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OFICINA BRASIL
terça-feira, 13 de janeiro de 2009
Texto: Paulo SouzaReparador DieselSistema de injeção diesel Common Rail – Sensores e Atuadores
Na edição anterior, quando falamos do sistema de combustível, enfatizamos que existemvariações de componentes de veículo para veículo e, que cada aplicação possuiseu sistema adequado. Desta forma, há configurações e um emprego de número depeças diferentes. O importante é saber que estas diferenças não significa que haja peloemprego de mais componentes ou componentes diferentes entre si, um sistema melhor que o outro, e, sim,que ele está perfeitamente aplicado às necessidades daquele motor em que está montado. Comrelação aos sensores e atuadores ocorre a mesma situação, assim vamos falar sobre eles deuma forma geral. Para os colegas que já trabalham com o sistema de injeção eletrônica paraciclo Otto, estes componentes serão bastante familiares.
Iniciemos nossa abordagem citando o sensor de rotação, sinal básico para a unidade decomando identificar a rotação do motor e de referência, outras funções a unidade decomando pode desempenhar a partir deste sinal, como por exemplo, estabilização mais precisa darotação de marcha lenta. Este sensor do tipo indutivo gera um sinal de onda senoidal onde suatensão e sua freqüência variam em função da rotação, ele é montado próximoa um disco acoplado no volante do motor, sendo que este disco é dividido em 60 dentes e sãoeliminados dois para que durante a geração do sinal haja uma diferenciação do mesmo aopassar esta "falha" pelo sensor e assim a unidade de comando reconhece a referência do 1ºcilindro. No entanto, a unidade para reconhecer a fase de trabalho do 1º cilindro, visto que pelo sinal dosensor de rotação este pode estar em fases distintas e para comandar os injetores de forma correta,ou seja, fornecer o combustível na fase correta de trabalho, é necessário outro referencialgerado pelo sensor de fase, que está montado de forma a captar através de um dente posicionadono eixo de comando de válvulas do motor um sinal de efeito hall, que indica para a unidade a fasede trabalho correta para que ocorra a injeção de combustível de forma seqüencial.
A necessidade de trabalho do motor segundo o desejo do condutor é identificado através do sensordo pedal do acelerador. Este sensor na maioria das aplicações está instalado diretamente no pedaldo acelerador que possui um potenciômetro de pista dupla variando o sinal segundo a posiçãoem que está sendo solicitado. O potenciômetro de pista dupla faz com que a central tenhaplausibilidade do sinal, este é um dos sinais que irá determinar o tempo que o injetor deverá permaneceraberto para injeção da quantidade de combustível necessária, assim para aprimorareste tempo que resultará esta quantidade o sistema pode possuir um medidor de massa de ar de filmeaquecido que gera um sinal elétrico em função do fluxo de ar que por ele passa,também no fluxo deste ar no coletor de admissão está montado um sensor de temperatura dear do tipo NTC (coeficiente negativo de temperatura) assim a unidade tem a informação precisa damassa de ar aspirada pelo motor ou neste coletor dependendo da aplicação adotada, o sistemapoderá possuir um medidor de pressão absoluta com o sensor de temperatura do ar montado em ummesmo componente desta forma o sinal gerado será em função da variação de pressãono coletor. Quanto ao sensor de temperatura, o principio de funcionamento e sua função são osmesmos do anterior, ou seja, colaborar na maior precisão do tempo de injeção. Outrossensores do tipo NTC agregam seus sinais para a unidade de comando com seus graus deimportância, são eles o de temperatura do liquido de arrefecimento, com base neste sinal otempo de injeção é adequado aos diversos regimes de temperatura que o motor possa operar, osensor de temperatura do combustível, deste alem da unidade usá-lo para adequaçãodo tempo de injeção também, se a aplicação for dotada de aquecimento elétricono filtro de combustível, para evitar em baixas temperaturas à formação de cristaisparafínicos, a referência para que a unidade acione este dispositivo é proveniente dele.
Para controle da pressão do combustível no tubo distribuidor (rail), há um sensor depressão de combustível instalado no mesmo que varia seu sinal com a variação depressão, este sinal sendo informado para a unidade, ela irá atuar na válvula reguladora depressão que dependendo da aplicação, está instalada junto à bomba de alta pressão ouno rail, esta válvula controla, mediante o sinal da unidade, o retorno de combustível aotanque, o processo é bem simples, sem sinal da unidade esta válvula estará em repouso obstruindo
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a linha de retorno por ação de uma mola que força uma haste de encontro à sua sede devedação, quando a bomba de alta pressão passa a trabalhar, a pressão gerada por elavence a força desta mola, a haste se desloca de sua sede e o combustível retorna ao tanque,porem esta pressão gerada não é suficiente para o funcionamento do sistema além doque a pressão no rail será distinta para os diversos regimes de trabalho do motor de acordo com quefoi adotado para aquela aplicação, então para ter a pressão adequada a estes regimes aunidade aplica um comando nesta válvula, ou seja, tensão em sua solenóide que a faz ahaste retornar a sua sede e obstruir o retorno, fazendo este processo de forma modular a unidadeadéqua o valor da pressão para os diversos regimes de trabalho.
Na bomba de alta pressão, para algumas aplicações, pode haver uma válvula dedesativação do elemento, onde a unidade atua sobre esta válvula em condições prédeterminadas, aplicando a ela um sinal que fará com que o elemento onde está montada deixe de bombearo combustível, sendo assim apenas dois elementos realizam o trabalho de geração depressão e fluxo para o tubo distribuidor de combustível.
O sistema ainda possui o sinal do interruptor de freio e o da embreagem, ambos são aberto oufechado, ou seja, não acionado ou acionado, quando a unidade recebe estes sinais, deste oudaquele, ela assume estratégia na injeção de combustível, que envolve tantosegurança quanto conforto para o condutor ao dirigir o veículo. Como já vimos acima, aválvula reguladora de pressão é um dos atuadores do sistema o outro é o injetor, ele possuiuma válvula eletromagnética, na grande maioria, que ao receber um sinal da unidade decomando libera o fluxo de combustível para retorno ao tanque através de um orifícioonde uma esfera sem este sinal bloqueia esta passagem por ação de uma mola, com isto ocorre umaqueda de pressão na parte superior do pistão de comando da válvula e desta forma apressão na agulha do injetor que está na outra extremidade vence a força de uma mola e sedesloca de sua sede de vedação deixando com que o combustível entre de forma pulverizadae na quantidade exata pelo tempo em que a válvula eletromagnética do injetor permanecercom o sinal da unidade e assim com os recursos da eletrônica é possível se ter uma préinjeção, a injeção principal e até se for necessário uma pós injeção, estassituações dependem da aplicação.
A unidade de comando pode comandar outros atuadores como, por exemplo, a válvula derecirculação dos gases de escapamento (EGR) assim em condições pré definidas pela unidadeela atua nesta válvula fazendo com que parte dos gases de escape retorne ao coletor deadmissão, consequentemente aos cilindros onde acabam absorvendo, diminuindo a temperatura,reduzindo assim os óxidos de nitrogênio (NOx), também atuadores como as velas deaquecimento, que aquecem o ar na câmara de combustão em temperaturas baixas para ajudarno processo de trabalho do motor, a unidade pode atuar nos eletro ventiladores do radiador e no sistemade turbo alimentação. Existem mais variantes tanto para sensores quanto para atuadores, vimosacima grande parte e os principais deles.
Abrangemos desta forma várias possibilidades e, mais uma vez como comentado na matériaanterior, o importante é, ao analisarmos um veículo, entendermos a função de cadacomponente independente da variedade na aplicação.
Na próxima edição abordaremos sobre as principais atenções que devemos ter para osistema Common Rail.
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