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curso injeção eletronica/CURSO DE INJEÇÃO ELETRÔNICA - Apostila 1.pdf SISTEMAS DE INJEÇÃO ELETRÔNICA DOCUMENTOS DE ENTRADA OBJECTIVOS GERAIS E ESPECÍFICOS .................................................................. E.1 PRÉ-REQUISITOS ...................................................................................................... E.2 CORPO DO MÓDULO 0 – INTRODUÇÃO .......................................................................................................0.1 1 - O SISTEMA KE-JETRONIC ...................................................................................1.1 1.1 - ESQUEMA GERAL DO SISTEMA KE-JETRONIC ..................................................... 1.2 2 - O SISTEMA D-JETRONIC......................................................................................2.1 3 - O SISTEMA L-JETRONIC ......................................................................................3.1 4 - OS SISTEMAS LE-JETRONIC...............................................................................4.1 4.1 - O SISTEMA LE-JETRONIC ......................................................................................... 4.1 4.2 - O SISTEMA LE2-JETRONIC ....................................................................................... 4.8 5 - O SISTEMA LH-JETRONIC ...................................................................................5.1 6 - O SISTEMA MONO-JETRONIC .............................................................................6.1 7 - O SISTEMA MOTRONIC ........................................................................................7.1 7.1 - ESQUEMA DE FUNCIONAMENTO DOS SISTEMA MOTRONIC.............................. 7.1 BIBLIOGRAFIA .......................................................................................................... C.1 DOCUMENTOS DE SAÍDA PÓS -TESTE ............................................................................................................... S.1 CORRIGENDA E TABELA DO PÓS -TESTE ............................................................ S.5 ANEXOS EXERCÍCIOS PRÁTICOS........................................................................................... A.1 GUIA DE AVALIAÇÃO DOS EXERCÍCIOS PRÁTICOS ........................................... A.6 Sistemas de Injecção Electrónica 0 - INTRODUÇÃO Introdução O preço excessivo do sistema, comparado com o custo modesto do tradicional carburador, atrasou a sua difusão, situação que só em meados dos anos oitenta se foi resolvendo, de tal forma que alguns dos nossos sucessores mecânicos irão estranhar, quando num futuro não muito distante, se debru- çarem sobre um motor e interrogarem-se sobre aquela “coisa” que chamamos de carburador. As vantagens do sistema de injecção a gasolina, fizeram com que se fosse aumentando o interesse dos construtores por estes sistemas, o que permitiu a saída de séries maiores, com o consequente abaixamento do preço de venda. A estas vantagens juntaram-se naturalmente, as que são inerentes ao próprio produto, isto é o seu maior aproveitamento da potência calorífica do combustível, graças à obtenção de uma combustão muito mais completa da mistura, o que se traduz num consumo substancialmente menor no que res- peita a um motor alimentado por carburador. Por outro lado, uma maior elasticidade do motor e uma aceleração mais progressiva e potente. Há também que acrescentar uma maior potência do motor a grandes rotações e por último, em con- sequência do que foi referido, uma substancial no índice de poluição atmosférica conseguido pelo sistema, relativamente aos valores apresentados pelos carburadores. Com todas estas vantagens, a injecção de gasolina está a conquistar o favor do público tendo já dei- xado de ser privilégio dos grandes e luxuosos automóveis de marca, para formar parte dos equipa- mentos opcionais dos modelos mais modestos e populares. Assim, os mecânicos têm de trabalhar habitualmente com estes sistemas, com a mesma facilidade com que o fazem com os carburadores. Como o próprio título indica, este módulo trata exclusivamente da técnica que conseguiu realizar sis- temas de injecção de gasolina em substituição, com vantagem, dos sistemas que utilizam carbura- dor. Esta nova técnica de alimentação dos motores a gasolina passa por todos os fenómenos e pro- blemas que o carburador teve de resolver através dos tempos, bem como por uma certa relação com os sistemas que se utilizam nos motores a Diesel. Sistemas de Injecção Electrónica 0.1 1 – O SISTEMA KE – JETRONIC O Sistema KE–Jetronic Depois de um longo período de experiência com a utilização dos sistemas de injecção mecânicos do tipo K – JETRONIC, a firma BOSCH dedicou-se a aperfeiçoar este sistema, aplicando-lhe as capacidades que a electrónica proporcionava. Neste sentido, pode dizer-se que o KE – JETRONIC é um sistema que trabalha basica- mente como o K- JETRONIC ao qual se juntam alguns controlos de maior precisão no doseamento, determinados por uma unidade electrónica de controlo, que dá as instruções segundo diversos parâmetros. O sistema KE –JETRONIC é um sistema misto e a sua descrição pormenorizada não pode ser feita sem explicar bem não só as partes mecânica e hidráulica, que já vimos para o sis- tema K – JETRONIC, mas também a forma como estes sistemas tratam a electrónica. Na figura 1.1 temos um aspecto em corte de um motor, cuja parte superior se observam alguns dos elementos principais da injecção de gasolina de um sistema KE –JETRONIC. Fig. 1.1 – Motor equipado com injecção KE-Jetronic O sistema KE-Jetronic, tal como o sistema K-Jetronic, é do tipo contínua onde os injectores estão permanentemente a injectar combustível para os colectores de admissão do motor do veículo. Sistemas de Injecção Electrónica 1.1 O Sistema KE–Jetronic A totalidade dos elementos que formam este sistema podem ver-se também na figura 1.2. Notamos que se juntou a unidade electrónica de controlo (UEC) e se modificaram algu- mas válvulas para se ajustarem ao novo sistema de comando do doseamento. Fig. 1.2 – Componentes do sistema KE-Jetronic O sistema KE – JETRONIC apresenta-se tão robusto e eficiente como o K-JETRONIC mas melhora muito os índices de doseamento que se obtém com este, chegando a atingir valo- res de economia de consumo e baixos índices de poluição perfeitamente comparáveis aos sofisticados sistemas totalmente electrónicos. Por outro lado e dadas as características mecânicas e hidráulicas próprias do sistema K-JETRONIC, o KE- JETRONIC tem a vanta- gem de, em caso de falha da parte electrónica, o motor poder continuar a trabalhar, pois a unidade electrónica de controlo fica desligada, o que não acontece com o resto do sistema, de forma que, ainda que com um doseamento bastante menos preciso, o dispositivo de injecção não paralisa o seu funcionamento. Isto não acontece nos sistemas electrónicos, nos quais à falha da UEC corresponde uma paralisação do circuito e portanto do motor. 1.1 – ESQUEMA GERAL DO SISTEMA KE - JETRONIC A figura 1.3 representa um esquema geral do sistema de injecção KE – JETRONIC. Podemos ver que dispõe de um depósito de combustível (1), uma bomba eléctrica de ali- mentação (2), um acumulador (3) e um filtro (4), praticamente idêntico aos do sistema K- JETRONIC. O regulador de mistura é também muito semelhante. Em (6) temos o prato - sonda, com o seu jogo de alavancas de accionamento da válvula corrediça de doseamento (5) que se encontra no interior do doseador – distribuidor (7). 1.2 Sistemas de Injecção Electrónica O funcionamento de todo este conjunto mencionado até aqui já é conhecido. O Sistema KE–Jetronic Podemos observar uma diferença que é própria do KE – JETRONIC, trata-se do regulador eléctrico de pressão (8) que faz as vezes do regulador de aquecimento que vimos no K- JETRONIC, mas recebendo a informação da unidade electrónica de controlo em vez de ficar dirigida exclusivamente pelo valor da pressão que sobre ele incida. Também existe uma diferença na disposição na disposição do regulador da pressão do combustível (9), no KE-JETRONIC está separado do doseador – distribuidor. Também podemos considerar elementos comuns os injectores, de que vemos um com o número 19, e o injector de arranque a frio (11), assim como a borboleta da aceleração (12) e a caixa de ar adicional (13), além do relé (14) e a chave de contacto (15). A parte diferente deste sistema incide na implementação da electrónica. Neste aspecto é de destacar todas as sondas ou sensores eléctricos que enviam informação para a UEC (16) como o interruptor térmico temporizado (17), o sensor de temperatura do liquido refri- gerante do motor.(18), o interruptor de borboleta (19) e o potenciómetro de posicionamento do prato-sonda (20). Fig. 1.3 Sistemas de Injecção Electrónica 1.3 O Sistema KE–Jetronic Em seguida vamos fazer uma pequena analise de algumas partes que distinguem o siste- ma KE – JETRONIC do sistema K-JETRONIC. Para isso, dividimos esse estudo nas seguintes partes: a) Regulador eléctrico de pressão b) Unidade electrónica de controlo c) Regulador de pressão de combustível d) Sensor da posição da borboleta do acelerador a) REGULADOR ELÉCTRICO DE PRESSÃO Dissemos já que este dispositivo substitui o regulador de aquecimento, mas, enquanto este está graduado somente pelo valor da pressão, o regulador eléctrico fá-lo sob as ordens que recebe da unidade electrónica de controlo. Trata-se pois do dispositivo que vimos assinalado com o número 8 da figura 1.3. e que agora podemos ver com maior ampliação na figura 1.4. Fig. 1.4 A entrada do combustível à pressão fornecida pela bomba dá-se por A, que é a abertura para a entrada do combustível no regulador. O combustível que pode entrar na câmara B poderá sair de novo para o doseador - distri- buidor através da conduta C, donde terá acesso às câmaras baixas do distribuidor para variar a pressão de comando ou controle da válvula que determina o doseamento do siste- ma, como já vimos no K – JETRONIC. 1.4 Sistemas de Injecção Electrónica O Sistema KE–Jetronic A entrada de combustível para a abertura A depende da posição que mantenha a placa da válvula (1) que roda à volta do ponto 2 e está submetido à acção de duas bobinas (3) que recebem corrente eléctrica procedente da UEC, cujos impulsos determinam com grande precisão a abertura ou fecho da abertura A por parte da placa da válvula. Uma mola (5) e um parafuso de afinação para controlar o curso máximo da placa da válvu- la compõem o resto do sistema deste regulador eléctrico de pressão. 1. Placa da válvula 3. Bobines 7. Pólo magnético A. Entrada de combustível B. Abertura C. Saída de combustível para o distribuidor Fig. 1.5 – Linhas de força electomagnética que o regulador de pressão fica sujeito Na figura 1.5 podemos ver um desenho que nos mostra a formação de correntes magnéti- cas que se produzem nos núcleos dos electroímanes quando circula corrente em cada uma das bobinas. O equilíbrio magnético que se produz na placa da válvula resultante das correntes magnéticas que a UEC produz ao enviar diferentes intensidades de corrente às bobinas, determina a posição da placa e com isso o combustível disponível para o dosea- mento. Uma vez que em posição de repouso a placa da válvula permanece aberta, pode dizer-se que o dispositivo geral do KE – JETRONIC continuaria a funcionar apesar de a unidade electrónica de controlo não funcionar. b) UNIDADE ELECTRÓNICA DE CONTROLO (UEC) Na figura 1.6 apresenta-se um esquema que demonstra a quantidade de informação que converge para a unidade electrónica de controlo (input) num sistema de injecção KE – JETRONIC. Sistemas de Injecção Electrónica 1.5 O Sistema KE–Jetronic 1. Quantidade de ar 2. Regime de rotações 3. Temperatura do motor 4. Sinal de arranque 5. Posição da borboleta 6. Tensão da bateria 7. Pressão atmosférica 8. Sonda lambda 9. Número de rotações UEC Para o regulador eléctrico de pressão Para o regulador do ralenti Fig. 1.6 – Quantidade de informação que converge para a unidade electrónica de controlo para controlar o regulador eléctrico de pressão e o regulador de ralenti no caso do sistema KE – Jetronic Como se pode ver, a unidade electrónica de controlo recebe dados dos diferentes senso- res distribuídos pelo motor. Estes dados são: 1. QUANTIDADE DE AR A unidade electrónica de controlo recebe este dado procedente do poten- ciómetro de posicionamento existente nas alavancas do prato – sonda. Segundo a posição do prato – sonda, uma resistência variável fornece diferentes valores de tensão que são processados na UEC de acordo com as instruções contidas na sua memória. Sendo a abertura do prato – sonda proporcional à quantidade de ar que circula por ele, a UEC tem sempre conhecimento exacto do fluxo que passa para o motor. 2. NÚMERO DE ROTAÇÕES DO MOTOR A unidade electrónica de controlo deve conhecer também o número de rotações a que funciona a cada momento o motor de explosão para, jun- tamente com a posição da borboleta, saber se o motor prende, caso em que corta a passagem do combustível em períodos estabelecidos, saber se estão a trabalhar ao ralenti para dosear uma mistura correcta neste estado. 3. TEMPERATURA DO MOTOR Este dado é da maior importância para determinar a mistura que deve ser fornecida. Quando o motor está frio, é evidente que é necessário uma mistura muito mais rica e a UEC deve ter em conta este parâmetro. 1.6 Sistemas de Injecção Electrónica 4. SINAL DE ARRANQUE O Sistema KE–Jetronic A unidade electrónica de controlo recebe do interruptor de arranque um sinal eléctrico do funcionamento do motor de arranque. Deve então juntar os dados procedentes do estado de temperatura do motor e decidir depois o tipo de enriquecimento de que ele necessita. 5. POSIÇÃO DA BORBOLETA Um dado muito importante a captar pelos circuitos electrónicos da UEC é o estado ou posição em que o condutor coloca a borboleta, que constitui o acelerador do sistema. Por meio da posição da borboleta enviam-se impulsos eléctricos para a UEC que determinam especialmente o caso de a borboleta se encontrar aberta ou fechada. 6. TENSÃO DA BATERIA A unidade electrónica de controlo deve ser alimentada pela bateria e recebe a tensão e recebe a tensão através desta entrada. 7. PRESSÃO ATMOSFÉRICA A UEC pode dispor de uma entrada para obter dados da pressão atmos- férica através dos quais se possa corrigir o doseamento da mistura, de acordo com o valor desta pressão. Com este dispositivo pode conseguir-se dosear a mistura de acordo com uma relação estabelecida na unidade electrónica de controlo sobre o peso do ar relativamente à altitude em que é tomado. 8. SONDA LAMBDA Somente os sistemas KE-Jetronic mais recentes dispõem desta sonda. Consiste numa cápsula que analisa os gases de escape no colector de escape do motor. Verifica se os seus resíduos não ultrapassam valores poluidores preestabelecidos. A sonda lambda avisa rapidamente a U.E.C. dos desvios verificados para que a central actue em conformidade. Sistemas de Injecção Electrónica 1.7 9. VALOR DO NÚMERO DE ROTAÇÕES O Sistema KE–Jetronic São valores sobre as rotações do motor em que o fabricante exige alguma condição, como por exemplo, evitar a passagem de um determinado regime. Acerca da mesma figura 1.5, vemos que estes dados que entram na unidade electrónica de controlo, passam a ser elaborados pelos circuitos lógicos de que dispõe o aparelho e a escolher soluções de comando que são o resultado de diferentes possibilidades de compa- ração entre vários parâmetros. Por exemplo, quando a UEC recebe o sinal de arranque do motor, deve determinar a riqueza da mistura, o que faz tendo em conta a temperatura do motor, a pressão atmosféri- ca, etc.. Com estes dados, envia um sinal ao injector de arranque para manter a quantidade de combustível suplementar, mas, ao mesmo tempo, e quando o motor arranca, verifica o estado do prato – sonda, a posição da borboleta do acelerador, e com estes dados envia ordens para o regulador eléctrico de pressão para fornecer um enriquecimento geral da mistura até se conseguir que a temperatura do motor seja normal. Pode dizer-se pois que o trabalho da unidade electrónica de controlo se efectua dentro dos seguintes limites: a) Enriquecimento da mistura no arranque b) Enriquecimento posterior ao arranque c) Enriquecimento durante o processo de aquecimento d) Enriquecimento durante a aceleração e) Correcção de carga plena f) Corte de combustível quando o carro arrasta o motor A estas funções há a juntar outras complementares: 1) Regulação do regime de rotação b) Regulação lambda dos gases de escape c) Correcção da altura para o doseamento d) Regulação do ralenti 1.8 Sistemas de Injecção Electrónica O Sistema KE–Jetronic As ordens dadas pela UEC passam ou para o regulador eléctrico de pressão (controlo do doseamento) ou para o regulador de marcha ao ralent, para assistir à riqueza da marcha no vácuo, que é sempre tão complicada. c) Regulador de pressão de combustível Outra diferença que distingue o KE – JETRONIC do K – JETRONIC refere-se ao regulador de pressão do combustível, que está separado do regulador de mistura. Na figura 1.7 pode ver-se um esquema da constituição interna deste dispositivo. O com- bustível procedente da bomba eléctrica tem um desvio que entra por 1 na câmara de pres- são (2). Quando a pressão a que se fornece o combustível sobe acima dos valores permitidos, abre-se a válvula (3) e o líquido pode sair pelo tubo de retorno (4) para voltar ao depósito. Por um lado temos a conduta de depressão (5), que se encontra em contacto com o colec- tor de admissão e pode actuar sobre a membrana (6), aumentando o volume da câmara de pressão (2) quando a depressão no colector tem valores elevados. Através da conduta (7), uma nova entrada de pressão procedente do próprio doseador- distribuidor. Fig. 1.7 Destes três valores sai o valor final da pressão conveniente para o sistema. Como se vê, este regulador apresenta maior perfeição de funcionamento, por ter em conta maior núme- ro de condições que afectam o valor da pressão do combustível que o regulador estudado para o sistema K – JETRONIC. Sistemas de Injecção Electrónica 1.9 O Sistema KE–Jetronic Na figura 1.8 pode ver-se o aspecto exterior que apresenta o regulador de pressão de combustível. Fig. 1.8 1.10 Sistemas de Injecção Electrónica 2 – O SISTEMA D – JETRONIC O Sistema D–Jetronic O sistema D-Jetronic é do tipo sequencial uma vez que os injectores nunca funcionam em simultâneo. Comecemos por ver, na figura 2.1 um esquema que nos mostra o aspecto geral de todo o sistema. Os conhecimentos que já temos sobre os sistemas mecânicos ajudam-nos na compreensão deste esquema. Fig. 2.1 – Esquema geral do sistema de injecção D-Jetronic E m p r i - meiro lugar , vejamos o circuito de alimentação. O combustível é aspirado do depósito (1) pela bomba de combustível (2), que obriga a passar através de um filtro (3). Um regulador de pressão (4) mantém um valor estável da pressão produzida pela bomba, acima de determinado valor. Como pode ver-se no esquema, o combustível em contacto directo com o injector (5) de cada cilindro também com o injector de arranque a frio(6), os quais deter- minam a quantidade de combustível fornecido graças à ordem eléctrica de abertura que receberão da central electrónica de controlo (7) quando esta tenha analisado todos os res- tantes dados que recebe de sensores e outros elementos fundamentais do sistema. A entrada de ar dá-se através do colector (8) e é comandada exclusivamente por uma bor- boleta (9) com a qual é solidária uma caixa de contactos (10), por meio da qual se manda informação à unidade electrónica de controlo do ângulo de abertura da borboleta em três posições fundamentais, o que determina a maior ou menor duração da abertura dos injec- tores (tempo de injecção). Sistemas de Injecção Electrónica 2.1 O Sistema D–Jetronic O outro elemento fundamental de controlo deste sistema é constituído pelo dispositivo cha- mado sonda de pressão (11), que transforma estados de depressão no colector de admis- são em sinais eléctricos que manda para a unidade electrónica de controlo. Também são importantes os dados fornecidos pela sonda da temperatura do ar (12), que se encontra antes da borboleta. Trata-se de uma termistância NTC (resistência com coefi- ciente de temperatura negativo) que se encontra devidamente protegida por uma cápsula metálica na qual incide todo o ar que penetra no colector de admissão. Quando a resistên- cia NTC está fria, indica a presença de muito ar e portanto a necessidade de maior injec- ção. Com a resistência quente, indica que o ar é pouco e a injecção deve ser reduzida. Vemos que a unidade electrónica de controlo recebe dados procedentes do distribuidor de ignição (13), que lhe dá informação sobre a velocidade de rotação do motor e o estado angular dos cilindros. Também por 14 recebe a corrente da bateria e o estado da temperatura da água de refri- geração e do motor através do sensor de temperatura (15), assim como o estado do dispo- sitivo de controlo de temperatura (16), que é tem como função dirigir a abertura do injector de arranque (6) de acordo com a temperatura da água que circula no sentido das flechas pelas condutas A e B. De uma forma muito parecida ao que vimos nos sistemas K – JETRONIC, dá-se o funcio- namento da marcha no vácuo ou ralenti também o processo de enriquecimento do dosea- mento durante o aquecimento do motor. No primeiro caso temos a conduta de by-pass, que permite ao ar circular mesmo quando a borboleta está fechada, como podemos ver na figura 2.1 assinalado com o número 17. Aqui, um parafuso de regulação permite conseguir uma rotação de marcha lenta adequada ao motor em causa. A depressão verificada nestes momentos no colector de admissão será detectada pelo sensor de pressão (11), que dará o sinal adequado à unidade electró- nica de controlo para o fornecimento mínimo de combustível por parte dos injectores. Quanto arranque, quando o motor está completamente frio e por conseguinte também o fluido refrigerante do motor, o dispositivo de controlo de temperatura (16) mantém os seus contactos fechados. A corrente que vem do motor de arranque passa também pelo disposi- tivo e deste para o injector de arranque a frio, que é activado simultaneamente com o motor de arranque. Nestas condições lança um jacto suplementar necessário para que o motor se ponha em marcha e evite as perdas de doseamento que se dão durante o arranque a frio por conden- sações nas paredes frias do colector e do cilindro. Enquanto o motor arranca, deixa de actuar sobre o motor de arranque e o injector (6) fica 2.2 Sistemas de Injecção Electrónica O Sistema D–Jetronic sem corrente. O dispositivo de controlo de temperatura (16) abre os seus contactos quando a água de refrigeração está quente, atinge um a temperatura considerável, de modo que neste momento o injector (6) não pode fornecer uma quantidade de combustível suplementar mes- mo se accionasse o motor de arranque. Assim se distingue o arranque a frio e arranque a quente. O aquecimento do motor ou ralenti acelerado, que é próprio dos “strarters” do carburador, faz-se por meio de um colector de ar suplementar que coloca também a borboleta em curto- circuito e que podemos ver assinaldo em 18, ainda na mesma figura. Esse colector pode ser interceptado por uma válvula reguladora de estrangulamento (19), que neste caso concreto está em contacto com a água de refrigeração, que entra pela conduta A e sai pela B. Neste esquema, a válvula é termostática, de modo que o calor dilata-a e faz com que vá fechando o colector por onde passa o ar suplementar de forma progressiva. Noutras situações utiliza-se também um contacto com lâmina bimetálica. A válvula 19 está calculada para fechar completamente quando a água atingir o valor da tem- peratura mínima de funcionamento normal. A unidade electrónica de controlo envia através de C a ordem eléctrica , muito precisa, do tempo que cada injecção deve permanecer aberto, de acordo com os parâmetros que anali- sa. O seu funcionamento, porém, embora a injecção seja intermitente, não faz coincidir exacta- mente com o momento de abertura das válvulas de admissão em cada um dos cilindros. A unidade electrónica de controlo do sistema D - JETRONIC só fixa com exactidão o tempo de injecção em proporção com a entrada de ar que detecta, mas não se conhece o instante preciso da injecção de forma rigorosa. A injecção dá-se com a válvula de admissão fechada e simultaneamente em grupos de dois cilindros, nos motores de quatro cilindros. 1. Zonas de abertura de válvulas de admissão; 2. Zonas de injecção; 3. Momento de ignição Gráf. 2.1 – Gráfico que indica a forma de começo de injecção de acordo com a rotação da cambota Sistemas de Injecção Electrónica 2.3 O Sistema D–Jetronic No gráfico 2.1 pode ver-se a forma de actuar a esse respeito. A ordem de ignição deste motor é 1-3-4-2,de modo que a injecção dá-se simultaneamente nos cilindros 3-4 e 2-1 alternadamente. A injecção dá-se no colector de admissão do cilindro 3 quando este se encontra no tempo de escape (e portanto com a válvula de admissão fechada). No tempo seguinte abre-se a válvula de admissão. No entanto, não acontece o mesmo com o cilindro 4, que recebe a injecção no tempo de inflamação, pelo que a gasolina permanece pulverizada durante quase 360 graus de rota- ção da cambota, antes de ser admitida pela válvula de admissão. O mesmo acontece com os cilindros 2 e 1, como se pode ver no gráfico. O tempo de espe- ra d gasolina pulverizada permite a sua evaporação, o que activa a mistura com ar e lhe permite maior rapidez de oxidação. ANÁLISE DE FUNCIONAMENTO DA UEC Vimos a quantidade de informação que a unidade electrónica de controlo UEC recebe, pro- cedente dos diferentes sensores que constam no sistema. Vamos começar por ver a constituição das três importantes partes seguintes do sistema: 1. O injector 1. O sensor de pressão 3. A caixa de contacots de borboleta (potenciómetro) 1. O INJECTOR As unidades electrónicas de controlo tra- balham enviando impulsos eléctricos sobre os injectores ou válvulas de injec- ção. O tempo de duração destes impulsos determina o tempo de abertura da agulha pulverizadora da válvula e como se man- tém o combustível dentro dela, a uma pressão elevada e constante, a quantida- de de combustível que sai do injector é proporcional à duração destes impulsos eléctricos. Fig. 2.2 2.4 Sistemas de Injecção Electrónica O Sistema D–Jetronic Vemos que o injector tem de ser uma válvula comandada por um sistema eléctrico que actue com muita precisão em resposta aos impulsos eléctricos recebidos. Na figura 2.3 temos o desenho em corte que pretende representar um injector. Fig. 2.3 Consiste numa agulha pulverizadora (1) por meio da qual se fecha a saída do combustível pelo tubo (2). Esta agulha forma parte dum pistão e vai encaixada numa armadura (4) que se pode deslocar dentro de uma bobina (5) pela parte interna de uma válvula uma mola (6) coloca o conjunto do pistão e agulha pressionando fortemente no orifício do tubo para impedir qualquer saída de combustível, pois este entra por 7 pelo interior do pistão e chega até à porta do injector pelo orifício (8), Atingido daqui a ponta fechada do injector e mantendo-se à pressão que a bomba de com- bustível e o regulador lhe permitem. Por outro lado, temos a ligação eléctrica (9) da bobina de comando. Quando a UEC envia um impulso eléctrico, esta corrente atravessa o bobinado e cria um campo magnético que atrai o núcleo da agulha pulverizadora. Esse núcleo (4) desloca-se para a direita, tal como mostra a figura, arrasta o pistão (3) e com ele a ponta da agulha pulverizadora. Esse núcleo (4) desloca-se para a direita tal como mostra a figura, arrasta o pistão (3) e com ele a ponta da agulha pulverizadora (1), de modo que fica aberto o tubo (2) e o com- bustível sai para o exterior em virtude da pressão a que encontra armazenado. O movimento que o núcleo tem em relação à bobina é realmente muito pequeno. Quando a bobina a bobina se magnetiza, agulha pulverizadora levanta-se uns 0,15mm , o que é suficiente para a alimentação dos motores. A quantidade de gasolina fornecida depende mais do tempo que permaneça aberto o tubo que da distância que percorre a agulha pul- verizadora. Sistemas de Injecção Electrónica 2.5 O Sistema D–Jetronic É mais fácil para a UEC controlar o tempo de emissão do impulso eléctrico que uma inten- sidade de corrente mais ou menos forte que poderia modificar o curso da agulha. A unidade electrónica de controlo pode medir perfeitamente, com uma exactidão, impulsos que podem durar de 0,002 segundos até 0,01 segundos. O valor da pressão do combustível deve manter-se nas 2 atmosferas. O injector recebe directamente o combustível procedente da bomba de alimentação, de modo que deve estar bem filtrado e a pressão constante. De outra forma, as impurezas podiam meter-se entre o tubo e a agulha pulverizadora, impedindo o fecho perfeito destas peças e produzindo-se um gotejar que poderia prejudi- car o doseamento. Por outro lado, se os valores da pressão não são perfeitamente regula- res, também a saída de combustível variaria bastante porque, ao ser controlada, a quanti- dade de combustível fornecida por meio do tempo de abertura, quando a pressão fosse maior que a prevista, a saída de mais quantidade de combustível seria evidente quando a pressão fosse maior. 2. O SENSOR DE PRESSÃO O sensor de pressão é uma das válvulas principais do sistema de injecção D – JETRONIC. Recordemos que a sua missão consiste, por fim, em converter o estado de depressão que existe no colector de admissão em sinais eléctricos para a unidade electrónica de controlo. Fig. 2.4 Na figura 2.4 temos um esquema da posição das pressões que se estabelecem na condu- 2.6 Sistemas de Injecção Electrónica ta antes e depois da borboleta do acelerador. O Sistema D–Jetronic Na zona A , da entrada do ar, o colector encontra-se à pressão atmosférica. A posição da borboleta (1) determina a depressão que reina no interior da conduta do colector que se dirige para as válvulas de admissão. O valor desta depressão (B) depende da velocidade de rotação do motor e da abertura da borboleta. A recolha do valor da depressão que se verifica na conduta B faz-se por meio do dispositi- vo chamado sensor de pressão (2). Na figura 2.5 pode também ver-se representada a sonda de temperaturas (3), que também fornece informação à unidade electrónica de controlo. Fig. – 2.5 Os sistemas D – JETRONIC podem ser equipados com dois tipos diferentes de sensores de pressão. A figura 2.6 pretende representar o tipo de sensor de pressão mais vulgar. Em primeiro lugar, a existência de duas câmaras, com pressão diferente. Assim, a câmara A está em contacto com a atmosfera, de modo que se mantém nesta zona a pressão atmosférica. Pelo contrário, na parte B da sonda existe a depressão que se transmite atra- vés da tomada de vácuo (1), a qual está em contacto com o colector de admissão. A peça encarregada de estabelecer uma posição de equilíbrio entre ambos os valores da pressão é o diafragma (2), que está colado a um pistão (3) que faz deslocar para a direita ou para a esquerda da figura , de acordo com o estado de depressão existente. Sistemas de Injecção Electrónica 2.7 Fig. 2.6 O Sistema D–Jetronic Por intermédio das cápsulas manométricas (4 e 5) o movimento do diafragma é transferido para um núcleo (6) que, por sua vez e na ponta dispõe de uma mola antagónica (7) que em posição de repouso mantém o núcleo centrado nas bobinas (8) de indutância. Estas bobinas são formadas por um bobinado primário e outro secundário, em que se gera uma corrente quando o núcleo magnético (6) se desloca. Nestas condições, o funcionamento do sensor de pressão é o seguinte: quando a depres- são no colector de admissão é importante, produz-se o vácuo na câmara B e o diafragma fica na posição que mostra a figura 2.5. Esta situação observa-se quando a borboleta está total ou parcialmente fechada, pois é nestes momentos que se atingem os valores máximos no colector, quando o motor está a funcionar. Quando os valores de depressão diminuem , o diafragma vai-se colocando progressiva- mente à direita, em virtude da força da mola (7), e nos estados de plena carga, quando a depressão é nula e se converteu em pressão de cerca de uma atmosfera por abertura total da borboleta, verifica-se de novo a situação que vimos na figura 2.4, de modo que o núcleo magnético (6) fica alinhado com as bobinas. A corrente gerada nestes deslocamentos é enviada à unidade electrónica de controlo, que recebe a informação necessária para saber que nestes pontos deve enriquecer a mistura, uma vez que se trata de uma situação de funcionamento a plena carga do motor. Nas figuras 2.7 e 2.8 representam-se outros tipos de sensores de pressão. 2.8 Sistemas de Injecção Electrónica Fig. 2.7 Fig. 2.8 O Sistema D–Jetronic O funcionamento é o mesmo, mas com a variante de o diafragma ter sido substituído pelo mesmo trabalho realizado por uma das cápsulas manométricas. Com efeito, a primeira cápsula (1) está em contacto com a câmara de pressão atmosférica (A). A outra cápsula (2) é hermética e no movimento de ambas dá-se um funcionamento seme- lhante ao descrito para o captador de diafragma. A vantagem deste modelo é que faz ao mesmo tempo uma correcção altimétrica que comanda o movimento do núcleo e assim se consegue um doseamento mais ajustado nas mudanças de altura das estradas por onde se circula. 3. CAIXA DE CONTACTOS DA BORBOLETA Os dados fornecidos pelo sensor de pressão à unidade electrónica de controlo apresentam um inconveniente bastante grande no que diz respeito à obtenção de um bom doseamento da mistura: tem reacções excessivamente lentas. No caso de o condutor pretender uma aceleração súbita, a borboleta do acelerador súbita, a borboleta do acelerador abre-se de repente e o ar passa a encher o colector de admis- são. Enquanto diminui a depressão no interior da câmara do sensor e se envia a ordem eléctrica à UEC passa por um período de tempo em que o motor recebe uma mistura pobre, o que faz com que a aceleração seja lenta durante alguns instantes. Existe pois um atraso motivado por um desfasamento proporcionado pela unidade electró- nica de controlo. Sistemas de Injecção Electrónica 2.9 O Sistema D–Jetronic Este defeito foi resolvido através duma caixa de contactos da borboleta por meio dos quais a UEC recebe impulsos instantâneos por determinadas posições da borboleta. Na figura 2.9 podemos ver uma destas caixas de contactos. Fig. 2.9 O eixo da borboleta está sujeito ao eixo de rotação (1) de modo que quando o condutor pri- me o pedal do acelerador, a posição que toma a placa de contactos origina uma série de impulsos para a UEC, que se identificam com as necessidades de doseamento que a posi- ção da borboleta requer. Na figura temos em 2, a rampa de contactos para o enriquecimento durante a aceleração ; em 3, o contacto de plena carga e em 4 o contacto de marcha lenta. De acordo com a posição de cada um destes contactos em cada uma das suas rampas, é determinado o grau de doseamento conveniente. A caixa de contactos da borboleta pode ter ainda muito mais funções, além de melhorar a resposta do sensor de pressão. Por exemplo, utilizam-se os contactos de que dispõe para que a UEC elimine a injecção quando o motor entra em desaceleração, conseguindo-se assim uma boa economia e menos poluição. Para isso dispõe-se de um contacto final de curso, que actua por meio de uma cremalheira quando o acelerador não é accionado. Entre 1800 e 1200 rpm corta-se completamente a injecção, que é de novo restabelecida quando se baixa para as 1200 rpm para manter o regime de marcha lenta necessária. 2.10 Sistemas de Injecção Electrónica O Sistema D–Jetronic É claro que, se em qualquer momento deste período de economia se pressiona o acelera- dor, a injecção restabelece-se de repente. 3. OUTROS ELEMENTOS DO SISTEMA D - JETRONIC Regulador de pressão Na figura 2.10 temos a representação da constituição interna do regulador de pressão que este sistema de injecção utiliza. Fig. 2.10 A admissão do combustível efectua-se pelos tubos de entrada (1) para o interior da câma- ra de pressão (2). Enquanto o valor da pressão fornecida pela bomba eléctrica estiver den- tro dos limites para que o regulador foi calculado, não há alteração no funcionamento deste dispositivo. Quando o valor da pressão aumenta, a sua própria força vence a posição da membrana está pressa a porta – válvula (4), que é empurrada pela mola de compressão (5), que é a mola calculada para se comprimir só a determinado valor de pressão sobre a membrana. Desta forma, quando o valor da pressão supera o valor previsto, a membrana baixa e abre- se o tubo de retorno (6) precisamente o tempo necessário para que saia uma quantidade Sistemas de Injecção Electrónica 2.11 O Sistema D–Jetronic conveniente de líquido até que se restabeleça o valor da pressão que a mola pode supe- rar. A válvula (7) é encarregada deste trabalho de vedação proporcionado pelo sistema. Este regulador de pressão dispõe de um parafuso de afinação para ajustamentos precisos. Este parafuso pode ver-se na figura como nº8. Quanto mais se aperta este parafuso maior será a pressão permitida o circuito, por endure- cimento da acção da mola, afrouxando o contrário. VÁLVULA TERMOSTÁTICA A válvula termostática faz o mesmo trabalho que a caixa de ar adicional que vimos quando vimos o sistema K – JETRONIC, com a ressalva de que no sistema D –JETRONIC o traba- lho é efectuado em contacto com a água de refrigeração, em vez de se fazer por meios eléctricos, tal como vimos na altura. Vejamos na figura 2.11 o aspecto desta válvula, depois de se ter feito um corte, para se poder observar bem o seu interior. Pelas condutas 1 e 2 pode passar o ar adicional que coloca em curto- circuito a borboleta do acelerador quando o motor está frio. O ar tem de atravessar a ranhura (3) que faz parte do corpo da válvula. Veja-se que dispõe de um pequeno êmbolo (4) que pode deslizar pelo interior desta peça no sentido da seta e com o seu deslocamento pode tapar a saída do ar, formada pela ranhura (3). Fig. 2.11 Uma mola (5) mantém o êmbolo, em posição de repouso, fora da eventual obstrução da ranhura. O elemento termostático propriamente dito encontra-se na ponta da válvula, podendo ver- se assinalado com o número 6. Este elemento está em contacto com a água de refrigera- 2.12 Sistemas de Injecção Electrónica O Sistema D–Jetronic ção por meio de um circuito em derivação, que a própria bomba de água do motor renova constantemente. Deste modo, qualquer variação na temperatura da água é detectada por esta válvula (6). À medida que aquece, a válvula vai repelindo o pistão (7) que empurra no sentido indicado pela seta. Em consequência disso, o êmbolo vai fechando cada vez mais a passagem do ar pela ranhura (3) até conseguir um corte total quando a temperatura da água se tiver elevado o suficiente para atingir o valor normal de funcionamento. Nesta posição se mantém enquanto a temperatura da água não desça abaixo dos valores para os quais a válvula está calculada. Sistemas de Injecção Electrónica 2.13 3 – O SISTEMA L – JETRONIC O Sistema L–Jetronic Este tipo de sistema de injecção é do tipo simultânea, isto é, os injectores pulverizam o combustível todos ao mesmo tempo mas duma forma descontínua devidamente tempori- zada. Caracteriza-se por possuir um aparelho que dita a grande evolução neste tipo de sistema, que se chama debímetro e tem como função o controlo de temperatura e quantidade de ar admitido pelo motor, em função da posição duma comporta que permite a admissão de um determinado volume de ar conforme o regime de funcionamento do motor. O sistema é constituído fundamentalmente por: Uma bomba eléctrica, um filtro de pressão de combustível, um conjunto de quatro injectores comandados electricamente, um módulo electrónico que recebe, elabora e envia sinais eléctricos que fazem actuar os injecto- res que debitam a quantidade exacta de combustível em função da quan- tidade de ar aspirado pelo motor. Existe também um medidor de quantidade de ar (debimetro) que envia ao módulo electró- nico, uma informação correspondente à exacta quantidade de ar aspirada pelo motor. Fig. 3.1 – Debímetro ou caudalimetro de volume de ar Um sensor de detecção da temperatura do ar aspirado para o motor e um sensor de detec- ção de temperatura do liquido de refrigeração do motor dão constantes informações ao módulo electrónico actuando esta sobre os períodos de injecção garantindo o bom funcio- namento do motor na fase de arranque e a quente. Sistemas de Injecção Electrónica 3.1 Fig. 3.2 – Esquema geral do debímetro O Sistema L–Jetronic Neste sistema existe, tal com vimos no sistema K – Jetronic, um injector suplementar de arranque a frio que só funciona na fase de arranque do motor. Como tal, terá de haver um sensor de temperatura que comanda somente o injector de arranque a frio que como já conhecemos, chama-se de interruptor térmico de tempo. Um dispositivo (válvula de ar suplementar) para a fase de aquecimento do motor permite o doseamento de ar aspirado durante esta fase. Toda a informação, recebida pelos componentes mencionados chegam ao módulo elec- trónico onde ele a elabora dando aos injectores um tempo de abertura necessário para ministrar a quantidade de gasolina determinada pela informação dita precedentemente pelo módulo electrónico. Fig. 3.3 – Esquema dum sistema de injecção L-Jetronic 3.2 Sistemas de Injecção Electrónica O Sistema L–Jetronic Em primeiro lugar, temos o depósito de combustível (1) donde é aspirada a gasolina com uma bomba eléctrica (2) do mesmo tipo que estudámos no sistema K – Jetronic. Neste caso a bomba recebe a corrente de uma caixa de relés (3) comandada pelo interruptor de contacto (4) e da bateria (5). Com o combustível à pressão de injecção faz-se passar por um filtro (6) e dali para o tubo distribuidor (7), donde o combustível tem acesso a todos os injectores (8) e também ao injector de arranque ou válvula de arranque (9) a frio, além do regulador de pressão (10), do mesmo tipo que foi descrito para o D – Jetronic e com idênti- co funcionamento para a abertura da válvula que transfere o combustível para o depósito pelo tubo quando a pressão de líquido é superior ao valor máximo permitido. Neste caso, vemos que o regulador de pressão está em contacto, por meio do tubo, com o colector de admissão de modo que se fazem sentir nele os valores de depressão do colec- tor. Por este sistema consegue-se regular a mola que a membrana do regulador possui. Com o encerramento da borboleta do acelerador e a consequente grande depressão que se estabelece no colector, verifica-se ao mesmo tempo uma queda de pressão nos injecto- res, pela abertura antecipada da válvula do regulador, que beneficia o consumo. Esta é uma novidade destes sistemas modernos em relação ao sistema D – Jetronic. O elemento particular deste sistema que merece muita atenção é a sonda volumétrica de ar (14), também chamada por vezes medidor de fluxo de ar. Este medidor tem uma certa relação, quanto ao princípio de funcionamento, com o prato – sonda de que dispõe o sistema K-Jetronic. A entrada do ar modifica a posição da borboleta-sonda do medidor, que ao balançar e por meio de contactos, fornece informação à unidade electrónica de controle (15) do fluxo de ar que penetrou na conduta de admissão. Para saber a altura em que deve fazer-se a injecção , a unidade de controlo electrónico (15) recebe impulsos do distribuidor (16), assim como o estado de temperatura da água de refrigeração através da sonda térmica do motor (17). O sistema suplanta o sistema de alimentação clássica por carburador trazendo alguns melhoramentos que de seguida enumeramos: Redução do consumo de combustível Redução da quantidade de gases poluentes Sistemas de Injecção Electrónica 3.3 O sistema é constituído fundamentalmente por: O Sistema L–Jetronic Uma bomba eléctrica (1) Um filtro de combustível (2) Um regulador de pressão de combustível (3) 1. Medidor de volume de ar 2. UEC – Unidade de Controlo Electrónica 3. Filtro de combustível 4. Bomba de combustível 5. Regulador de pressão de combustível 6. Válvula de ar adicional 7. Interruptor térmico temporizado 8. Sensor de temperatura do motor 9. Caixa de contactos da borboleta do acelerador 10. Injector de arranque a frio 11. Injector Fig. 3.4 – Componentes do sistema L-Jetronic Fig. 3.5 – Esquema de montagem do sistema L-Jetronic 3.4 Sistemas de Injecção Electrónica O Sistema L–Jetronic Atendendo à figura 3.4 temos um conjunto de quatro electroinjectores (um por cilindro) para a alimentação do motor (1.1). Um módulo electrónico (2) que recebe, elabora e envia sinais eléctricos que fazem actuar os electroinjectores que debitam a quantidade exacta de combustível em função da quantidade de ar aspirado pelo motor. Um medidor de quantidade de ar (debímetro) que envia ao módulo electrónico uma informação eléctrica correspondente à exacta quantidade de ar aspirada pelo motor. Um relé combinado (7) composto por dois relés específicos para a função indicada. Existem outros componentes que têm a finalidade de melhorar este sistema. Um sensor de detecção da temperatura do ar aspirado para o motor (8) (montado no medidor de quantidade de ar ). Um sensor de detecção de temperatura do líquido de refrigeração do motor (9). Um electroinjector suplementar de arranque a frio (10) controlado por: Um interruptor térmico temporizado Um dispositivo (válvula de ar suplementar) (12) para a fase de aquecimento do motor Um sistema de detecção da velocidade de aceleração (incorporado no medidor de quantidade de ar aspirado). Um dispositivo que detecta a fase mínima, plena potência e desaceleração do motor (13) incorporado no sistema de comando do acelerador. Toda a informação, recebida pelos componentes mencionados chegam ao módulo electró- nico onde ele a elabora dando aos electroinjectores um tempo de abertura necessário para ministrar a quantidade de gasolina determina pela informação dita precedentemente pelo módulo electrónico. A ligação de todos os componentes eléctricos do sistema de injecção realiza-se através de uma cablagem especifica dotada de fichas de ligação rápida de diversas cores ou cores iguais mas com diferentes números de terminais de ligação de modo a possibilitar uma ligação fácil sem haver possibilidade de trocas evitando assim anomalias ou estragos no equipamento. No esquema da figura 3.3 analisa-se do ponto de vista eléctrico, o funcionamento do siste- ma de injecção. Sistemas de Injecção Electrónica 3.5 Sistema L–Jetronic Na figura do centro é representado o relé combinado que como se disse, é composto por dois relés do tipo “normalmente abertos” (T1 – T2). Três diodos (D1 – D2 – D3) e uma resistência (R). Fig. 3.6 – Esquema eléctrico do sistema L-Jetronic Os componentes do sistema são: Bateria Comutador de chave de ignição Motor de arranque Bomba eléctrica de combustível Electroinjector de arranque a frio Interruptor térmico de tempo Válvula de ar suplementar Módulo electrónico Medidor de quantidade de ar (Debimetro) Electroinjectores 3.6 Sistemas de Injecção Electrónica O Sistema L–Jetronic A corrente que vem da bateria, passa do terminal 30 para o 15 do comutador da chave de ignição devido à posição da chave “MARCHA”, o terminal 15 alimenta o relé combinado e como o terminal 28 do módulo electrónico está à massa, há magnetização da bobina do relé T1 que fecha o contacto, isto permitirá a alimentação do terminal 10 do módulo elec- trónico dos 4 electroinjectores e do medidor de quantidade de ar (Debimetro). Fig. 3.7 – Funcionamento do sistema L-Jetronic, com chave de ignição em “marcha” com o motor parado O comutador da chave de ignição nesta posição vem alimentar (30/50 do comutador) o motor de arranque e através do relé combinado é combinado, o terminal 4 do módulo elec- trónico liga alternadamente à massa o circuito dos quatro electroinjectores provocando internamente neles uma queda de tensão de cerca de 9 volts. No relé combinado, através do diodo Dz a bobine do relé é alimentada (a linha de massa provém do terminal 28 do módulo electrónico) fechando-se o contacto t2; isto permitirá a alimentação eléctrica da bomba de combustível e da válvula de ar suplementar. Fica também alimentado (terminal 85) o electroinjector de arranque a frio se a temperatura do motor for inferior a 36ºC. Sistemas de Injecção Electrónica 3.7 Fig. 3.8 – Funcionamento do sistema L-Jetronic no momento de arranque a frio O Sistema L–Jetronic A fase de arranque termina quando a chave do comutador de ignição regressa à posição “MARCHA”, a rotação do motor cria uma aspiração tal que a borboleta colocada no medi- dor de caudal de ar (Debimetro) se desloca provocando o fecho eléctricodo contacto C do debimetro. Isto, garante, como no esquema precedente, a alimentação da bobina do relé T2 que mantém assim o seu contacto fechado permitindo assim a combinação da alimen- tação eléctrica da bomba de combustível e da válvula de ar suplementar. Fig. 3.9 – Funcionamento do sistema L-Jetronic com chave de ignição em “marcha”, com motor ligado 3.8 Sistemas de Injecção Electrónica MEDIDOR VOLUMÉTRICO DE AR (DEBÍMETRO) O Sistema L–Jetronic Trata-se de uma das peças mais importantes e características do sistema L – JETRONIC. A sua função é medir a quantidade de ar aspirado pelo motor, o que determina o seu esta- do de carga. Aqui reside a diferença com o sistema D – JETRONIC, que mede a depressão do colector de admissão fundamentalmente. A medição do fluxo de ar determina o tempo que os injectores devem permanecer abertos e assim consegue-se um doseamento de combustível mais exacto. Este sistema de sonda de fluxo permite ao sistema L – JETRONIC suprimir o dispositivo de enriquecimento com a aceleração, que tinha certos problemas no sistema anterior (D – JETRONIC), com uma complicada caixa de contactos de borboleta. Junta a vantagem de adequar a mistura ao estado mecânico do motor, uma vez que qualquer desgaste dos cilin- dros, modificação na regulação ou estado das válvulas, excessivo de carvão um menor consumo de ar, que é automáticamente compensado no doseamento graças ao trabalho de medição da sonda do fluxo de ar. A figura seguinte representa um esquema de um debimetro. Consta, fundamentalmente de uma borboleta – sonda (1) que pode rodar sobre um eixo central. Fig. 3.10 – Esquema da sonda do medidor de fluxo de ar, modelo com sete ligações Quando o motor aspira ar, este, deve vencer o obstáculo que a borboleta, empurrando-a e entrando pelo colector na direcção indicada pela seta. Sistemas de Injecção Electrónica 3.9 O Sistema L–Jetronic A borboleta – sonda leva na extremidade uma borboleta de compensação (2) que se move dentro de uma câmara de compensação (3) para enfraquecer as pulsações. A posição destas duas borboletas solidárias origina um sinal de tensão que se detecta no potenciómetro (4), o qual, juntamente com o sinal que lhe é dado por uma sonda de tem- peratura do ar (5), envia um sinal à unidade electrónica de controlo para que tenha infor- mação sobre o valor do ar que circula no tubo. Completa o dispositivo um canal de by-pass (6) por onde o ar deixa a borboleta – sonda em curto – circuito e que serve para a alimentação de ar durante o regime de ralenti do motor. Na figura podemos ver ainda, o parafuso de regulação do ralenti (7), que trabalha reduzindo ou aumentando a passagem do ar pelo canal. A borboleta – sonda toma posição angular fixada em cada momento pela força do ar de que o motor necessita e aspira de acordo com a posição da borboleta do acelerador que o condutor manobra. A relação entre o ângulo descrito pela borboleta – sonda e o volume de ar aspirado faz com que se consiga uma grande sensibilidade na medição de pequenos volumes e tam- bém de pequenas variações de volume de ar. Qualquer modificação no curso da borboleta – sonda é transmitida mecanicamente ao potenciómetro, que recebe corrente eléctrica e transmite sinais de tensão diferentes à uni- dade electrónica de controlo para que ela calcule o tempo de injecção. Fig. 3.11 – Esquema da sonda do medidor de fluxo de ar, modelo com cinco ligações O potenciómetro é pois uma peça fundamental para o bom funcionamento da sonda do flu- xo de ar. 3.10 Sistemas de Injecção Electrónica O Sistema L–Jetronic Na figura 3.11 vemos a constituição interna da sonda, em que se destaca, na parte supe- rior, o potenciómetro (2). Todo o seu mecanismo está dentro de uma caixa estanque no interior da qual existe uma atmosfera muito seca. Consta de uma placa de cerâmica com uma série de contactos e 14 resistências cujos valores foram cuidadosamente aferidos. A figura 3.12 representa um esquema da constituição interna do potenciómetro. Estas resistências têm, além disso, a particularidade de não variar de valor, apesar das mudanças bruscas de temperatura que podem ocorrer e na verdade ocorrem, entre os estados de motor parado ou em funcionamento pleno. Fig. 3.12 – Potenciómetro do debímetro Na figura 3.12 representamos com uma seta (2) o cursor solidário com a borboleta – sonda de modo que, com o movimento desta, o cursor desloca-se através dos contactos e provo- ca diferentes estados de tensão de acordo com o número de resistências que a corrente se veja obrigada a atravessar. A corrente da bateria mantém a respectiva tensão (Ub) entre o borne de entrada e de saída. A corrente atravessa as resistências R14 e R13 e pelo borne b põe-se em contacto com o cursor. Na posição indicada pela figura 3.11, a corrente só tem de atravessar a resistência R1, pelo que a sua saída para a unidade electrónica de controlo tem um valor de tensão relati- vamente alto. À medida que o cursor se desloca para a esquerda da figura, vão intervindo cada vez maior número de resistências, o que faz com que a tensão de saída seja cada vez mais baixa entre valores tais a unidade electrónica de controlo os relaccione com o tempo de abertura dos injectores que terá de ordenar principalmente de acordo com este parâmetro. Sistemas de Injecção Electrónica 3.11 O Sistema L–Jetronic Além disso, na figura 3.12, a resistência R14 tem como derivação uma termistência (3) por meio da qual se origina o parâmetro da temperatura do ar. Deste modo, a temperatura a que o ar é aspirado influi na tensão de saída (Us) directa- mente pois vem determinada por uma variação na tensão que o cursor recebe através do borne b. O canal de by – pass serve para a manutenção do regime de rotação de marcha lenta. O ar pode circular, em pequena quantidade, por um canal que engana a presença da borbo- leta – sonda. Um parafuso regula a passagem de ar e assim se corrige a riqueza do ralenti. Por seu lado, a câmara de amortecimento a borboleta de amortecimento tem a mesma superfície que a borboleta – sonda e a sua missão é suavizar os deslocamentos para redu- zir as trepidações que originam as contrapressões que eventualmente se produzem no colector de admissão. Fig. 3.13 – Caudalímetro visto de perfil 3.12 Sistemas de Injecção Electrónica 4 – OS SISTEMA LE – JETRONIC Os Sistemas LE–Jetronic Este tipo de sistema de injecção é do tipo simultâneo, isto é, os injectores pulverizam o combustível todos ao mesmo tempo mas duma forma descontínua devidamente tempori- zada (intermitente). 4.1 – O SISTEMA LE – JETRONIC A injecção electrónica BOSCH LE – JETRONIC é uma versão melhorada do modelo ante- cedente, L – JETRONIC. Os componentes da injecção electrónica LE - JETRONIC modificados no que diz respeito ao modelo L – JETRONIC são: O módulo electrónico O medidor de quantidade de ar O relé combinado A válvula de ar suplementar O circuito eléctrico do módulo electrónico mantendo as suas funções inalteradas foi no entanto modificado. A unidade electrónica de controlo prevê os seguintes sinais: A unidade electrónica de controlo elabora estes dados (input) e transmite impulsos eléctri- A quantidade de ar aspirado A temperatura do líquido de refrigeração A posição da borboleta do acelerador O número de rotações do motor cos (output) aos injectores (ligados electricamente em paralelo) os quais injectam poste- riormente por cada volta da árvore de cames metade da quantidade de combustível neces- sária para a alimentação do motor. O impulso de inicio de injecção é captado no primário da bobina de ignição que envia para o módulo electrónico esta informação sendo depois o sinal tratado de modo a haver duas injecções de combustível por ciclo. Sistemas de Injecção Electrónica 4.1 Os Sistemas LE–Jetronic No módulo electrónico de controlo do sistema de injecção LE – JETRONIC existe uma tomada onde se liga uma ficha com 25 terminais de ligação. Dos 25 terminais de ligação apenas 11 é que são utilizados. Fig. 4.1 – Terminais de ligação eléctrica para o medidor de caudal de ar (caudalímetro) Por outro lado, o medidor de ar aspirada pelo motor transformando o deslocamento angu- lar da borboleta de compensação num valor eléctrico que é enviado à unidade electrónica de controlo. O medidor funciona neste sistema da mesma forma que no sistema L – JETRONIC. Fig. 4.2 – Terminais da ligação eléctrica para o medidor de caudal de ar (caudalímetro) O medidor para o sistema LE – JETRONIC comparativamente ao sistema L – JETRONIC foi modificado somente na câmara do potenciómetro; o corpo externo mantém-se inalterá- vel. 4.2 Sistemas de Injecção Electrónica Os Sistemas LE–Jetronic As ligações 36 e 39 para a alimentação da bomba eléctrica de combustível foram elimina- das e o sensor de temperatura de ar NTC foi montado no circuito potenciometrico do medi- dor de quantidade de ar com a consequente variação do número de ligações de 7 a 5. A ligação E serve exclusivamente para a aferição que vem efectuada de fábrica. Fig. 4.3 – Sensor NTC para medição de temperatu- ra de ar situado no caudalímetro Posicionamento do sensor NTC de ar. Serve para a correcção da dosagem da mistura. Ele intervém entre temperaturas de –30º C e +40º C do ar aspirado. Tanto para o modelo LE – JETRONIC como para o sistema L – JETRONIC o relé combina- do tem por função alimentar quase todo o sistema de injecção. Com a eliminação dos ter- minais para a alimentação da bomba eléctrica de combustível do medidor de quantidade de ar, dispositivo de segurança que interrompe a alimentação da electrobomba de com- bustível, no caso do motor parar acidentalmente (com a chave do comutador de ignição na posição de marcha) é realizado pelo relé combinado com base na medição do número de rotações do motor. NOTA: A ligação de todos os componentes do sistema de injecção é realizada por uma cablagem especifica com fichas de ligação rápida de diversas cores e com diferen- te número de terminais de ligação de modo a facilitar a ligação e não haver hipóte- se de trocas excluindo a possibilidade de provocar avarias ou anomalias ao siste- ma. FUNCIONAMENTO Os terminais do relé combinado que estão com tensão, nomeadamente o terminal, o 30 e o 15. O terminal 30 é ligado directamente ao polo positivo da bateria enquanto que o 15 é ligado ao positivo do comutador da chave de ignição. Sistemas de Injecção Electrónica 4.3 Fig. 4.4 – Relé combinado Os Sistemas LE–Jetronic FASE DE ARRANQUE Os terminais do relé combinado que estão com tensão são o 30, 15 e o 50. Rodando a chave do comutador de ignição (fase de arranque). O terminal 50 alimenta assim a bobina de chamada do motor de arranque e o terminal 4 do módulo electrónico o qual informado da duração da fase de arranque do motor. Enquanto o motor de arranque estiver engatado o sistema de injecção fica directamente pilotado pelo módulo electrónico que, excluindo o medidor de quantidade de ar elabora um tempo de injecção variável influenciado pela temperatura do líquido de arrefecimento do motor, informado pelo respectivo sensor. Durante a fase de arranque fica alimentado outro circuito, o do electroinjector a frio que é comandado por um interruptor térmico de tempo que mantém ligado o circuito por um tem- po máximo de 8 segundos enquanto a temperatura do liquido de arrefecimento do motor de 20º C. O tempo indicado diminui com o aumento da temperatura até 35ºC acima da qual a fase de arranque do motor funciona sem o electroinjector indicado. Depois, fecha-se o contacto principal do relé combinado pelo que fica alimentada a bomba eléctrica de combustível. Quando o motor começa a girar, os impulsos de tensão fornecidos pela ignição ao terminal 1 do relé combinado permitem durante um curto número de voltas comandar e manter o fecho dos contactos principais do relé combinado e de alimentar com uma tensão de 12 volts iniciar os injectores. O mesmo sinal que sai do primário da bobina de ignição e chega ao relé combinado é enviado também ao terminal 1 da unidade electrónica de controlo. Este último, com o sinal indicado, comanda a abertura e fecho do transístor de potência que alternadamente liga à massa os quatro injectores. 4.4 Sistemas de Injecção Electrónica FASE DE MARCHA - MOTOR EM FUNCIONAMENTO Os Sistemas LE–Jetronic Com o motor a funcionar no regime mínimo o terminal 50 do comutador da chave de igni- ção deixa de ter tensão passando a ser alimentado o terminal 50 do relé combinado que passa a ter o seu contacto principal fechado e em seguida a alimentação dos injectores durante a fase de arranque através do módulo electrónico. O relé combinado não desliga o contacto principal enquanto o sinal proveniente do primá- rio da bobina (detecção de rotação) der informação que o motor está a trabalhar acima das 225 rpm. Abaixo das 225 rpm os impulsos de tensão (vindos da bobina) não são mais sufi- cientes para manter em condução o circuito electrónico que comanda o fecho do contacto principal do relé combinado o qual abre o circuito de alimentação da bomba eléctrica de combustível e dos injectores, com a informação constante do medidor de quantidade de ar (debimetro). Fig. 4.5 – Esquema eléctrico básico da ligação do relé combinado aos sensores e actuado- res INJECTORES Os injectores são montados no colector de admissão num lugar estratégico em proximida- de da válvula de admissão, e têm a função de dosearem a quantidade de combustível. Esta última é determinada pelo tempo de abertura do injector que é estabelecido pelo módulo electrónico. Sistemas de Injecção Electrónica 4.5 Os Sistemas LE–Jetronic Na injecção LE – JETRONIC os quatro injectores são ligados electricamente em paralelo e simultaneamente injectam por cada volta da árvore de cames do motor metade da quanti- dade de combustível necessário por cada ciclo. Os quatro injectores são constituídos por um corpo onde está montado um enrolamento eléctrico. Este enrolamento difere, muitas vezes, do sistema L – JETRONIC quanto ao material utili- zado e sobretudo ao valor da resistência eléctrica do próprio enrolamento. Fig. 4.6 – Aspecto lateral e de cima do electroinjector Esta modificação é necessária para se poder alimentar com uma tensão inicial de 12 volts enquanto variar a fase final de alimentação dos injectores no módulo electrónico. NOTA: Não montar nunca o injector que tenha a ponta de material plástico de cor cinzenta (modelo específico do sistema L – JETRONIC) no sistema LE – JETRONIC porque isso representaria o dano irremediável da unidade electrónica de controlo. Quando se intervém nos injectores , substituir sempre os aneis de fixação em borracha quando submetidos a grandes variações de temperatura pois podem permitir infiltrações e consequentes intervenções técnicas. 4.6 Sistemas de Injecção Electrónica VÁLVULA DE AR ADICIONAL Os Sistemas LE–Jetronic A válvula de ar adicional fornece a quantidade de ar necessária ao motor durante o seu arranque a frio, praticamente realiza a mesma função do dispositivo de arranque a frio montado nos carburadores. Este componente é em tudo semelhante às válvulas de ar adicional montadas nos outros sistemas de injecção anteriormente estudados como por exemplo o sistema K – JETRO- NIC ou L – JETRONIC. A secção de passagem (3) é controlada por um cursor rotativo (4) com uma abertura (1) à passagem do ar. O cursor é accionado por uma lâmina bimetálica (2) aquecida por uma resistência eléctrica alimentada em permanência pelo relé combinado. Ao aumentar a temperatura, a lâmina bimetálica faz rodar o cursor vencendo a oposição de uma mola de retorno dosificando assim a passagem de ar adicionalaté se fechar total- mente quando o motor está quente. Fig. 4.7 – Válvula de ar adicional Este tipo de sistema de injecção é do tipo simultânea, isto é, os injectores pulverizam o combustível todos ao mesmo tempo mas duma forma descontínua devidamente tempori- zada. Caracteriza-se por possuir um aparelho que dita a grande evolução neste tipo de sistema, que se chama debímetro e tem como função o controlo de temperatura e quantidade de ar admitido pelo motor, portanto uma forma cómoda de controlar a qualidade do ar consumi- do pelo motor. Sistemas de Injecção Electrónica 4.7 O sistema é constituído fundamentalmente por: Os Sistemas LE–Jetronic Uma bomba eléctrica, um filtro de pressão de combustível, um conjunto de quatro injectores comandados electricamente, um módulo electrónico que recebe, elabora e envia sinais eléctricos que fazem actuar os injecto- res que debitam a quantidade exacta de combustível em função da quan- tidade de ar aspirado pelo motor. Existe também um medidor de quantidade de ar (debimetro) que envia ao módulo electró- nico, uma informação correspondente à exacta quantidade de ar aspirada pelo motor. Fig. 4.8 – Esquema eléctrico do sistema de injeçcão LE-Jetronic 4.2 – O SISTEMA LE 2 – JETRONIC Este tipo de sistema de injecção é do tipo simultânea, isto é, os injectores pulverizam o combustível todos ao mesmo tempo mas duma forma descontínua devidamente tempori- zada. O sistema LE2 – JETRONIC pertence à geração de sistemas de injecção intermitentes e múltiplos de baixa pressão para motores do ciclo OTTO, a 4 tempos. 4.8 Sistemas de Injecção Electrónica Os Sistemas LE–Jetronic A sua função é a de injectar no colector de admissão, antes de cada válvula de admissão, a quantidade exacta de gasolina a misturar ao ar introduzindo no cilindro, de modo a obter uma correcta dosagem de mistura. Este sistema já não dispõe do injector suplementar de arranque a frio. No arranque a frio, os quatro injectores injectam uma quantidade extraa de combustível de modo a enriquecer bastante a mistura ar/gasolina. Este sistema assegura um funcionamento eficaz e económico, redução da poluição pelo escape, assim
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