmente às válvulas de injeção de combustível.
A pressão de fornecimento de combustível para as válvulas de injeção é mantida
constante e proporcional ao valor de pressão existente no coletor de admissão pelo
regulador de pressão, mantendo constante a diferença de pressão para os injetores.

Bomba Elétrica de Combustível
Atuadores

Bomba Elétrica de Combustível
O acionamento da bomba de combustível é feito por um motor elétrico que é
alimentado pelo relé de comando. Ao ser acionada, a bomba faz sucção do combustível
por intermédio dos roletes, pressurizando o combustível na sua saída.
O combustível também é responsável por arrefecer e lubrificar a bomba. A
bomba faz sucção 1, o combustível passa pela válvula limitadora de pressão, cuja função
é proteger a bomba, caso a linha de pressão seja obstruída. Se houver obstrução na
linha de pressão, essa válvula irá abrir, permitindo que o excesso de pressão retome para
sua sucção. O combustível lubrifica o rolamento 3 e arrefece o induzido 4 e as escovas 5.
Depois o combustível abre a válvula de retenção 6, saindo do interior da bomba de
combustível.
Quando o motor do veículo é desligado, a bomba de combustível também irá
parar de funcionar. Neste momento, a válvula de retenção de pressão 6 irá fechar, não
permitindo que caia a pressão e que o combustível retome para o tanque.
Com a rotação do disco rotor 3, os roletes 2 são arremessados para fora
através da força centrífuga. O efeito de bombeamento é produzido pelos roletes em
movimento, que possuem um aumento de volume na placa guia 4, no lado de sucção, e
uma diminuição de volume no lado de pressão
Atuadores

Filtro de Combustível
Feito em carcaça especial para resistir á
pressão da bomba e elemento filtrante de
papel especial para reter as impurezas
contidas no combustível, evitando
obstrução nas válvulas de injeção.
Em alguns sistemas, existe na tubulação de entrada de
combustível, um amortecedor de vibrações. Sua função
é atenuar as vibrações da tubulação de combustível,
provocado pelas pulsações oriundas das mudanças de
pressão durante a abertura e fechamento dos injetores,
no regulador de pressão e até mesmo na bomba elétrica
de combustível

Tubo Distribuidor
A função do tubo distribuidor é armazenar o combustível pressurizado e distribuí-
lo uniformemente a todos os injetores.

Válvula reguladora de pressão
• Controla a pressão no tubo distribuidor à medida que
acelera ou desacelera o motor, de acordo com a
variação do vácuo no interior do coletor de admissão.
• A câmara inferior é ligada às mangueiras de entrada e
de retorno do combustível.
• A câmara superior é a câmara de vácuo, que possui
uma mola calibrada para a pressão desejada e uma
conexão para a instalação de uma mangueira ligada
ao coletor de admissão.
• A força gerada pela depressão no coletor no
diafragma vence a tensão da mola, permitindo o
retorno do excesso de combustível ao tanque
mantendo o diferencial de pressão constante.

Tubo Distribuidor
Na maioria dos modelos atuais, o regulador de pressão é instalado no reservatório
de combustível.

Válvula Injetora / Eletroinjetor
A válvula injetora é uma eletroválvula, normalmente fechada, comandada pela
ECU que abre a passagem de combustível para o coletor de admissão ao ser
energizada e fecha mecanicamente pela ação de uma mola interna quando
desenergizada .
Atuadores

A quantidade de combustível injetada será proporcional ao tempo de abertura,
de modo que a ECU deverá determinar em função da massa de ar admitida e de
estratégias específicas, o tempo necessário para injetar a quantiodade exata de
combustível para uma boa dirigibilidade, atendendo às normas de emissões de
poluentes..
Atuadores

Injector Linearity flow
0
5
10
15
20
25
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Injector opening (ms)
InjectedFuel(mg)
Static Flow = 2.58 g/s
Atuadores

• O sistema é constituído principalmente por uma central de controle
eletrônico (ECU ou Centralina), que tem a função de acionar e alimentar
eletricamente todos os componentes do sistema de injeção / ignição.
• Sensores - geram os sinais de entrada que monitoram constantemente as
condições do motor, a rotação e a carga a que ele está submetido.
• Atuadores - executam as “ordens” do módulo de controle. São controlados
eletronicamente.
Funcionamento do Sistema de Injeção Eletrônica:

• As informações que vão do motor para a ECU, são calculadas a partir da
quantidade de ar admitida para o combustível necessário a ser injetado,
para que se forme uma mistura ideal para cada regime de funcionamento
do motor. A central determinará também o momento ideal de
centelhamento nas velas.
• Mistura ideal é calculada com base nas medições de:
- regime de rotação do motor
- pressão absoluta no coletor de admissão
- temperatura do liquido de arrefecimento
- temperatura do ar aspirado
- teor de oxigênio no gás de escapamento

Sensores:
- Posição da borboleta
- Posição do virabrequim
(rotação)
- Temperatura do ar de admissão
- Pressão do ar do coletor de
admissão
- Temperatura da água
- Sensor de oxigênio
- Sensor de detonação
- Sensor do comando de válvulas
- Tensão da bateria
Extras:
- sensor de velocidade do veículo
- pressão do ar condicionado
- pressão de óleo
- pedal do acelerador
- quantidade de álcool na gasolina
Atuadores:
- válvulas de injeção
- bobina de ignição
- válvula de controle de
marcha-lenta
- válvula de purga de vapor de
combustível
- aquecimento do sensor de
oxigênio
- embreagem do compressor do
A/C
- ventilador do radiador
- válvula de recirculação dos
gases de exaustão
- lâmpada de diagnóstico no
painel de instrumentos
- válvula de aceleração
- válvula de alívio de pressão
(motores turbo)
Módulo de
Controle (ECU)

• A unidade de controle eletrônico (ECU) contém um software
com diversas sub-rotinas específicas para cada módulo de calibração.
• A partir da interpretação dos sinais enviados pelos sensores e identificação
da condição de operação do motor, o software envia comandos para os
drivers dos atuadores como, por exemplo: tempo de abertura da válvula de
injeção e avanço de ignição.

No que consiste a calibração do sistema de injeção
eletrônica do motor?
No preenchimento das variáveis de cada módulo do software
com valores adequados para que o conjunto motor-veículo responda
conforme o esperado / requerido para atendimento dos objetivos de:
 emissões
 dirigibilidade
 desempenho
 consumo

Funcionamento a Frio
• Durante baixas temperaturas, o combustível evapora com dificuldade e
ocorre evaporação do mesmo nas paredes do coletor de admissão. Esse
fenômeno faz com que apenas uma parte do combustível injetado,
efetivamente faça parte do processo de queima
• Nestas condições, acontece uma evaporação reduzida e fortes condensações
nas paredes internas do coletor de admissão, ambas aumentadas pela maior
viscosidade do óleo de lubrificação que, como se sabe, com baixas
temperaturas sofre aumento de resistência à rotação dos órgãos mecânicos
do motor.
• A central eletrônica reconhece esta condição e corrige o tempo de injeção
com base no sinal de temperatura do líquido de arrefecimento.
Funcionamento do Motor

Consequentemente:
- com temperaturas muito baixas, o válvula de injeção fica aberto por mais
tempo (a dosagem de combustível diminui) e a mistura é enriquecida;
- quanto maior for a temperatura do motor, menor será a abertura das válvulas
de injeção e, por conseguinte, maior será a dosagem de combustível e a mistura
será enriquecida.
Funcionamento a Frio

• Nesta fase, a central aumenta adequadamente a quantidade de
combustível exigida pelo motor (para obter o torque máximo) em função
dos sinais provenientes dos seguintes componentes:
- potênciometro da borboleta aceleradora;
- sensor de pressão absoluta;
- sensor de rotações e PMS.
Funcionamento em Aceleração

Funcionamento em Desaceleração
• Durante esta fase de utilização do motor, acontece a sobreposição de duas
estratégias:
1. regime transitório negativo para manter estequiométrica a quantidade de
combustível fornecida ao motor;
2. acompanhamento superficial às baixas rotações para atenuar a variação de
torque fornecida (menor freio motor).

• A estratégia de cut-off (corte do combustível em desaceleração) é efetuada
quando a central reconhece a borboleta na posição de marcha lenta, ou seja,
fechada, e a rotação do motor é ainda elevada.
• Nestas condições, a central não utiliza o sinal proveniente da sonda lambda
e o cut-off é ativado e desativado com valores de rotação variáveis de
acordo com a variação da temperatura do líquido dearrefecimento do
motor.
• O reconhecimento da borboleta aceleradora em posição aberta reativa a
alimentação do motor
Funcionamento em Cut - Off

• Durante o funcionamento em plena carga, a mistura é enriquecida para
permitir que o motor forneça a potência máxima (que é alcançada fora da
relação estequiométrica) e para impedir o aquecimento excessivo do
catalisador.
• A condição de carga plena é detectada através dos valores fornecidos pelos
sensores de posição da borboleta e da pressão absoluta. Nestas condições, a
central não utiliza o sinal proveniente da sonda lambda.
Funcionamento em Plena Carga

Autoadaptação
A central de controle do motor está provida com uma função de auto-adaptação
da mistura que tem a tarefa de memorizar os desvios entre mapeamento de base e
correções impostas pelos sensores que podem aparecer de maneira persistente
durante o funcionamento. Estes desvios (devido ao envelhecimento dos
componentes do sistema e do motor) são memorizados, permitindo uma
adaptação do funcionamento do sistema às progressivas alterações do motor e dos
componentes em relação às características do motor quando era novo.
A auto-adaptação permite também ao motor funcionar com combustíveis com
pequenas variações na composição, como a alteração na percentagem de álcool
na gasolina, por exemplo. Nesse caso específico, um sensor que monitora as
condições dos gases de escape (sonda lambda) percebe as mudanças na
combustão, promovendo as alterações necessárias para o correto funcionamento
do motor.

Proteção contra rotações excessivas
Ao ser projetado um motor, leva-se em consideração o balanceamento de suas
peças, a sua adequada lubrificação e a freqüência natural das molas de
acionamento de suas válvulas para determinar o regime máximo de rotações.
Exceder esse limite aumentará o risco de quebra do motor.
Aproveitando o recurso de controle do motor, está inserida no software de
controle de alguns modelos uma estratégia de corte para proteção contra
rotações prejudiciais ao motor.
Tão logo seja atingida a rotação programada, o tempo de injeção é
drasticamente reduzido, provocando uma caraterística semelhante a uma falha, o
que impede o motor superar o regime de giros máximo. Quando as rotações
voltarem a um valor "não crítico", é restabelecido o controle normal dos tempos
de injeção, em função da solicitação do motor.
Essa estratégia não impede, no entanto, que rotações excessivas sejam
atingidas durante reduções de marchas inadequadas, onde a própria inércia do
veículo tende a girar o motor através do sistema de transmissão. Nesse caso
cabe ao condutor utilizar as marchas de forma adequada, preservando o motor
de danos.

Sensores de rotação e Ponto Morto Superior (PMS)
• Na polia do motor está montada uma roda dentada magnética com marca de
referência. A unidade de comando (ECU) calcula a posição do virabrequim e o
número de rotações do motor, originando o momento
correto da faísca e da injeção
de combustível.
Sensores
Geram os sinais de entrada que monitoram constantemente as
condições do motor, a rotação e a carga a que ele está submetido.

Sensores de rotação e Ponto Morto Superior (PMS)
Tipos :
- Sensor de rotação e PMS tipo relutância magnética ou indutivo;
- Sensor de rotação e PMS de efeito hall
Sensores

Sensor de rotação e PMS tipo relutância magnética ou indutivo
• Sensor indutivo com a roda dentada de 60-2 dentes.
Quando a roda dentada possui 60-2 dentes, fixada ao eixo do motor pela polia do
virabrequim, quer dizer que dois dentes são removidos para criar uma referência. A
variação devida à passagem dos dentes e das cavidades gera uma freqüência de
sinais analógicos
Sensores

Sensor de rotação e PMS de efeito hall
Os sensores de efeito Hall funcionam eletricamente iguais a um interruptor
simples. Ação magnética no lugar de mecânica é utilizado para abrir e fechar o
circuito.
Sensores

Sensor de rotação e PMS de efeito hall com 3 janelas
Neste sistema, o eixo da armadura é o eixo do distribuidor, de tal modo que o
cada ciclo será enviado três sinais à ECU, sendo correspondente às janelas
com o PMS dos cilindros.
• A rotação é determinada pelo tempo gasto entre dois sinais
correspondentes, porém uma das janelas é maior do que a anterior,
indicando ser esta a correspondente ao primeiro cilindro.
Sensores

Sensores de oxigênio (Sonda Lambda)
Sua função é levantar o conteúdo residual de concentração de oxigênio nos gases
de escape que fluem pela descarga, de modo a permitir que a ECU tenha controle do
teor da mistura.
As sondas podem ser classificadas em função do material que são
constituídas:
• Sonda de zircônio (ZrO2);
• Sonda de titânio (TiO2).
São classificadas pela forma como são aquecidas:
• Pelo próprio calor da descarga (sonda lambda);
• Por uma resistência de aquecimento própria (sonda lambda aquecida).
E também, pela forma como são aterradas, definindo uma quantidade de
fios de ligação elétrica diferenciado:
• Sonda de um fio - sonda lambda aterrada na própria carcaça
• Sonda de três fios - sonda lambda aquecida aterrada na própria carcaça
• Sonda de quatro fios - sonda lambda aquecida aterrada
pela ECU.
Sensores

Sensores

Sensores
• Sonda de Zircônio com Aquecedor (HEGO)
Um aquecedor cerâmico inserido no sensor aquece o seu interior, permitindo
que ele possa ser utilizado numa faixa maior de temperatura dos gases de escape.
Devido ao aquecedor, o início de funcionamento é mais rápido que o do tipo EGO (sem
aquecedor) e possui uma menor variação das suas características.

Sensores
•Sonda de Zircônio com Aquecedor e Massa Isolada (ISOHEGO)
Este sensor possui um fio adicional para o sinal de massa em relação ao sensor
convencional com aquecedor (HEGO). A estabilidade do sinal é assegurada pela total
isolação entre o terra do sensor e a carcaça metálica externa, através de uma cerâmica
especialmente projetada. Isto garante maior vida útil à sonda, pois elimina possíveis
falhas proveniente de oxidação entre o escapamento e a sonda.

Sensor de fase
Combinado com o sinal de rotação e PMS, permitir que a ECU possa identificar o
cilindro em ignição
Sensor de rotação e PMS tipo indutivo com roda dentada 60-2 dentes mais sensor
de fase indutivo.
Este tipo de sensor de rotação e PMS utilizado somente nos motores com injeção
seqüencial de combustível ou, quando o sistema possuir dois sensores de
detonação.
O principio de funcionamento é o mesmo do sistema simples com somente a roda
dentada de 60-2 dentes:
Em motores 4 cilindros:
. O PMS do 1 ° e 4° cilindros ocorre na passagem do 20° dente da roda dentada
. O PMS do 2° e 3° cilindros na passagem do 50° dente.
Em motores 6 cilindros:
. O PMS do 1° e 5° cilindros ocorre na passagem do 18° dente da roda dentada;
. O PMS do 3° e 4° cilindros na passagem do 38°dente
. O PMS do 2° e 6° cilindros na passagem do 58° dente.
Sensores

Nesta hora, então, compõe o sinal com o sensor de fase, de mesmo principio de
funcionamento, montado na cabeça do motor em correspondência do eixo de
distribuição de descarga ou admissão. Sua função: detectar a passagem de um
dente na própria engrenagem de comando de válvula, 120° antes do PMS do
cilindro n° 1 na fase de ignição. Desta forma, é possível identificar o PMS de
cada cilindro individualmente, conforme a ilustração, sabendo que a ordem de
ignição é 1-3-4-2 ou 1-3-6-5-4-2.
Sensor de fase
Sensores

O medidor de massa de ar está instalado entre o filtro de ar e a borboleta
de aceleração e tem a função de medir a corrente de ar aspirada. Através
dessa informação, a unidade de comando calculará o exato volume de
combustível para as diferentes condições de funcionamento do motor.
Medidor de massa de ar
Sensores

A medida direta da massa de ar aspirada pelo motor é efetuada por um elemento
sensor quente. Devido a introdução de uma resistência de compensação da
temperatura esse sensor quente mantido a uma temperatura entre 100ºC a 200ºC
acima da temperatura do ar admitido.
Será maior a transferência de calor do sensor quente para o ar aspirado, quanto
maior for a massa de ar aspirado. O elemento sensor terá a sua resistência
alterada por conta da diminuição da instantânea da temperatura, provocada pela
transferência de calor do fio quente para o ar admitido.
O elemento sensor é parte do circuito da ponte de Wheaststone. Entende-se que
havendo uma variação na temperatura do elemento o sensor estará provocando
uma variação na sua resistência. Assim, um desequilíbrio é criado na ponte de
Wheaststone. Desta forma, o valor de sinal de corrente será tanto maior quanto
for o fluxo da massa de ar aspirada pelo motor não influenciado pelo volume,
velocidade, variação barométrica provocada pela variação de altitude em que
esteja o veiculo.
Sensores

Sensores

Função: Informar a velocidade do veículo, de modo a proporcionar
um melhor controle da marcha lenta e do processo de desaceleração.
Tipos:
•De efeito hall.
•Tipo relutância magnética.
•Led – Fototransistor.
Sensor de velocidade
Sensores

Sensor de pressão
Os sensores de pressão possuem diferentes aplicações. Medem a pressão
absoluta no tubo de aspiração (coletor) e informam à unidade de comando em
que condições de pressão o motor está funcionando, determinar qual o volume
de combustível deve ser injetado.
Nos sistemas rotação - densidade (speed - density), o sensor de pressão
informa a pressão no coletor de admissão para que se possa calcular a
densidade do ar. Em outros casos, a pressão no coletor é utilizada para a
determinação da carga a qual está sujeita o motor, de modo a definir o avanço
de ignição.
Sensores

Sensor de pressão
Tipos de Sensores
Existem diversos sensores para linha automotiva, suas versões variam
em função da faixa de pressão que o componente suporta na análise.
Estes sensores também podem ser classificados
• Quanto a sua aplicação: De pressão absoluta; De altitude.
• Quanto a sua função: Para cálculo da densidade do ar; Para
determinação do avanço; Para correção barométrica.
• Quanto à característica da curva de saída: Linear contínua; Pulsos
de freqüência.
Sensores

Sensor de posição da borboleta
Sua função é a de identificar a posição angular da válvula de aceleração (borboleta),
permitindo identificar a carga aplicada sobre o motor e o tempo de carga.
É a partir do sinal deste sensor que é feito o corte de injeção de combustível (Cut-Off),
quando central eletrônica monitora que a rotação do motor não está em marcha lenta e a
posição da borboleta está totalmente fechada à mesma processa está informação reduzindo
assim a injeção de combustível pelas válvulas de injeção. Outros sinais do sensor monstra
como a ECU reage.
Estado da borboleta aceleradora Estratégia da central
Borboleta fechada Marcha lenta
Cut-off
Dash pot
velocidade de abertura da borboleta Aceleração rápida
borboleta totalmente aberta plena carga
borboleta parcialmente aberta carga parcial
ângulo da borboleta aceleradora sinal de carga para definição do
avanço de ignição.
Sensores

Sensor de posição da borboleta
Potenciômetro:
O principio de funcionamento consiste em fazer que o cursor de um
potenciômetro seja o próprio eixo da borboleta aceleradora. A ECU alimenta a
resistência com uma tensão constante (5V) e o sinal é obtido pelo cursor. O resultado é
uma curva linear entre
ângulo de borboleta x resistência:
Sensores

Sensor de temperatura do ar
Nos sistemas rotação-densidade (speed - density), o sensor de pressão
informa a temperatura do ar no coletar de admissão para que se possa calcular a
densidade do ar.
Nos sistemas de medição volumétrico, a temperatura do ar também é
utilizada no cálculo da densidade do ar, a diferença é que enquanto os sensores
de pressão do sistema rotação - densidade estão localizados após a borboleta
aceleradora, os medidores de vazão estão anterior a esta e portanto a variação de
pressão a que estão submetidos é a pressão atmosférica.
Deste modo, o calculo simples da variação da densidade pode ser feita
somente pela variação de temperatura. Nos sistemas de medição mássica, tem a
função de possibilitar a estabilização da temperatura do elemento quente.
Sensores

Sensor de temperatura do fluido de arrefecimento
Informa a unidade de comando das condições de temperatura do motor para
que se possa processar estratégias especificas como:
Funcionamento do motor a frio.
No funcionamento do motor a frio, a ECU deve enriquecer a mistura de um
fator inversamente proporcional à temperatura, ou seja, quanto menor for a
temperatura maior deverá ser o fator de enriquecimento da mistura.
Este enriquecimento é necessário, devido à condensação de uma parte do
combustível nas paredes frias do cilindro. Devido a isto o sistema deverá
trabalhar sem o sinal proveniente da sonda lambda. Além disso, o mapa de
avanço fica alterado (adiantado) para promover uma melhor queima do
combustível.
Cut-off com o motor frio.
Na fase de cut-off, os limites de rotação para entrada e saida da estratégia
de cut-off variam em função da temperatura da água
Sensores

O interruptor inercial de corte de combustível é utilizado em conjunto com a
bomba elétrica de combustível com a finalidade de desligá-Ia em caso de
uma colisão. É constituído por uma esfera de aço, mantida na posição por um
magneto.
Quando ocorrer um impacto brusco, a esfera se solta do magneto, percorre
uma rampa cênica e choca-se com uma lâmina alvo que abre os contatos
elétricos do interruptor e interrompe a alimentação da bomba elétrica de
combustível.
Uma vez que os contatos estão abertos, somente serão novamente fechados
através da ação mecânica de um botão de reinicialização.
Interruptor inercial de corte de combustível
Sensores

Sensor de pressão do reservatório
O sensor de pressão do reservatório de combustível é utilizado para monitorar a
pressão no reservatório combustível ou o vácuo, verificando a integridade do
sistema de combustível para determinar se existe vazamento evaporativo.
Sensor de pressão do condicionador de ar
Permite compatibilizar a marcha lenta com a carga adicional do compressor,
além de verificar a necessidade de acionamento do ventilador do radiador e
corte do compressor, visando a proteção deste contra pressões inadequadas;
Sensores

Atuadores
São componentes eletrônicos que transformam sinais elétricos em
movimentos mecânicos. A maioria destes componentes tem como principio
de funcionamento o eletromagnetismo
Eletroválvula
As eletroválvulas baseiam-se nos conceitos da indução eletromagnética e o campo
magnético capaz de atrair um magneto para o núcleo de um solenóide depende da corrente
elétrica que percorre as espiras da bobina.
No caso, o magneto, vai interagir com uma válvula (daí o nome eletroválvula),
controlando a passagem de um fluido (gás ou liquido) por uma tubulação.
As eletroválvulas podem ser, segundo o funcionamento elétrico:
liga/desliga (on/off) carga cíclica (duty-cycle)
corrente variável de duas vias
de três vias

Motor de Passo
O motor de passo é constituído de um estator e de um rotor com
rosca sem fim. O estator consiste de duas bobinas fixas, e o rotor de um imã
permanente e uma haste roscada sem fim que comanda o atuador mecânico,
A haste está roscada no imã e é guiada pela carcaça evitando o seu
movimento de giro, ou seja, a haste é solidária ao eixo imantado do rotor,
girando com a mesma rotação. Por este motivo, o atuador mecânico desloca-
se axialmente, num movimento de vaivém. O atuador 'vai' ou 'vem'
dependendo do sentido de giro do rotor. O sistema chama-se 'de passo'
porque o roto tem um giro escalonado, conforme a comutação do campo
magnético do estator.
No exemplo a seguir, mostrado pela figura, demonstra o princípio
de funcionamento de um motor de passo de 2 pólos.
Atuadores

Passo 1 – giro de 90º Passo 2 – giro de 180º
Passo 3 – giro de 270º Passo 4 – giro de 360º
Motor de Passo
Atuadores

Motor Rotativo
O princípio de funcionamento do motor rotativo, assemelha-se a uma
combinação dos princípios da eletroválvula e do motor de passo.
Os motores rotativos podem ser:
Simples
No caso de motores simples, um campo magnético gerado pela circulação de
corrente em uma bobina, provoca o giro de um rotor (como no motor de passo). O eixo do
rotor gira apenas de um ângulo correspondente à forma como foi construído o motor.
Na extremidade do eixo rotativo, uma válvula, como mostra a figura ao lado. O
comando é do tipo carga cíclica (duty-cycle), portanto de freqüência fixa. A permanência
do rotor em uma determinada posição depende então, do tempo de duração do pulso de
comando. O retorno é comandado por uma mola de torção e batente, o que permite a
válvula ser normalmente aberta ou fechada.
Atuadores

Duplos
Já nos motores rotativos duplos, o retorno deve ser comandado, já que a mola de torção é
substituída uma outra bobina, que combinada com o funcionamento da primeira, faz o eixo
girar no sentido horário ou anti-horário. O sistema de abertura e fechamento continua
sendo de carga duty-cicle, entretanto, torna-se necessário tanto o comando de abertura
quanto o comando de fechamento da válvula.
Motor Rotativo
Atuadores

Os relês são chaves que se baseiam nos princípios eletromagnéticos. Compõem-se
basicamente de um indutor e uma chave. A corrente elétrica quando percorre os
enrolamentos do indutor. gera um campo magnético suficiente para atrair um núcleo
e fechar ou abrir um interruptor elétrico e uma mola faz o acionamento inverso.
Assim, um relê com chave normalmente aberta, somente estará fechada quando
existir corrente elétrica nos enrolamentos do indutor.
Relê
Atuadores

Para atender às severas disposições legislativas sobre as emissões de resíduos
nocivos dos motores de combustão interna, além de uma dosagem sempre precisa da mistura
ar-combustível, o veículo está equipado com os dispositivos que controlam essas emissões.
Sistema de Controle de Emissões
Recirculação dos gases do cárter
O motor em funcionamento gera gases internamente. Para manter o seu correto
funcionamento, estes gases devem ser expulsos e isto é feito através do respiro do motor.
Uma parte destes gases é tóxica e por isso deve ser queimada para não ser jogada
diretamente no ambiente.
Além dos vapores de lubrificantes, gases de escapamento constituídos por misturas de
ar-combustível e pelos gases queimados que passam pela vedação dos anéis dos pistões são
gerados na região do cárter. Torna-se necessário um sistema que efetue a recirculação dos
gases, para impedir que atinjam a atmosfera e elevem a pressão interna do motor
demasiadamente, o que poderia determinar vazamentos.
Um sistema de chicanas ou um filtro recuperam o óleo que poderia ser arrastado
juntamente com os vapores. No interior da tubulação é montado um corta-chamas para
prevenir fenômenos de combustão devido ao retorno da chama ao corpo de borboleta.

•Válvula PCV (positive crankcase ventilation) ou ventilação positiva do cárter
Essa válvula tem a função de impedir que um volume acentuado de lubrificante
venha a ser arrastado junto com os gases do cárter para admissão, o que determinaria um
consumo exagerado de lubrificante.
No caso de elevada diferença de pressão entre a admissão e o cárter
(desacelerações, por exemplo) a válvula fecha, impedindo momentaneamente a
recirculação dos gases. Tão logo a diferença de pressão se suavize, o sistema volta a
operar normalmente.

Eletroválvula de purga do canister
A eletroválvula de purga do canister é o componente que controla o fluxo de
vapor (purga) do canister (filtro de carvão ativado) para o coletor de admissão durante
várias condições de funcionamento do motor.
A eletroválvula é do tipo normalmente fechado. Para ativá-Ia, eleve o giro do
motor por alguns instantes. Alguns sistemas possuem uma eletroválvula que controla a
abertura ou o fechamento do orifício atmosférico do canister, isto permite que a ECU,
em conjunto com a eletroválvula de purga do canister, abaixe a pressão do reservatório
de combustível.
Atuadores

Emissões Evaporativas
Canister
O canister, como já foi dito, é constituído por um reservatório que possui carvão ativado
atuando como filtro dos vapores oriundos do tanque de combustível.O canister possui
normalmente três conexões:
•Ventilação do tanque – uma mangueira conectada à parte superior do tanque conduz os
vapores até o filtro;
•Purga – faz a ligação do canister ao coletor de admissão para enviar os vapores a serem
queimados durante a purga;
•Atmosfera – promove o contato do canister com o ar atmosférico.
Os vapores são conduzidos à parte inferior do filtro onde sobem sendo filtrados pelo
carvão ativado em forma de pequenas esferas. Na parte superior, uma espuma atua como
filtro, impedindo que o carvão ativado penetre na linha de purga.

Válvula de purga
A válvula que controla o fluxo de vapores de combustível do canister para o coletor
de admissão pode ser mecânica ou eletricamente comandada pela central de controle do
motor.
A válvula, quando elétrica, é acionada pelo módulo de controle do motor através de
ciclos de trabalho determinando níveis de abertura compatíveis à operação do motor

Abastecimento
O posicionamento do canister varia a depender do modelo de veículo, mas muitas das
vezes pode ficar em uma altura inferior à tampa de enchimento do tanque.
Em caso de enchimento excessivo, o combustível tenderá a, por gravidade, atingir o
filtro de carvão ativado. Uma vez contaminado com combustível, o carvão ativado tende a
se dissolver e quando acionada a purga, ocorrerá contaminação do coletor de admissão e
cilindros do motor, provocando carbonização com conseqüente redução da sua vida útil.
Para evitar problemas dessa natureza, abastecer até o desligamento automático do bico
da bomba, evitando encher o gargalo. Agindo assim protege-se não só o canister e o motor,
como evita-se que combustível transborde e danifique a pintura.
Tampa do tanque de combustível
A tampa do tanque possui uma válvula que tem como função manter os vapores no
tanque com segurança. Em caso de substituição, é imperativo que se faça por uma de
modelo idêntico para preservar o correto funcionamento do sistema de controle de
emissões evaporativas

Recirculação de gases do escapamento
As altas temperaturas da câmara de combustão propiciam a formação dos óxidos de
Nitrogênio, que são poluentes. Para conter essa emissão reduz-se a temperatura da
câmara. Isso pode ser feito recirculando parte dos gases de escapamento.
O cruzamento de válvulas por si só faz com que parte dos gases resultantes da
queima voltem à admissão, auxiliando na tarefa de conter as emissões. Para um
controle mais efetivo torna-se necessário o uso de mecanismos que façam a
recirculação de forma controlada e em momentos que não prejudiquem o consumo e o
desempenho do motor.
Uma válvula controlada pela central eletrônica de controle do motor, pilota uma
válvula denominada válvula EGR – de Recirculação dos gases de escapamento
(Exhaust Gas Recirculation). A válvula é acionada sob as seguintes condições:
Motor aquecido à temperatura operacional – a recirculação dos gases com o motor frio
traria problemas de controle da mistura, que deve ser rica nesses momentos;
Rotação superior à marcha lenta – se a válvula abrir durante a marcha lenta, ocorrerá
instabilidade da rotação e o motor ficará vibrando ou apagará. Esse problema ocorre
pois a quantidade de ar admitida é mínima e a recirculação provocaria perda do
oxigênio necessário a queima do combustível sob essas condições.

Exercícios
1) Um motor com 6 cilindros, 4T e ignição por centelha com injeção de
combustível multiponto possui uma cilindrada de 2,4 L e uma eficiência
volumétrica de 87 % a 3000 rpm operando com etanol (FR = 1,06). Existe
uma válvula injetora para cada cilindro que fornece combustível a uma taxa
de 0,02 kg/s. Calcule o tempo de duração de um pulso de injeção para um
cilindro em um ciclo.
2) Um motor de 4,8 L V8-SI-4T opera a 4000 rpm. O motor trabalha com duas
injeções diretas de gasolina em cada cilindro durante um ciclo com uma
relação ar/combustível total de 28:1. A primeira injeção corresponde a ¼ da
quantidade total de combustível e ocorre durante a admissão (100oaPMI até
75oaPMI). A segunda injeção fornece a quantidade remanescente de
combustível próxima da vela momentos antes da ignição, terminando a 30o
aPMS. Um “supercharger” eleva a eficiência volumétrica do motor para 140
% nesta rotação. Calcule:
a) Consumo de combustível do motor.
b) Duração da 1a injeção.
c) Vazão mássica de combustível pelo injetor na 1a injeção.
d) Duração da 2a injeção.
e) Posição do pistão no início da 2ª injeção.

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