Sistema de Injeção Common Rail EDC16 e EDC 17

CAPAEDC16 e EDC 17
Durante a sua leitura, fique atento a este símbolo que identifica informações importantes.
atenção/nota
eStRUtURa do SiStema .........................................................................4 Sensores ..................................................................................................... 4 Atuadores.................................................................................................... 5
SiStema de CombUStível ......................................................................6 Componentes ............................................................................................... 6 Filtro de combustível ..................................................................................... 8 Acumulador de combustível ........................................................................... 9 Bomba de pré-alimentação G6 e bomba de combustível G23 ............................ 10 Bomba de alta pressão com bomba de engrenagens ........................................ 12 Bomba de engrenagens ............................................................................... 12 Válvula dosificadora de combustível N290 ..................................................... 13 Bomba de alta pressão ................................................................................ 15 Acumulador de alta pressão (Rail) ................................................................. 17 Sensor de pressão do combustível G247 ....................................................... 18 Válvula reguladora da pressão de combustível N276 ....................................... 19 Controle da alta pressão de combustível ........................................................ 21 Sensor de temperatura do combustível G81 ................................................... 22 Válvula reguladora da pressão de retorno ....................................................... 23 Injetores .................................................................................................... 24
SiStema de admiSSão de aR ............................................................... 32 Regulagem da pressão de sobrealimentação ................................................... 32 Sensor de pressão de sobrealimentação G31 e Sensor de temperatura do ar de admissão G42 ............................................... 33 Válvula eletromagnética para limitação da pressão de sobrealimentação N75 ..... 34 SiStema de ContRole de emiSSõeS ..................................................... 35 Recirculação dos gases de escape ................................................................ 35 Válvula para recirculação dos gases de escape N18 ........................................ 36 Potenciômetro de recirculação de gases de escapamento G212 ........................ 37 Radiador para recirculação de gases de escape ............................................... 38 Válvula comutadora para trocador de calor da recirculação dos gases de escape N345 ................................................................................ 40 Válvula borboleta do coletor de admissão ...................................................... 40 Motor para válvula do coletor de admissão V157 ............................................ 41 Sensor de posição da válvula borboleta do coletor de admissão ........................ 41
SiStema de pRé-inCandeSCênCia ......................................................... 42 Estrutura do sistema ................................................................................... 42 Unidade de Controle das velas incandescentes J179 ....................................... 43 Velas incandescentes de cerâmica ................................................................ 44
SiStema de injeção Common Rail - edC 16 e edC 17
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GeStão do motoR ............................................................................... 46 Sensor de pressão do coletor de admissão G71 .............................................. 46 Estrutura e funcionamento dos Sensores Hall ................................................. 48 Módulo pedal do acelerador ......................................................................... 49 Sensor de posição do pedal do acelerador G79 ............................................... 49 Sensor de nível e temperatura do óleo G266 .................................................. 50 Sensor de rotação do motor G28 .................................................................. 51 Sensor de fase (Hall) G40 ............................................................................ 52 Interruptores do pedal do freio F e da embreagem F36 .................................... 53 Sensor de massa de ar G70 ......................................................................... 53 Sensor de temperatura do líquido de arrefecimento G62 .................................. 54 Sonda Lambda G39 .................................................................................... 55 Sensor de temperatura dos gases de escape G235 ......................................... 55 Lâmpada de controle da pré-incandescência K29 ............................................ 56 Lâmpada de controle de emissões K83 .......................................................... 56 SiStema de injeção Common Rail edC17 ........................................... 57 Introdução ................................................................................................. 57 Estrutura do sistema ................................................................................... 58 SiStema de CombUStível .................................................................... 60 Quadro esquemático ................................................................................... 60 Filtro de combustível com válvula de pré-aquecimento ..................................... 62 Bomba de combustível adicional V393 .......................................................... 63 Filtro de tela .............................................................................................. 63 Bomba de alta pressão ................................................................................ 64 Válvula para dosagem do combustível N290 .................................................. 69 Válvula de segurança .................................................................................. 70 Válvula reguladora da pressão de combustível N276 ....................................... 71 Controle da alta pressão de combustível ........................................................ 73 SiStema de admiSSão de aR ............................................................... 74 Turbocompressor ........................................................................................ 74 Sensor de posição para controle da pressão de sobrealimentação G581............. 75 Coletor de admissão com borboletas de turbulência espiroidal .......................... 76 SiStema de ContRole de emiSSõeS ..................................................... 77 Válvula para recirculação dos gases de escapamento N18 ............................... 77 Potenciômetro de recirculação dos gases de escapamento G212 ...................... 77 Unidade de Controle da válvula borboleta J338 .............................................. 78 Potenciômetro da válvula borboleta G69 ........................................................ 78
GeStão do motoR ............................................................................... 79 Unidade de Controle do motor J623 ............................................................. 79 Sensor de posição da embreagem G476 ........................................................ 80 Sensores de posição do acelerador G79 e G185 ............................................. 82 Sensor de temperatura do líquido de arrefecimento na saída do radiador G83 ..... 83
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Introdução
Todos os motores 2.5l 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 para dosagem do combustível n290
Sensor de pressão do combustível G247
injetores n30, n31, n32, n33, n83
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motor
F36 Interruptor do pedal da embreagem
F Interruptor da luz do freio
G235 Sensor 1 da temperatura dos gases de escape
G39 Sonda Lambda
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
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)
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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
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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.
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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
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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
Conexão elétrica
Contato fechado
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.
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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 do filtro de combustível
alimentação para bomba de alta pressão
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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 consideravelmente.
G23
G6
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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
válvula de segurança
bomba de engrenagens
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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
eixo de acionamento
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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
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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.
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 alta pressão
Grande largura de pulso = maior fluxo de combsutível para bomba de alta pressão
U tensão (volts) t tempo f duração do ciclo (frequência) fpw largura (tempo do pulso)
êmbolo da bomba
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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
Conduto anelar da bomba de alta pressão
disco de elevação
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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 bomba de alta pressão
válvula de saída
válvula de saída
Câmara de compressão
êmbolo da bomba
disco de elevação
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)
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Sensor de pressão do combustível G247
Sensor de pressão do combustível G247O 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.
extensômetro
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.
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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
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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).
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.
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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
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Sensor de temperatura do combustível G81
O sensor de temperatura do combustível está localizado no tubo de alimentação da bomba de alta pressão. Com este sensor é determinada a temperatura momentânea do combustível.
aplicações do sinal
A Unidade de Controle do motor J623 usa o sinal do sensor de temperatura G81 para calcular a densidade do combustível. Isso serve como uma variável de correção para calcular a quantidade de injeção, regular a pressão do combustível no acumulador de alta pressão (Rail) e para regular a quantidade de combustível que entra na bomba de alta pressão. Para proteger a bomba de alta pressão contra temperaturas excessivas do combustível, a potência do motor é limitada para proteger a bomba de alta pressão. Como resultado, a quantidade de combustível a ser comprimida na bomba de alta pressão é reduzida e a temperatura do combustível diminui.
Em caso de avaria no sensor de temperatura, a Unidade de Controle do motor J623 usa um valor fixo para propósitos de cálculo.
Sensor de temperatura do combustível G81
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Válvula reguladora da pressão de retorno
A válvula reguladora da pressão de retorno é uma válvula puramente mecânica. Está localizada entre a tubulação de retorno dos injetores e o sistema de retorno de combustível.
missão
A válvula reguladora da pressão de retorno mantém uma pressão de combustível de aproximadamente 10 bar. Esta pressão de combustível é necessária para o funcionamento dos injetores.
Funcionamento
Durante o funcionamento do motor, o combustível sai dos injetores e passa através da válvula reguladora da pressão de retorno. Se a pressão de retorno dos injetores superar 10 bar, a esfera sai de seu assento vencendo a força da mola. Então, o combustível passa pela válvula aberta, retornando para o reservatório de combustível.
válvula reguladora da pressão de retorno
esfera
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Injetores
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. O motor de 2.5l TDI é equipado com injetores piezoelétricos. Nesse caso, os injetores são controlados através de um atuador piezoelétrico. A velocidade de comutação de um atuador piezoelétrico é aproximadamente quatro vezes maior do que de uma válvula eletromagnética.
Em comparação com os injetores controlados por válvula eletromagnética, a tecnologia dos injetores piezoelétricos tem aproximadamente 75% menos massa móvel na agulha do injetor.
Isso resulta nas seguintes vantagens:
menor tempo de comutação, 9
possibilidade de executar várias injeções em cada ciclo de trabalho, 9
controle extremamente preciso das quantidades injetadas. 9
agulha do injetor
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Ciclo de injeção
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. 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 sequência de injeção.
pré-injeção
Uma pequena quantidade de combustível é injetada na câmara de combustão antes da injeção principal, levando a um aumento de temperatura e pressão na câmara de combustão. Com 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 combustão e baixas emissões de escape. O número, o tempo e as quantidades de combustível da pré e pós injeção dependem das condições momentâneas de funcionamento do motor.
Quando o motor está frio e funcionando em baixos regimes de rotação são realizadas duas pré-injeções devido a razões acústicas.
Com maiores regimes de rotação e carga no motor, apenas uma pré-injeção é realizada, para reduzir emissões de escape.
Nenhuma pré-injeção é realizada em plena carga e altas rotações, porque uma grande quantidade de combustível deve ser injetada de uma só vez para alcançar um alto grau de eficiência.
injeção principal
Após a pré-injeção há um breve intervalo antes que a quantidade da injeção principal seja injetada na câmara de combustão.
O valor da pressão de injeção permanece praticamente invariável durante toda a sequência de injeção.
pós-injeção
Para regenerar o filtro de partículas, duas pós-injeções são realizadas. Essas duas pós-injeções aumentam a temperatura dos gases de escape, para que ocorra a combustão das partículas de fuligem que estão no filtro de partículas.
tensão de excitação (volts)
25
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.
26
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
Relações de áreas entre os êmbolos
27
Combustível sob alta pressão
Câmara de controle
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.
28
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
29
Câmara de controle
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.
30
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
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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
8
7
32
Sensor 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
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.
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
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.
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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.
34
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
1110
9
8
7
65
4
3
2
35
Conector
válvula
mola
excêntrico
entrada dos gases de escape
No motor 2.5l 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 através do avanço da válvula.
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.
36
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.
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 permanenteSensor Hall
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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
Guia de seleção
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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
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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.
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 9 comprime uma menor quantidade de ar, acarretando em uma parada suave.
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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.
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.
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.
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
Sensor magnetoresistivo
ímã permanene
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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
j623 Unidade de Controle do motor
j519 Unidade de Controle para Rede de bordo
Sensor de temperatura do líquido de arrefecimento G62
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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
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O sistema de pré-incandescência está equipado com velas incandescentes dotadas de elementos aquecedores em cerâmica. As velas incandescentes de cerâmica oferecem as seguintes vantagens em comparação com as velas de metal:
um melhor comportamento na partida a 9 frio devido às temperaturas mais altas que atigem,
melhores valores de emissões graças às 9 temperaturas mais altas,
um menor envelhecimento. 9
arquitetura
A vela incandescente de cerâmica é composta do corpo da vela, terminal de conexão e a haste de aquecimento em material cerâmico. A haste de aquecimento é composta por uma cerâmica de proteção isolante. A cerâmica de aquecimento substitui as bobinas de aquecimento de uma vela de metal (velas antigas). As velas incandescentes de cerâmica recebem uma tensão média de 7 Volts.
Velas incandescentes de cerâmica
Comparação
Em comparação com a vela incandescente de metal, a vela incandescente de cerâmica tem a característica de alcançar temperaturas de incandescência superiores, com uma tensão de alimentação muito próxima.
terminal de conexão
Corpo da vela
Cerâmica de aquecimento
Cerâmica de proteção
vela incandescente de metal vela incandescente de cerâmica
1 - as velas incandescentes de cerâmica são sensíveis a impactos e flexões. observe as orientações do manual de Reparação.
2 - nunca verificar o funcionamento das velas incandescentes aplicando 12 volts, porque elas serão danificadas.
44
Funcionamento
pré-incandescência
A excitação das velas incandescentes de cerâmica é feita pela Unidade de Controle do motor, através da Unidade de Controle das velas incandescentes J179, de forma defasada aplicando um sinal PWM (modulação em largura de pulso). A tensão em cada vela incandescente é ajustada através do ciclo dos pulsos PWM. Para uma partida rápida onde a temperatura ambiente está abaixo dos 25°C, é aplicada a tensão máxima de 11,5V. Isto garante que a vela incandescente eleve a sua temperatura a mais de 1000°C, em no máximo 2 segundos. Desta forma é reduzido o tempo de incandescência do motor.
pós-incandescência
Mediante uma redução contínua do ciclo do sinal PWM se ajusta a tensão de pós- incandescência para o valor nominal de 7 Volts, em função do ponto operativo em questão. Durante o ciclo de pós-incandescência a vela de cerâmica alcança uma temperatura máxima de até 1350°C. A pós-incandescência permanece até uma temperatura de 25°C do líquido de arrefecimento durante no máximo 5 minutos, depois que foi dada a partida no motor. A alta temperatura de incandescência contribui para reduzir as emissões de hidrocarbonetos e os ruídos de combustão durante a fase de aquecimento do motor.
incandescência intermediária
Para a regeneração do filtro de partículas, a Unidade de Controle do motor excita as velas incandescentes em um ciclo intermediário. Com esta incandescência intermediária as condições da combustão melhoram durante a regeneração do filtro de partículas. Devido ao reduzido envelhecimento das velas incandescentes, a incandescência intermediária para regeneração do filtro de partículas não provoca nenhum desgaste adicional das velas incandescentes de cerâmicas.
excitação defasada das velas incandescentes
Para aliviar as cargas das fases de incandescência na rede de bordo, as velas são excitadas de forma defasada. O flanco de descida do sinal excita sempre a próxima vela. As velas incandescentes dos cilindros 2 e 5 são excitadas sempre ao mesmo tempo.
Cilindro 1
Cilindro 2
Cilindro 3
Cilindro 4
Cilindro 5
vela incandescente
tempo [s]
45
O Sensor de pressão do coletor de admissão G71, está montado na parte traseira do filtro de ar. Tem a função de determinar a pressão momentânea do ar depurado logo depois do filtro, a caminho do coletor de admissão.
O sinal é utilizado pela Unidade de Controle do motor como um valor de correção para a quantidade de combustível injetada.
Como a pressão atmosférica diminui à medida que aumenta a altitude, o enchimento dos cilindros com ar para combustão é reduzido. Quando existe uma baixa pressão atmosférica, o sistema reduz a quantidade injetada para evitar que seja produzida fumaça preta ao circular em altas altitudes.
O sinal também é utilizado com o fator de correção para a regulagem da pressão de sobrealimentação.
GeStão do motoR
46
O sensor é composto de um diafragma onde estão fixados os extensômetros. Em uma câmara hermética encontra-se o vácuo de referência. O vácuo serve como referência para a movimentação do diafragma. De acordo com a variação da pressão do coletor de admissão o diafragma se desloca mais ou menos deformando os extensômetros.
Esta deformação do extensômetro produz a variação de sua resistência o que altera a tensão de saída do sensor.
O analisador eletrônico calcula o valor da tensão de saída, com base na variação da resistência do extensômetro e envia a tensão calculada para a Unidade de Controle do motor.
No caso da ausência deste sinal, a Unidade de Controle do motor utiliza um valor substitutivo.
Nas regiões de maior altitude pode produzir a emissão de fumaça negra.
Conexão elétrica
analisador eletrônico
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Estrutura e funcionamento dos Sensores Hall
Os sensores Hall são utilizados para a medição de velocidade e determinar posições.
Para a determinação de posições, o sensor monitora o deslocamento e também o ângulo de rotação.
Sensores Hall para detecção de posição
Este tipo de sensor registra a variação da tensão dentro de uma faixa específica.
Para a medição de um movimento linear, o ímã é implantado em separado do IC Hall de modo que o IC Hall passe no campo magnético do ímã durante o movimento.
Durante esta operação, varia a intensidade do campo magnético à medida que varia a distância do IC Hall. Quando o IC Hall se aproxima do ímã aumenta a tensão de efeito Hall, e assim que o ímã se afasta Volta a diminuir a tensão.
Analisando as variações de tensão Hall a eletrônica do sensor pode calcular o deslocamento efetuado.
De acordo com a arquitetura do sensor Hall e do ímã permanente é possível também detectar e medir ângulos de giro com a ajuda do princípio Hall. Para fazer isto, dois ICs Hall estão localizados no sensor e eles estão perpendiculares entre si.
Devido ao posicionamento perpendicular dos ICs Hall eles fornecem tensões Hall opostas. De posse destes sinais a eletrônica do sensor calcula a variação do ângulo de rotação do eixo.
O ímã permanente de nosso exemplo, consta de dois ímãs de barra que estão unidos por uma ponte de metal, desta forma as linhas de campo ficam paralelas entre ambos os ímãs de barra.
deslocamento
ímã permanente no eixo de giro
ímã permanente externo
Sinal do sensor
eletrônica do sensor
Ângulo de giro
Ângulo de giro calculado
48
arquitetura
O módulo pedal do acelerador consta do próprio pedal do acelerador, a estrutura do pedal, as molas de compressão, um pivô de giro com dois ímãs e o sensor de posição do pedal do acelerador com sensor Hall.
No módulo pedal do acelerador com função Kick-down é aplicada adicionalmente uma mola de compressão com batente entre o pedal do acelerador e a estrutura do pedal. Esta mola serve para dar ao condutor a sensação de pressão do ponto de kick- down.
Módulo pedal do acelerador
Sensor de posição do pedal do acelerador G79
O sensor de posição do pedal do acelerador faz parte do módulo pedal do acelerador e funciona sem contato físico com um sensor Hall.
A Unidade de Controle do motor utiliza o sinal do sensor de posição do pedal do acelerador para calcular a quantidade de combustível a ser injetada.
No caso de avaria do sensor de posição do pedal do acelerador, o motor fica funcionando em marcha lenta um pouco mais acelerada e a rotação do motor não é alterada com a movimentação do pedal.
Sensor de posição do pedal do acelerador G79
pedal acelerador
estrutura do pedal
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Para contar com intervalos de manutenção flexíveis para a troca de óleo, os motores Diesel são equipados com um sensor de nível e temperatura do óleo. Este sensor de nível é uma versão térmica.
A informação do sensor é utilizada para calcular o nível e a qualidade do óleo.
Para o cálculo da qualidade do óleo, o acúmulo de partículas de fuligem no óleo é considerado na equação. Estes dados são determinados em ensaios específicos e armazenados em um mapa característico.
Quando o veículo está em movimento, a temperatura do óleo é medida continuamente e o nível é calculado.
Ambos os valores são transmitidos por intermédio de um sinal PWM para a Unidade de Controle do Instrumento Combinado J285, através da Unidade de Controle do motor J623.
Sensor de nível e temperatura do óleo G266
j285 Unidade de Controle do instrumento Combinado
j623 Unidade de Controle do motor
G266
50
Sensor de rotação do motor G28
O retentor da árvore de manivelas incorpora a roda geradora de impulsos para o sensor de rotação do motor. O retentor é fabricado em politetrafluoretileno (PTFE). O sensor de rotação do motor é um sensor do tipo Hall, e está fixo na flage do retentor da árvore de manivelas. A roda geradora de impulsos é montada numa posição pré-definida na árvore de manivelas.
Retentor
Sensor de rotação do motor G28
A roda geradora de impulsos é composta por um anel de aço, sobre o qual é aplicado uma camada de um material emborrachado especial, que contém uma grande quantidade de partículas de metal magnetizadas alternadamente como pólo norte e sul. Como marca de referência para o sensor de rotação do motor, existe na roda geradora de impulsos uma região polarizada com dois polos norte na sequência.
polo norte
polo Sul
Com o sinal do sensor de rotação do motor, a Unidade de Controle do motor detecta a rotação e a posição exata da árvore de manivelas, e com essa informação determina a quantidade e o ponto de início da injeção.
Se o sensor parar de emitir sinal, o motor segue em marcha de emergência. Neste caso, a rotação do motor se limita a uma faixa entre 3200 e 3500 rpm.

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Sistema de Injeção Common Rail EDC16 e EDC 17