Injeção eletrônica e / ou mecânica
Num sistema de carburador, o ar aspira a gasolina, sendo a mistura resultante distribuída pelos cilindros. Num sistema de injeção, a gasolina é introduzida sob pressão – por meio de pequenos injetores, um para cada cilindro -, impulsionada por uma bomba mecânica ou elétrica.
Os injetores encontram-se nos dutos de admissão, muito próximo das válvulas de admissão. Embora a quantidade de combustível injetada e o tempo de injeção variem com o tipo de sistema utilizado, a dosagem do combustível deve ser de grande precisão.
No sistema de injeção verifica-se uma perfeita atomização do combustível, que permite a sua distribuição ideal se o volume de ar que penetra em cada em cada cilindro for o mesmo.
Neste sistema, o fluxo de ar encontra menos obstáculos do que no sistema de carburador, já que no primeiro não existe difusor. O coletor de admissão, no sistema de injeção, apenas conduz o ar e não intervém na mistura da gasolina podendo, portanto, ter um formato que lhe permita dificultar o mínimo possível o fluxo de ar, sem necessidade de criar um foco de calor.
A injeção do combustível aumenta a potência do motor e a aceleração e pode reduzir o consumo de combustível, uma vez que a distribuição da mistura se torna mais eficaz. O motor responde mais rapidamente à aceleração devido ao curto espaço de tempo que serve como mediador entre o movimento do acelerador e a injeção do combustível.
As desvantagens do sistema de injeção residem no seu elevado custo (maior que o do sistema de carburadores) e no fato de sua assistência, embora raramente necessária, ter de ser prestada por um especialista.
No Brasil ela apareceu em 1989 no Gol GTI e hoje equipa todos os carros produzidos no Brasil. O carburador drena combustível baseado na demanda do vácuo. Baixo vácuo - mais combustível. Alto vácuo - menos combustível. A mistura da razão ar/combustível muda conforme a mudança da borboleta do carburador que regula o fluxo de ar. Ao se fechar a borboleta do carburador, há uma diminuição da razão ar/combustível pelo fato da queda do fluxo de ar e simultaneamente do aumento de vácuo. Este sistema funcionou bem por vários anos, mas a falta de um sistema de controle preciso de combustível para os motores modernos passou a ser um probelma.
Os sistemas de injeção eletrônica de combustível possuem um microprocessador eletrônico(módulo de injeção) que é responsável pelo controle de todo o sistema. O módulo analisa as informações vindas dos vários sensores distribuídos pelo motor, processa e retorna ações de controle nos diversos atuadores, de modo a manter o motor em boas condições de consumo, desempenho, dirigibilidade e emissões de poluentes.
Alguns sistemas “avisam” o motorista se há defeito em algum sensor ou atuador do sistema de injeção eletrônica. Os defeitos apresentados ficam armazenados na memória do computador (apenas no caso de injeções digitais) para posterior verificação com equipamentos apropriados. Alguns sistemas possuem ainda estratégia de atualização de parâmetros, permitindo a correção automática dos principais parâmetros (tempo de injeção, avanço da ignição, marcha-lenta, etc.) em função de variações como: envelhecimento do motor, qualidade do combustível e forma de condução do veículo. Os sistemas de injeção eletrônica oferecem uma série de vantagens em relação ao carburador:
Existem várias técnicas de medida de massa de ar:
O volume de combustível injetado depende do tempo durante o qual o solenóide mantém o injetor aberto. Este tempo, por sua vez, depende do sinal que o solenóide recebe do modulo de injeção eletrônica.
Este módulo está ligado a uma série de dispositivos sensíveis que atuam segundo as diversas condições do motor, tais como a pressão do ar no coletor de admissão, as temperaturas do ar, do líquido de arrefecimento e posição do acelerador ou borboleta.
Os dispositivos sensíveis permitem ao módulo determinar instantaneamente o momento de abertura dos injetores. Para simplificar o sistema, os injetores abrem imediatamente antes da abertura das válvulas de admissão, o que reduz a quantidade de dispositivos necessários para os acionar.
O volume de combustível injetado depende do tempo durante o qual o solenóide mantém o injetor aberto. Este tempo, por sua vez, depende do sinal que o solenóide recebe do modulo de injeção eletrônica.
Este módulo está ligado a uma série de dispositivos sensíveis que atuam segundo as diversas condições do motor, tais como a pressão do ar no coletor de admissão, as temperaturas do ar, do líquido de arrefecimento e posição do acelerador ou borboleta.
Os dispositivos sensíveis permitem ao módulo determinar instantaneamente o momento de abertura dos injetores. Para simplificar o sistema, os injetores abrem imediatamente antes da abertura das válvulas de admissão, o que reduz a quantidade de dispositivos necessários para os acionar.
O sensor de oxigênio gera voltagem própria, acima dos 300 graus centígrados, na maioria dos casos a tensão varia entre 0 e 1000 mV. O módulo de injeção aumenta ou diminui o tamanho do pulso da injeção de combustível através da tensão do sensor de oxigênio.
Um simples fio do sensor de oxigênio é aterrado no escapamento, logo depois do coletor do escapamento.
Nos casos de dois fios o sensor recebe um terra próprio.
O sensor de oxigênio é constituído pôr um corpo cerâmico à base de zircônio recoberto por uma pequena camada de platina, fechada em uma extremidade e colocada em um tubo protetor e alojado em um corpo metálico, que fornece uma posterior proteção e ainda permite a montagem no coletor de escape.
A parte externa do elemento de zircônio encontra-se exposta ao fluxo abrasador dos gases de escapamento, enquanto a parte interna está em comunicação com o ar ambiente onde a taxa de oxigênio na atmosfera é sempre igual a 21%.
O funcionamento do sensor de oxigênio pode ser comparado a um elemento galvânico (placas positivas e negativas imersas em solução ácida ou bateria, que fornece uma tensão); no caso do sensor de oxigênio, um elétrodo positivo interno cerâmico (eletrólito estacionário), fornece uma tensão em função da diferença de oxigênio que existe entre eles.
Portanto, na passagem da mistura rica para a pobre, ou vice versa, por causa desta oxidação catalítica (devido à presença de platina que age como catalisador e da temperatura que deve ser superior à 300 graus centígrados) os ions de oxigênio, existentes no material cerâmico (elemento estacionário), podem-se condensar em quantidades mais ou menos elevadas no elétrodo negativo dando origem a uma variação de tensão que, enviada ao módulo de injeção, lhe permite variar os tempos de abertura dos bicos de injeção de forma tal a manter o teor da mistura através de empobrecimento ou enriquecimento o mais próximo possível do teor estequiométrico.
Em 1990, foi inventado o sensor de oxigênio aquecido. Neste sensor são usados três fios, um terra para sonda, um sinal de tensão para o módulo e no último uma tensão para o aquecimento, que é feito por uma resistência , já que o sensor não funciona abaixo de 300 graus centígrados.
No caso de sensores com quatro fios o quarto passa a ser o terra
Nos veículos mais novos com sistemas mais modernos de OBD II e sistemas de controle de poluentes mais rígidos, usam dois sensores de oxigênio, o segundo após o catalisador para monitoramento da eficiência do conversor catalítico (catalisador).
Com o sensor frio ocorre um natural empobrecimento da mistura-combustível determinado por:
Alguns sistemas usam o sensor de temperatura do ar e de pressão absoluta, integrados, ou seja, na mesma peça; para isso é acrescentado um fio que retorna ao módulo de injeção, a variação do sinal de pressão absoluta. Seus valores de leitura executados pelo módulo de injeção são utilizados no cálculo do tempo de abertura dos bicos injetores e avanço de ignição.
Também chamado de MAP, Manofold Absolute Pressure, está alojado no compartimento do motor e é ligado ao coletor de admissão através de um tubo de borracha, na maioria dos sistemas, o elemento sensível do sensor de pressão absoluta é constituído de uma membrana de material cerâmico. É composto de duas câmaras, separadas pelo diafragma cerâmico, uma delas fechada à vácuo e a outra exposta à pressão do coletor. O sinal derivado da deformação que sofre a membrana, antes de ser enviado ao módulo de injeção eletrônica, é amplificado por um circuito eletrônico alojado junto à membrana cerâmica. O sensor de pressão absoluta tem como função informar o módulo de injeção eletrônica a pressão absoluta na qual se encontra o coletor de admissão, valor este determinado pela rotação do motor e pela posição da borboleta de aceleração. A pressão absoluta, mais as informações dos demais sensores do sistema, vão determinar a correta proporção ar/combustível e o avanço de ignição. Este sensor em alguns sistemas também define a altitude em relação ao nível do mar que o veiculo se encontra. Sendo que, na primeira partida ou seja com o motor parado a depressã o do coletor de admissão é a mesma do que do ar, definindo a altitude. Esta informação é importante para o calculo da injeção, visto que quanto mais alta for a altitude em relação ao nível do mar, mais ar raro efeito encontramos.
O sensor de posição da borboleta é um potenciômetro rotativo que encontra-se ligado ao eixo da borboleta que o movimenta.
O sensor de posição da borboleta é alimentado pelo módulo de injeção com uma tensão (volts) de referência, cuja saída varia de acordo com a posição da borboleta (demanda do motorista).
Os valores de tensão de saída podem variar no tipo de injeção aplicada ao veículo. O módulo de injeção utiliza esta voltagem para relacionar o ângulo da borboleta de aceleração para o cáculo da quantidade de combustível requerida pelo motor. Com a borboleta fechada, a voltagem que retorna ao módulo é baixa, aumentando na medida em que a borboleta se abre
A posição da borboleta é muito importante para permitir o cálculo da rotação de marcha-lenta, avanço no ponto da ignição e quantidade de combustível a ser injetada. O módulo de injeção detecta a posição da borboleta em todo o seu percurso, através da tensão recebida de variação de voltagem.
O ar admitido irá passar pelos dois fios e os dois serão resfriados; o circuito de controle fornecerá uma tensão para manter o fio quente na temperatura diferencial de 200°C. Este cria um sinal de tensão monitorizado pelo módulo de injeção. Com um grande fluxo de ar e com o fio resfriado, tem-se um sinal de nível alto. O resfriamento depende da massa de ar que passa no coletor de admissão.
O sinal do sensor de fluxo de ar é usado pelo módulo de injeção para o cálculo da quantidade de ar que entra no coletor admissão para o motor e conseqüentemente a quantidade do combustível a ser injetado.
Quando ocorre a detonação, são geradas vibrações situadas em uma faixa de freqüência sonora especifica.
Sendo o sensor de detonação constituído de um elemento piezoelétrico, consegue identificar esta freqüência sonora especifica e informa o módulo de injeção eletrônico a ocorrência da detonação no motor.
No momento que o módulo de injeção eletrônico recebe este sinal, inicia imediatamente um processo de redução gradual do avanço de ignição.
Após o término da detonação, o sistema restabelece o valor de avanço de ignição calibrado em cada tipo de injeção e motor. Nos sensores piezoelétricos, quando os materiais são submetidos a um esforço mecânico, surge uma polarização elétrica no cristal que os compõe e suas faces tornam-se eletricamente carregadas; a polaridade dessas cargas é invertida, caso a compressão seja convertida em tensão mecânica. Em contra partida, a aplicação de um campo elétrico ao material faz com que ele se expanda ou contraia, de acordo com a polaridade do campo.
Este é o princípio de operação dos sensores piezoelétricos, cuja a importância reside no acoplamento entre as energias elétrica e mecânica – sendo muito utilizados, portanto em cápsulas fonográficas, alto falantes e microfones.
Se o veículo se movimenta a uma velocidade relativamente baixa, o sensor produz um sinal de baixa freqüência. À medida que a velocidade aumenta, o sensor gera um sinal de freqüência maior.
O módulo de injeção utiliza a freqüência do sinal gerado do sensor de velocidade para: identificar o veiculo parado ou em movimento, enriquecimento do combustível durante a aceleração, corte do combustível (cut-off), controle da rotação em marcha lenta, permite em alguns tipos de injeção que o ventilador do radiador seja desligado em velocidades elevadas, acionar a embreagem do conversor de torque em veículos equipados com transmissão automática. Ainda atua na luz indicativa de mudança de marchas nos veículos equipados com esse dispositivo e transmissão manual e computador de bordo para cálculos de distancia, consumo e etc.
O sensor de velocidade na sua grande maioria é um sensor magnético do tipo hall.
O sensor hall identifica a posição do virabrequim e envia esta informação ao módulo de injeção eletrônico, em forma de sinal retangular. O sinal retangular do sensor hall é utilizado pelo módulo de injeção eletrônica para a determinação do ângulo de ignição com base nas rotações. Sem este sinal de referência não é possível regular com precisão o ponto da ignição.
O funcionamento do sensor hall é em base muito parecido com o sensor de proximidade, porém nele se faz-se uso de uma célula de efeito hall como detector das variações de campo magnético. Estes detectores nunca são passivos, necessitando de alimentação para seu funcionamento.
Em alguns casos, o detector de efeito hall não incorpora os imãs criadores de campo, mas é utilizado com um atuador com magnetismo permanente.
Com a rotação do motor, os dentes da roda dentada ou ressaltos, passam de fronte ao sensor e este, por sua vez, fornece um sinal de tensão ao módulo de injeção a cada passagem dos dentes ou ressaltos.
O sensor de rotação também pode ser chamado de detector indutivo sensível a materiais ferromagnéticos com bobina ou até sensor magnético.
Como seu nome indica, este detector de proximidade somente age ante a presença de materiais ferromagnéticos. Em todos eles faz-se o uso de um campo magnético estático (geralmente produzido por ímãs permanentes incorporados no próprio detector) conduzido por um caminho de elevada relutância (geralmente o ar) que é modificada pela presença de material ferromagnético a detectar.
Alguns destes sensores são montados à frente do motor, na polia e outros são montados sobre o volante do motor, ou seja, na traseira e todos com o mesmo fim, identificar a posição angular relativa do virabrequim.
Este sensor pode ser, em alguns tipos de injeção, do tipo hall ou de proximidade e sua aplicação tem o objetivo de informar ao módulo de injeção eletrônica, a posição do eixo do comando de válvulas, de forma a identificar quando o pistão número um está no ciclo de compressão; um sinal então é enviado ao módulo de injeção, que é utilizado para sincronizar os injetores de combustível.
Imediatamente após levantar uma anomalia, ativa o procedimento de “emergência”, memoriza o inconveniente na memória RAM e substitui o valor do sensor defeituoso por um valor substituto constante./p>
Faz posteriores controles em tempos extremamente pequenos (milisegundos) ao final dos quais transfere o inconveniente para a memória EPROM, confirma ou varia a valor substituto constante de modo tal a permitir o funcionamento do motor. Habilita, portanto, o acendimento da lâmpada de advertência no painel de instrumentos.
O módulo de injeção, em caso de anomalia, não permanente (intermitente), abandona o funcionamento de emergência e, depois de alguns segundos, retoma em consideração o sinal proveniente do sensor em questão e comanda o apagamento da lâmpada de advertência, retendo porém na memória a informação de defeito ocorrido.
O sistema anula os defeitos memorizados imediatamente após o contador de partidas superar um certo numero de partidas a contar da última que se verificou o defeito.
Se o motor estiver em funcionamento e a lâmpada de advertência acender, sabemos que o sistema de injeção apresentou alguma falha e ai para o diagnostico e reparo do sistema é necessário um equipamento que é conectado ao terminal de diagnóstico do veículo.
Aqui no Brasil, os fabricantes posicionam o conector nos mais variados lugares do veículo, já que não existe uma padronização para o conector em si, onde cada fabricante utiliza os mais diversos tipos e formatos de conectores.>
Nos Estados UNidos o conector de diagnósticos era chamado de ALDL (assembly line diagnostic link) ou OBD (on bord diagnostic) mas depois da padronização por legislação, passou a ser chamado de OBD II e é igual em todos os veículos fabricados nos EUA, além de ser padrão, o posicionamento do mesmo deve ser no máximo à 30 centímetros do centro do painel do veículo.
È através deste conector que são feitas as leituras dos defeitos que ficam armazenados na memória do módulo de injeção eletrônica e também outros sistemas do veículo.
Outra função importante é o controle da ignição, em certos sistemas controlados por um módulo de potência. As informações de estado do motor, recebidas dos sensores, são processadas pelo módulo de injeção eletrônica que aciona os atuadores de controle de combustível, do ar da marcha lenta e etc.
No regulador de pressão do multipoint, um lado do diafragma detecta a pressão do combustível e o outro está conectado ao vácuo do coletor de admissão. A pressão é estabilizada por uma mola pré calibrada aplicada ao diafragma. O equilíbrio de um lado do diafragma com o vácuo do coletor mantém uma pressão constante nos injetores. A pressão é alta quando o vácuo do motor é baixo. O excesso de combustível gerado pela bomba é desviado pelo regulador e retorna ao tanque pela linha de retorno de combustível.
No regulador do monoponto o funcionamento é da mesma forma, somente não é usado o vácuo do motor em alguns tipos de injeção eletrônica. Por isso a pressão é somente exercida contra a tensão pré fixada da mola reguladora.
Bico injetor
O injetor de combustível é um dispositivo eletromagnético, tipo solenóide on-off que contém um solenóide que, ao receber um sinal elétrico do módulo de injeção eletrônica, empurra o êmbolo ou núcleo para cima. Isto permite que uma válvula, pressionada por uma mola, se desloque de sua sede permitindo que o combustível seja pulverizado ou atomizado no coletor de admissão.
O volume de combustível injetado é proporcional ao tempo de abertura da válvula.
A válvula atuadora de marcha lenta também conhecida por IAC (idle air control valve), nos sistemas multipoint de injeção eletrônica, em muitos, casos utiliza um solenóide ao invés de um motor, mas seu funcionamento se restringe ao mesmo - controlar a quantidade de ar desviado antes da borboleta de aceleração para depois da borboleta, controlando assim a marcha lenta do motor. O módulo de injeção eletrônica também utiliza a válvula para controlar a marcha lenta acelerada com o motor frio para um rápido aquecimento.
Os vapores de combustível são reutilizados na admissão no motor, através do funcionamento da válvula do canister que é controlada pelo modulo de injeção eletrônica.
Em alguns tipos de injeção eletrônica a válvula também é chamada de solenóide de purga do canister.
No cilindro existem orifícios dispostos radialmente que permitem a comunicação com o seu interior, onde uma lançadeira se move entre dois batentes, um fixo e o outro ajustável.
Como o cilindro gira a metade do número de rotações do motor, os seus orifícios alinham-se com a entrada do combustível e permitem que a pressão deste empurre a lançadeira de um lado para outro, entre dois batentes, fornecendo o combustível alternadamente a cada injetor. A posição do batente ajustável é determinada por um excêntrico acionado pela depressão do coletor do motor, que resulta na variação do curso máximo de lançadeiras e, portanto, na quantidade de combustível injetado.
À partir do distribuidor/dosador, o combustível é fornecido alternadamente a cada injetor no preciso momento e em quantidades cuidadosamente reguladas.
Num sistema de carburador, o ar aspira a gasolina, sendo a mistura resultante distribuída pelos cilindros. Num sistema de injeção, a gasolina é introduzida sob pressão – por meio de pequenos injetores, um para cada cilindro -, impulsionada por uma bomba mecânica ou elétrica.
Os injetores encontram-se nos dutos de admissão, muito próximo das válvulas de admissão. Embora a quantidade de combustível injetada e o tempo de injeção variem com o tipo de sistema utilizado, a dosagem do combustível deve ser de grande precisão.
No sistema de injeção verifica-se uma perfeita atomização do combustível, que permite a sua distribuição ideal se o volume de ar que penetra em cada em cada cilindro for o mesmo.
Neste sistema, o fluxo de ar encontra menos obstáculos do que no sistema de carburador, já que no primeiro não existe difusor. O coletor de admissão, no sistema de injeção, apenas conduz o ar e não intervém na mistura da gasolina podendo, portanto, ter um formato que lhe permita dificultar o mínimo possível o fluxo de ar, sem necessidade de criar um foco de calor.
A injeção do combustível aumenta a potência do motor e a aceleração e pode reduzir o consumo de combustível, uma vez que a distribuição da mistura se torna mais eficaz. O motor responde mais rapidamente à aceleração devido ao curto espaço de tempo que serve como mediador entre o movimento do acelerador e a injeção do combustível.
As desvantagens do sistema de injeção residem no seu elevado custo (maior que o do sistema de carburadores) e no fato de sua assistência, embora raramente necessária, ter de ser prestada por um especialista.
Injeção Eletrônica
A injeção eletrônica foi inventada em 1912 pela Robert Bosch e colocada em linha de produção nos Estados Unidos em 1957 pela Chevrolet mais precisamente no Corvette. Apesar de oferecer mais performance e economia de combustível, foi deixada de lado pelos fabricantes por economia e credibilidade. Quando o governo americano começou a estabelecer limites de eficiência, níveis máximos de emissão de poluentes e a avançada tecnologia eletrônica, os fabricantes de veículos começaram a olhar mais de perto a injeção eletrônica.No Brasil ela apareceu em 1989 no Gol GTI e hoje equipa todos os carros produzidos no Brasil. O carburador drena combustível baseado na demanda do vácuo. Baixo vácuo - mais combustível. Alto vácuo - menos combustível. A mistura da razão ar/combustível muda conforme a mudança da borboleta do carburador que regula o fluxo de ar. Ao se fechar a borboleta do carburador, há uma diminuição da razão ar/combustível pelo fato da queda do fluxo de ar e simultaneamente do aumento de vácuo. Este sistema funcionou bem por vários anos, mas a falta de um sistema de controle preciso de combustível para os motores modernos passou a ser um probelma.
Os sistemas de injeção eletrônica de combustível possuem um microprocessador eletrônico(módulo de injeção) que é responsável pelo controle de todo o sistema. O módulo analisa as informações vindas dos vários sensores distribuídos pelo motor, processa e retorna ações de controle nos diversos atuadores, de modo a manter o motor em boas condições de consumo, desempenho, dirigibilidade e emissões de poluentes.
Alguns sistemas “avisam” o motorista se há defeito em algum sensor ou atuador do sistema de injeção eletrônica. Os defeitos apresentados ficam armazenados na memória do computador (apenas no caso de injeções digitais) para posterior verificação com equipamentos apropriados. Alguns sistemas possuem ainda estratégia de atualização de parâmetros, permitindo a correção automática dos principais parâmetros (tempo de injeção, avanço da ignição, marcha-lenta, etc.) em função de variações como: envelhecimento do motor, qualidade do combustível e forma de condução do veículo. Os sistemas de injeção eletrônica oferecem uma série de vantagens em relação ao carburador:
- Melhor atomização do combustível (injeção sob pressão);
- Redução do efeito “retorno de chama” no coletor de admissão;
- Controle da mistura (relação ar/combustível);
- Redução da emissão de gases poluentes pelo motor;
- Eliminação de ajuste de marcha lenta e mistura;
- Maior economia de combustível;
- Eliminação do afogador;
- Facilidade de partidas a quente e frio do motor;
- Melhor dirigibilidade;
Tipos de injeção eletrônica de combustível
Podemos classificar os sistemas de injeção eletrônica quanto ao número de válvulas injetoras e quanto ao sistema eletrônico empregado. Em relação ao sistema eletrônico, encontramos basicamente dois tipos:- Sistema analógico;
- Sistema digital
- Com apenas uma válvula injetora de combustível (single point, EFI )
- Com várias válvulas injetoras (multipoint, MPFI )
- Não sequencial (quando todas válvulas injetam ao mesmo tempo)
- Semi-sequencial (quando algumas válvulas injetam ao mesmo tempo que outras)
- Sequencial (quando cada válvula injeta num momento diferente das outras)
Existem várias técnicas de medida de massa de ar:
- Utilizando o medidor de fluxo de ar (LMM);
- “Speed density” (velocidade/densidade)- utilizando a rotação e o vácuo do motor (MAP)
- utilizando o medidor de massa de ar – o sensor é um fio metálico aquecido (técnica de “fio quente”).
Sensores
A bomba de gasolina aspira do tanque um volume de combustível superior ao que é necessário para injeção. A bomba se localiza dentro do tanque, no módulo de combustível ou em certos tipos de sistemas de injeção fora do tanque, mas próximo ao mesmo. O combustível aspirado pela bomba em excesso retorna ao tanque através de um regulador de pressão. Os injetores ou injetores com o combustível sob pressão, se mantêm fechados sob a ação de molas e são abertos por solenóides. 
Este módulo está ligado a uma série de dispositivos sensíveis que atuam segundo as diversas condições do motor, tais como a pressão do ar no coletor de admissão, as temperaturas do ar, do líquido de arrefecimento e posição do acelerador ou borboleta.
Os dispositivos sensíveis permitem ao módulo determinar instantaneamente o momento de abertura dos injetores. Para simplificar o sistema, os injetores abrem imediatamente antes da abertura das válvulas de admissão, o que reduz a quantidade de dispositivos necessários para os acionar.
O volume de combustível injetado depende do tempo durante o qual o solenóide mantém o injetor aberto. Este tempo, por sua vez, depende do sinal que o solenóide recebe do modulo de injeção eletrônica.
Este módulo está ligado a uma série de dispositivos sensíveis que atuam segundo as diversas condições do motor, tais como a pressão do ar no coletor de admissão, as temperaturas do ar, do líquido de arrefecimento e posição do acelerador ou borboleta.
Os dispositivos sensíveis permitem ao módulo determinar instantaneamente o momento de abertura dos injetores. Para simplificar o sistema, os injetores abrem imediatamente antes da abertura das válvulas de admissão, o que reduz a quantidade de dispositivos necessários para os acionar.
Sensor de oxigênio
O sensor de oxigênio também chamado de sonda lambda, sensor estequiométrico, sensor do escapamento é parte integral do sistema de controle de emissões de poluentes.O sensor de oxigênio gera voltagem própria, acima dos 300 graus centígrados, na maioria dos casos a tensão varia entre 0 e 1000 mV. O módulo de injeção aumenta ou diminui o tamanho do pulso da injeção de combustível através da tensão do sensor de oxigênio.
Um simples fio do sensor de oxigênio é aterrado no escapamento, logo depois do coletor do escapamento.
Operação open loop (circuito aberto)
Quando um motor tem sua primeira partida e a rotação está abaixo do seu valor pré determinado na memória do modulo de injeção, o sistema vai para malha aberta (open loop) e ignora o sensor de oxigênio. Esta operação também é chamada de fase de aquecimento.Operação closed loop (circuito fechado)
Quando os valores de closed loop forem alcançados neste modo de injeção, o módulo passa a calcular a mistura ar combustível em tempo real, baseada no sensor de oxigênio e através do tempo de abertura dos bicos injetores, o que permite uma mistura muito próxima à mistura estequiométrica.O sensor de oxigênio é constituído pôr um corpo cerâmico à base de zircônio recoberto por uma pequena camada de platina, fechada em uma extremidade e colocada em um tubo protetor e alojado em um corpo metálico, que fornece uma posterior proteção e ainda permite a montagem no coletor de escape.
A parte externa do elemento de zircônio encontra-se exposta ao fluxo abrasador dos gases de escapamento, enquanto a parte interna está em comunicação com o ar ambiente onde a taxa de oxigênio na atmosfera é sempre igual a 21%.
O funcionamento do sensor de oxigênio pode ser comparado a um elemento galvânico (placas positivas e negativas imersas em solução ácida ou bateria, que fornece uma tensão); no caso do sensor de oxigênio, um elétrodo positivo interno cerâmico (eletrólito estacionário), fornece uma tensão em função da diferença de oxigênio que existe entre eles.
Portanto, na passagem da mistura rica para a pobre, ou vice versa, por causa desta oxidação catalítica (devido à presença de platina que age como catalisador e da temperatura que deve ser superior à 300 graus centígrados) os ions de oxigênio, existentes no material cerâmico (elemento estacionário), podem-se condensar em quantidades mais ou menos elevadas no elétrodo negativo dando origem a uma variação de tensão que, enviada ao módulo de injeção, lhe permite variar os tempos de abertura dos bicos de injeção de forma tal a manter o teor da mistura através de empobrecimento ou enriquecimento o mais próximo possível do teor estequiométrico.
Em 1990, foi inventado o sensor de oxigênio aquecido. Neste sensor são usados três fios, um terra para sonda, um sinal de tensão para o módulo e no último uma tensão para o aquecimento, que é feito por uma resistência , já que o sensor não funciona abaixo de 300 graus centígrados.
No caso de sensores com quatro fios o quarto passa a ser o terra
Nos veículos mais novos com sistemas mais modernos de OBD II e sistemas de controle de poluentes mais rígidos, usam dois sensores de oxigênio, o segundo após o catalisador para monitoramento da eficiência do conversor catalítico (catalisador).
Sensor de temperatura do líquido de arrefecimento
- baixas temperaturas;
- A má turbulência que as partículas de combustível tem em uma reduzida evaporação do combustível e forte condensação nas paredes internas do coletor de admissão.
Sensor de temperatura do ar
A medição da temperatura do ar aspirado pelo motor é feita pelo sensor de temperatura colocado antes do corpo de borboletas. Normalmente são usados dois fios; um que vem tensão do módulo de injeção e outro de retorno ou referência. O sensor de temperatura é composto por um termistor do tipo NTC (Negative Temperature Coefficient) quanto maior a temperatura menor a resistência elétrica. O sinal elétrico é enviado ao módulo de injeção onde, juntamente com o sinal do sensor de pressão absoluta, é utilizado para o cálculo de densidade do ar.Sensor de pressão absoluta
Sensor de posição da borboleta
O sensor de posição da borboleta é alimentado pelo módulo de injeção com uma tensão (volts) de referência, cuja saída varia de acordo com a posição da borboleta (demanda do motorista).
Os valores de tensão de saída podem variar no tipo de injeção aplicada ao veículo. O módulo de injeção utiliza esta voltagem para relacionar o ângulo da borboleta de aceleração para o cáculo da quantidade de combustível requerida pelo motor. Com a borboleta fechada, a voltagem que retorna ao módulo é baixa, aumentando na medida em que a borboleta se abre
A posição da borboleta é muito importante para permitir o cálculo da rotação de marcha-lenta, avanço no ponto da ignição e quantidade de combustível a ser injetada. O módulo de injeção detecta a posição da borboleta em todo o seu percurso, através da tensão recebida de variação de voltagem.
Sensor de fluxo de ar
O sensor de fluxo de massa de ar (MAF) utiliza um fio aquecido, sensível, para medir a quantidade de ar admitido pelo motor. O ar que passa pelo fio aquecido provoca o resfriamento do mesmo. Esse fio aquecido é mantido a 200°C acima da temperatura ambiente, medida por um fio constantemente frio. O fio que mede a temperatura ambiente é também conhecido como “cold wire“ porque não é aquecido. Temperatura ambiente significa a temperatura em torno deste sensor. O fio frio serve como referência à temperatura ambiente. O fio quente também chamado de “hot wire” é aquecido pelo circuito do MAF a 200ºC acima da temperatura ambiente. Se a temperatura ambiente for 0°C o fio quente será aquecido a 200°C. Se o dia estiver quente cerca de 40°C o fio quente será aquecido até 240°C. Sensor de detonação
O sensor de detonação está situado junto ao bloco do motor em sua parte inferior.Quando ocorre a detonação, são geradas vibrações situadas em uma faixa de freqüência sonora especifica.Sendo o sensor de detonação constituído de um elemento piezoelétrico, consegue identificar esta freqüência sonora especifica e informa o módulo de injeção eletrônico a ocorrência da detonação no motor.
No momento que o módulo de injeção eletrônico recebe este sinal, inicia imediatamente um processo de redução gradual do avanço de ignição.
Após o término da detonação, o sistema restabelece o valor de avanço de ignição calibrado em cada tipo de injeção e motor. Nos sensores piezoelétricos, quando os materiais são submetidos a um esforço mecânico, surge uma polarização elétrica no cristal que os compõe e suas faces tornam-se eletricamente carregadas; a polaridade dessas cargas é invertida, caso a compressão seja convertida em tensão mecânica. Em contra partida, a aplicação de um campo elétrico ao material faz com que ele se expanda ou contraia, de acordo com a polaridade do campo.
Este é o princípio de operação dos sensores piezoelétricos, cuja a importância reside no acoplamento entre as energias elétrica e mecânica – sendo muito utilizados, portanto em cápsulas fonográficas, alto falantes e microfones.
Sensor de velocidade
O sensor de velocidade, também chamado de VSS, ou seja, velocity speed sensor, fornece um sinal com forma de onda cuja freqüência é proporcional à velocidade do veículo.Normalmente o sensor é montado no câmbio do veículo.Se o veículo se movimenta a uma velocidade relativamente baixa, o sensor produz um sinal de baixa freqüência. À medida que a velocidade aumenta, o sensor gera um sinal de freqüência maior.
O sensor de velocidade na sua grande maioria é um sensor magnético do tipo hall.
Sensor de fase (HALL)
Alguns sistemas de injeção mantêm o sensor de fase ou sensor hall, para enviar o sinal ao modulo de injeção eletrônica, sobre a posição e a rotação do virabrequim. Na grande maioria dos sistemas, que utilizam o sensor hall, o posicionamento é dentro do distribuidor de ignição, diretamente acoplado ao eixo do distribuidor.O sensor hall identifica a posição do virabrequim e envia esta informação ao módulo de injeção eletrônico, em forma de sinal retangular. O sinal retangular do sensor hall é utilizado pelo módulo de injeção eletrônica para a determinação do ângulo de ignição com base nas rotações. Sem este sinal de referência não é possível regular com precisão o ponto da ignição.
O funcionamento do sensor hall é em base muito parecido com o sensor de proximidade, porém nele se faz-se uso de uma célula de efeito hall como detector das variações de campo magnético. Estes detectores nunca são passivos, necessitando de alimentação para seu funcionamento.
Em alguns casos, o detector de efeito hall não incorpora os imãs criadores de campo, mas é utilizado com um atuador com magnetismo permanente.
Sensor de rotação do virabrequim
O sensor de rotação tem como função fornecer ao módulo de injeção um sinal elétrico o qual possibilita a sincronização do sistema (tempo de injeção, avanço de ignição e outros parâmetros) com o ponto morto superior do motor. O sinal gerado pelo sensor é obtido através da variação do fluxo magnético.Com a rotação do motor, os dentes da roda dentada ou ressaltos, passam de fronte ao sensor e este, por sua vez, fornece um sinal de tensão ao módulo de injeção a cada passagem dos dentes ou ressaltos.
Como seu nome indica, este detector de proximidade somente age ante a presença de materiais ferromagnéticos. Em todos eles faz-se o uso de um campo magnético estático (geralmente produzido por ímãs permanentes incorporados no próprio detector) conduzido por um caminho de elevada relutância (geralmente o ar) que é modificada pela presença de material ferromagnético a detectar.
Alguns destes sensores são montados à frente do motor, na polia e outros são montados sobre o volante do motor, ou seja, na traseira e todos com o mesmo fim, identificar a posição angular relativa do virabrequim.
Sensor de rotação do eixo comando de válvulas
Nos sistemas de injeção multipoint e seqüenciais, ou seja, em que em que exista um bico injetor para cada cilindro e a injeção é feita seqüencialmente, efetuada uma vez por cilindro, o sistema utiliza um sensor de fase que é montado em um dos eixos do comando de válvulas do motor, no cabeçote.Módulo
O módulo de injeção, durante o funcionamento do motor, elabora os dados de chegada dos circuitos periféricos (sensores) e os compara com os existentes no arquivo da memória EPROM. Faz posteriores controles em tempos extremamente pequenos (milisegundos) ao final dos quais transfere o inconveniente para a memória EPROM, confirma ou varia a valor substituto constante de modo tal a permitir o funcionamento do motor. Habilita, portanto, o acendimento da lâmpada de advertência no painel de instrumentos.
O módulo de injeção, em caso de anomalia, não permanente (intermitente), abandona o funcionamento de emergência e, depois de alguns segundos, retoma em consideração o sinal proveniente do sensor em questão e comanda o apagamento da lâmpada de advertência, retendo porém na memória a informação de defeito ocorrido.
O sistema anula os defeitos memorizados imediatamente após o contador de partidas superar um certo numero de partidas a contar da última que se verificou o defeito.
Conector de diagnóstico
A lâmpada de advertência da injeção funciona da mesma maneira que as luzes de advertência de pressão de óleo ou bateria, ou seja, deve acender ao ser ligado o contato de ignição da chave do veículo e deve apagar alguns segundos após.Se o motor estiver em funcionamento e a lâmpada de advertência acender, sabemos que o sistema de injeção apresentou alguma falha e ai para o diagnostico e reparo do sistema é necessário um equipamento que é conectado ao terminal de diagnóstico do veículo.
Aqui no Brasil, os fabricantes posicionam o conector nos mais variados lugares do veículo, já que não existe uma padronização para o conector em si, onde cada fabricante utiliza os mais diversos tipos e formatos de conectores.>
È através deste conector que são feitas as leituras dos defeitos que ficam armazenados na memória do módulo de injeção eletrônica e também outros sistemas do veículo.
Atuadores
A principal função do sistema de injeção eletrônica é calcular e dosar adequadamente a quantidade de combustível fornecida ao motor em suas diferentes condições de funcionamento.Outra função importante é o controle da ignição, em certos sistemas controlados por um módulo de potência. As informações de estado do motor, recebidas dos sensores, são processadas pelo módulo de injeção eletrônica que aciona os atuadores de controle de combustível, do ar da marcha lenta e etc.
Regulador de Pressão da injeção eletrônica
Normalmente o regulador de pressão está fixado na linha de alimentação. Para os veículos de injeção eletrônica de monoponto, ele fica fixado no próprio corpo de borboleta ou TBI. Nos veículos de injeção eletrônica multipoint, abaixo dos injetores de combustível. Ele regula a pressão do combustível fornecida ao injetor ou injetores. O regulador é uma válvula de alívio operada por um diafragma tanto no monoponto quanto no multipoint. Bico injetor
O injetor de combustível é um dispositivo eletromagnético, tipo solenóide on-off que contém um solenóide que, ao receber um sinal elétrico do módulo de injeção eletrônica, empurra o êmbolo ou núcleo para cima. Isto permite que uma válvula, pressionada por uma mola, se desloque de sua sede permitindo que o combustível seja pulverizado ou atomizado no coletor de admissão.
Atuador de marcha lenta
A finalidade é controlar o ar da marcha lenta e controlar a rotação do motor, de modo a evitar a parada do motor durante as alterações de carga do mesmo. Nos sistemas monoponto é mais conhecido por motor de passo e é montado no corpo de borboleta ou TBI. Este sistema possui um motor elétrico, que efetua uma volta completa (360°) a cada X numero de passos, sendo os passos calculados pelo módulo de injeção eletrônica e enviado em forma de tensão elétrica à válvula. Válvula de canister
Tem a função de dosar o fluxo dos vapores de combustível provenientes do tanque de combustível do veículo e que são retidos em um filtro de carvão ativado (canister). Em alguns tipos de injeção eletrônica a válvula também é chamada de solenóide de purga do canister.
Injeção mecânica
O sistema mecânico Lucas utiliza um dispositivo de lançadeira para regular o fornecimento da gasolina, em vez da bomba do pistão existente na maioria dos sistemas mecânicos. Uma bomba elétrica, montada perto do tanque de gasolina, aspira o combustível através do filtro de papel e fornece-o a uma pressão de cerca de 7kg/cm² à unidade de controle ou ao distribuidor-dosador. A pressão mantém-se constante, graças à existência de uma válvula de descarga que devolve o excesso de combustível ao tanque. O fornecimento do combustível é regulado por um cilindro ou por rotor - acionado pelo motor e girando dentro do distribuidor/dosador – que apresenta entrada e saídas do combustível. Como o cilindro gira a metade do número de rotações do motor, os seus orifícios alinham-se com a entrada do combustível e permitem que a pressão deste empurre a lançadeira de um lado para outro, entre dois batentes, fornecendo o combustível alternadamente a cada injetor. A posição do batente ajustável é determinada por um excêntrico acionado pela depressão do coletor do motor, que resulta na variação do curso máximo de lançadeiras e, portanto, na quantidade de combustível injetado.
À partir do distribuidor/dosador, o combustível é fornecido alternadamente a cada injetor no preciso momento e em quantidades cuidadosamente reguladas.
