Descrição dos componentes da gestão do motor

Módulo de controlo do motor (ECM)

  • Os circuitos electrónicos do ECM recebem e processam sinais eléctricos enviados pelos sensores do sistema de combustível e de ignição.

Funções

  • Os sinais de saída do módulo de controlo do motor controlam o seguinte:
  • Injectores - controlando o espaço de tempo que cada injector permanece aberto.
  • Relé da bomba de combustível.
  • Sistema de controlo da velocidade de ralenti.
  • Sistema das emissões de vapor de combustível.
  • Recirculação dos gases de escape.
  • Ponto de ignição e detecção de detonação.
  • Autodiagnóstico de avarias, indicadas através de um LED no módulo de controlo do motor Fig 1, pela luz avisadora de avaria (MIL) ou pela luz avisadora "check engine" (verificar motor) no painel de instrumentos Fig 2.
  • "Funcionamento", um programa de emergência que adopta um valor médio de substituição sempre que um sensor falha, permitindo que o veículo seja conduzido até a uma garagem para ser rectificado.

Fig 1

Fig 2


    Sistema de alimentação de combustível

    Regulador da pressão do combustível - Fig 3

    • Mantém uma pressão de alimentação uniforme a todos os injectores.
    • Sistemas monoponto - incorporados no corpo da borboleta do acelerador.
    • Sistemas multiponto - montados depois dos injectores.

    Fig 3

    1. Diafragma
    2. Mola
    3. Ligação de vácuo
    4. Entrada de combustível pressurizado
    5. Retorno de combustível

    Funcionamento

    • O corpo do regulador é dividido em duas câmaras por um diafragma.
    • A câmara superior (da mola) encontra-se ligada ao colector de admissão, depois da válvula de borboleta, por meio de um tubo de vácuo.
    • A câmara inferior recebe combustível pressurizado.
    • Quando a pressão do combustível de alimentação excede o valor pré-estabelecido pelo regulador, a válvula de diafragma abre-se, permitindo que o combustível em excesso regresse ao depósito.
    • O vácuo exercido na câmara superior altera a pressão da mola e assegura que a diferença de pressão entre a câmara de combustível e o colector de admissão é constante.

    Injector

    • Sistemas monoponto - o injector pulveriza combustível para o corpo da borboleta do acelerador.
    • Sistemas multiponto - os injectores pulverizam combustível para o colector de admissão.

    Funcionamento

    • Injectores controlados electronicamente são abertos por um solenóide integrado (monoponto Fig 4, multiponto Fig 5) que responde a sinais do módulo de controlo do motor.
    • O combustível é injectado em forma de pulverização fina de forma a assegurar que se mistura de forma perfeita com o ar de admissão.
    • Poderá haver resistências externas para cada um dos injectores.
    • Os injectores dos sistemas mecânicos (KE-Jetronic e derivados) têm uma válvula carregada por mola que funciona a pressão de combustível Fig 6.

    Fig 4

    1. Solenóide
    2. Entrada de combustível
    3. Retorno de combustível
    4. Válvula de agulha

    Fig 5

    1. Solenóide
    2. Entrada de combustível
    3. Válvula de agulha

    Fig 6

    1. Entrada de combustível
    2. Filtro de gaze
    3. Válvula de agulha - aberta
    4. Válvula de agulha - fechada

    Medição do fluxo de ar

    Sensor do volume do fluxo de ar - Fig 7

    • O sensor do volume do fluxo de ar é montado entre o filtro de ar e o corpo da borboleta do acelerador. Mede a quantidade de ar que é aspirado para o motor com base na deflecção de uma patilha existente no interior do sensor.

    Fig 7

    1. Patilha do sensor
    2. Patilha do amortecedor
    3. Potenciómetro
    4. Sensor da temperatura do ar de admissão

    Funcionamento

    • A patilha está ligada a um potenciómetro que envia um sinal de tensão ao módulo de controlo do motor.
    • Este é o sinal principal que é usado, em conjunto com os sinais dos sensores de outros sistemas, para determinar a quantidade de combustível requerida pelo motor.
    • Em muitos casos este tipo de sensor do fluxo de ar incorpora o sensor da temperatura do ar de admissão.

    Sensor de medição do fluxo de ar - do tipo de fio quente - Fig 8

    • O sensor de medição do fluxo de ar não tem peças móveis e restringe muito pouco o fluxo de ar. É montado entre o filtro de ar e o corpo da borboleta do acelerador.

    Funcionamento

    • O sensor de medição do fluxo de ar consiste num venturi com um fio de resistência exposto ao ar que dá entrada.
    • Igualmente exposto ao fluxo de ar encontra-se um sensor da temperatura do ar ou fio de compensação.
    • O módulo de controlo do motor detecta alterações da temperatura causadas por variações na massa de ar que passa através do corpo do sensor e aumenta ou diminui a corrente que passa através do fio de medição.
    • Um circuito electrónico interno mantém a temperatura aproximada do fio de medição constantemente a 120°C, acima da temperatura do ar de admissão.
    • À medida que a massa de ar que passa pelo fio aumenta, também a corrente necessária para manter a temperatura aumenta.
    • Este aumento de corrente é detectado pelo módulo de controlo do motor.
    • Este é o sinal principal que, em conjunto com os sinais dos sensores de outros sistemas, é usado para determinar a quantidade correcta de combustível que tem de ser enviada ao motor.
    • Quando o sistema é desligado, entra em funcionamento um sistema de "queima", que remove a sujidade do filamento.

    Fig 8

    1. Rede de protecção
    2. Fio de resistência
    3. Ar de admissão
    4. Fio de compensação

    Sensor de medição do fluxo de ar - do tipo de película quente

    • Semelhante ao sistema de fio quente, mas com o elemento de medição incorporado numa placa de cerâmica. Esta configuração elimina a necessidade de dispositivo de "queima" de sujidade.

    Sensor de pressão absoluta no colector - Fig 9

    • Ligado ao colector de admissão por meio de um tubo de vácuo. Encontra-se geralmente montado no compartimento do motor ou incorporado da caixa do módulo de controlo do motor.

    Funcionamento

    • O sensor consiste num diafragma e num circuito piezoeléctrico que altera a resistência proporcionalmente à pressão no colector.
    • O sensor tem uma alimentação de 5 Volt e envia ao módulo de controlo do motor um sinal de tensão proporcional à pressão no colector.
    • O módulo de controlo do motor utiliza os sinais de tensão que recebe do sensor da pressão absoluta no colector para ajustar os sinais que envia aos injectores.

    Fig 9

    1. Aceleração máxima
    2. Ralenti
    1. Ligação de vácuo
    2. Cristal piezoeléctrico
    3. Ligações eléctricas

    Controlo da velocidade de ralenti

    • Os dispositivos de controlo da velocidade de ralenti são todos montados num sistema de desvio da borboleta, permitindo a entrada de ar adicional para o motor. Este ar suplementar complementa o enriquecimento da mistura durante um arranque a frio e o período de aquecimento que se segue.

    Válvula de controlo do ar de ralenti - Fig 10

    • A válvula de ar auxiliar permite desviar ar da válvula de borboleta quando o motor está frio, a fim de aumentar a velocidade de ralenti durante a fase de aquecimento.

    Fig 10

    1. Tira bimetálica
    2. Elemento calefactor
    3. Placa da válvula
    4. Ar desviado

    Funcionamento

    • A válvula é montada no motor, numa posição que lhe permite estar em contacto directo com a temperatura do motor.
    • A válvula inclui uma tira bimetálica aquecida electricamente, a qual determina o ponto de corte quando o motor atinge a sua temperatura normal de funcionamento.

    Válvula de controlo do ar de ralenti - tipo solenóide - Fig 11

    • O actuador do solenóide de controlo do ar de ralenti permite que seja desviado ar da válvula de borboleta com o fim de se regular a velocidade de ralenti sob todas as condições.

    Fig 11

    1. Solenóide
    2. Válvula de ar
    3. Saída de ar
    4. Entrada de ar

    Funcionamento

    • É controlada directamente pelo módulo de controlo do motor que, com base na interpretação dos sinais que recebe de sensores como o sensor da velocidade do motor e o sensor da temperatura do líquido de arrefecimento, mantém a velocidade de ralenti a um nível predeterminado.
    • O solenóide trabalha contra a força de uma mola, podendo a sua acção ser rotativa ou linear.

    Válvula de controlo do ar de ralenti - tipo rotativo - Fig 12

    • O actuador rotativo de controlo do ar de ralenti permite que seja desviado ar da válvula de borboleta a fim de se regular a velocidade de ralenti sob todas as condições.

    Fig 12

    1. Válvula rotativa
    2. Entrada de ar
    3. Saída de ar
    4. Motor

    Funcionamento

    • O dispositivo consiste numa válvula rotativa existente na passagem de ar desviado, montada no veio de um motor eléctrico especial.
    • O motor possui duas bobinas do induzido e possui um movimento angular limitado a 90 graus.
    • O módulo de controlo do motor fornece uma tensão alternada às duas bobinas, a qual depende dos sinais de sensores como, por exemplo, o sensor da velocidade do motor e o sensor da temperatura do líquido de arrefecimento.
    • As tensões alternadas exercem forças opostas sobre o induzido, o que faz com que a válvula adopte uma posição correspondente à relação de tensão.

    Válvula de controlo do ar de ralenti - tipo motor passo-a-passo - Fig 13

    • O motor passo-a-passo de controlo do ar de ralenti controla a posição de uma válvula de derivação de ar montada no corpo da borboleta do acelerador e é usado principalmente com sistemas de injecção monoponto.

    Funcionamento

    • O motor passo-a-passo possui quatro enrolamentos de controlo que permitem que seja posicionado em qualquer direcção com precisão.
    • É controlado pelo módulo de controlo do motor e altera a velocidade de ralenti independentemente da posição da válvula de borboleta.
    • Como função adicional, o motor passo-a-passo pode abrir mecanicamente a válvula de borboleta, para aumentar a velocidade de ralenti.

    Fig 13


    Sensores

    Sensor aquecido de oxigénio - Fig 14

    • Por vezes designado de sensor Lambda.
    • Montado no sistema de escape, antes do catalisador, onde pode medir uniformemente os gases de escape provenientes de todos os cilindros.
    • Quando é necessário (por exemplo num motor em V com sistema de escape duplo), poderão ser montados dois sensores.

    Fig 14

    1. Tampa de protecção com ranhuras
    2. Elemento calefactor
    3. Elemento sensor
    4. Ligações eléctricas

    Funcionamento

    • O sensor reage ao teor de oxigénio nos gases de escape e utiliza a tensão gerada (200 - 800 mV) para enviar um sinal ao módulo de controlo do motor a avisá-lo de que que deve modificar a mistura (relação ar/combustível).
    • Se o valor do teor de oxigénio for ideal (Lambda = 1), a tensão do sinal do sensor será de 500 mV.
    • Se a mistura for demasiado pobre, a tensão será de 200 - 450 mV (Lambda = 1,10).
    • Se a mistura for demasiado rica, a tensão será de 550 - 800 mV (Lambda = 0,96).
    • Na prática, o sensor de oxigénio envia constantemente sinais ao módulo de controlo do motor para que este proceda a uma alteração mínima do débito de combustível, para manter a mistura o mais aproximada possível (± 1%) da relação (estequiométrica) teoricamente ideal: 14,7 partes de ar para 1 parte de combustível; esta relação é a ideal para o catalisador funcionar eficazmente.
    • O sensor só começa a funcionar depois de atingir 482 - 572°C, mas a maior parte deles incorpora agora um elemento calefactor que permite que o sistema em circuito fechado comece a funcionar pouco depois de um arranque a frio.

    Sensor da temperatura do líquido de arrefecimento - Fig 15

    • A sonda do sensor da temperatura do líquido de arrefecimento encontra-se mergulhada no líquido de arrefecimento do motor e a sua resistência altera-se de acordo com as mudanças de temperatura.

    Fig 15

    1. Ligações eléctricas
    2. Alojamento
    3. Resistência de coeficiente de temperatura negativo (NTC)

    Funcionamento

    • A maioria destes sensores incorpora uma resistência de coeficiente da temperatura negativo (NTC) cuja resistência diminui à medida que a temperatura do líquido de arrefecimento aumenta.

    Sensores da velocidade e da posição do motor

    • Os sensores da velocidade do motor, da posição da cambota e da posição do veio de excêntricos são essencialmente de dois tipos: indutivos ou de efeito de Hall. Os sensores indutivos podem ser montados no alojamento do veio de excêntricos, no cárter ou no distribuidor, mas os sensores de efeito de Hall são normalmente montados no distribuidor.

    Sensores do tipo indutivo - Fig 16

    • Estes sensores contêm um íman permanente alojado parcialmente num núcleo de ferro doce e parcialmente numa bobina de excitação.
    • A ponta do sensor está colocada perto da cremalheira do volante do motor, de uma roda dentada accionadora separada ou de uma roda dentada fixada à polia da cambota.
    • Em certos casos o(s) sensor(es) encontra(m)-se incorporado(s) no distribuidor da ignição ou numa unidade separada comandada pelo veio de excêntricos.

    Fig 16

    1. Núcleo de ferro macio
    2. Bobina de excitação
    3. Íman permanente
    4. Cremalheira do volante do motor
    5. Cavilha de ponto morto superior

    Funcionamento

    • À medida que os dentes ou pinos da roda sensora passam pelo sensor, o campo magnético altera-se, induzindo um sinal de tensão que é enviado ao módulo de controlo do motor.

    Efeito de Hall - Fig 17

    • O gerador de efeito de Hall consiste num material semi-condutor, através do qual passa uma corrente, envolvido por um campo magnético em ângulo recto relativamente ao fluxo da corrente.

    Fig 17

    1. Pá de disparo
    2. Gerador de efeito de Hall
    3. Veio do distribuidor

    Funcionamento

    • Quando a ignição é ligada, é gerada uma tensão pequena que passa através do semi-condutor (a tensão de "Hall").
    • Uma pá de disparo de ferro doce fixada ao veio do distribuidor está posicionada de forma a passar entre os pólos do íman.
    • Isto desvia o campo magnético e reduz a tensão de Hall praticamente para zero Fig 18.
    • À medida que a palheta passa pelo sensor, o disparador de Hall é "ligado" quando se encontra em frente a uma abertura (1 e 2) e "desligado" quando não existe abertura (3 e 4).

    Fig 18

     

    Interruptor da posição da borboleta do acelerador - Fig 19

    • O conjunto do interruptor da borboleta do acelerador é montado no corpo da borboleta do acelerador e é fixado ao eixo da válvula do acelerador. Incorpora um interruptor de ralenti e um interruptor de borboleta completamente aberta.

    Fig 19

    1. Interruptor de borboleta completamente aberta
    2. Eixo da borboleta do acelerador
    3. Interruptor de ralenti

    Funcionamento

    • O interruptor de ralenti regula o corte de combustível em desaceleração e o interruptor de borboleta completamente aberta informa o módulo de controlo do motor de que deve enriquecer a mistura para aceleração máxima.

    Sensor da posição da borboleta do acelerador - Fig 20

    • Usado como alternativa ao interruptor da borboleta do acelerador, o sensor da posição da borboleta é uma resistência variável (potenciómetro) ligada ao eixo da válvula do acelerador.
    • No caso dos sistemas de injecção monoponto, a carga pode ser detectada através deste sensor, tornando-se desta forma desnecessário um sensor de pressão absoluta no colector.

    Fig 20

    1. Eixo da borboleta do acelerador
    2. Contacto deslizante
    3. Pistas de resistência

    Funcionamento

    • É abastecido com uma tensão de referência e o sinal de tensão de saída é usado pelo módulo de controlo do motor para interpretar a posição exacta da borboleta do acelerador.

    Válvulas

    Válvula de purga do depósito do sistema de controlo das emissões de vapor de combustível - Fig 21

    • A poluição atmosférica pode ser reduzida com a montagem do sistema de controlo das emissões de vapor de combustível.
    • Quando o motor é desligado, o vapor de combustível proveniente do depósito é guardado num filtro de carvão.

    Fig 21

    1. Entrada de vapor
    2. Válvula unidireccional
    3. Solenóide
    4. Saída de vapor

    Funcionamento

    • Quando o motor se aproxima da temperatura normal de funcionamento, a válvula solenóide no filtro de carvão abre-se, permitindo que o vapor de combustível ser extraído do filtro de carvão para o colector de admissão.

    Válvula da recirculação dos gases de escape - Fig 22

    • A fim de reduzir o teor de óxidos de azoto nos gases de escape, é possível reenviar uma percentagem dos gases de escape para o colector de admissão quando o motor se encontra em carga plena.

    Funcionamento

    • A válvula da recirculação dos gases de escape é accionada mecanicamente ou por vácuo e controla o caudal de gases de escape que entra no colector de admissão.

    Fig 22

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