Gerenciamento Eletronicodo motor Cummins ISL

ÍNDICE INTRODUÇÃO INTRO DUÇÃO ......... .................. ................... .................... .................... ................... ................... .................... ................... ................... .................... .................... ............ 04 - SISTEMA DE GERENCIAMENT GERENCIAMENTO O ELETRÔNICO DO MOTOR ............... ................................ ........................ ....... 05 - UNIDADE DE GERENCIAMENT GERENCIAMENTO O ELETRÔNICO (ECM) ................ ................................ ................................ ................ 07 - Anál Análise ise de falha falhass ......... .................. ................... .................... ................... ................... ................... ................... .................... ................... ................... .................09 .......09 - Identificação do ECM – Motorola CM2150.........................................................................10 - Conectores do ECM ................ ................................. ................................. ................................ ................................ ................................ .......................... .......... 11 - SISTE SISTEMA MA DE INJEÇ INJEÇÃO ÃO DE COMBU COMBUSTÍVE STÍVEL L ......... .................. ................... ................... .................. ................... ................... ............. 12 - Circu Circuito ito de alime alimentaç ntação ão e baixa pressão pressão ......... ................... ................... ................... .................... ................... ................... ..................12 ........12 - Tanque de combustível .............. ............................... ................................. ................................. ................................. ................................. ...................... ..... 13 - Filtro separador separador com sensor de presença de de água no combustível combustível ................. ................................... .................. 14 - Bomba elétric elétricaa ........ .................. ................... ................... ................... ................... ................... ................... ................... .................. ................... .................... ..............15 15 - Bomb Bombaa de baixa press pressão ão ......... .................. ................... ................... ................... ................... ................... ................... .................. ................... ............... .....16 16 - Filtro princ principa ipall ......... .................. ................... .................... .................... ................... ................... .................... ................... ................... .................... .................. ........... ...16 16 - CIRCUITO DE ALTA PRESSÃO........................................................................................17 - Bomb Bombaa de alta pres pressão são .......... ................... ................... ................... ................... ................... ................... ................... .................. ................... ................. .......17 17 - Func Funcionam ionamento ento ......... ................... ................... ................... ................... ................... .................... ................... ................... ................... ................... ................... .........18 18 - Admis Admissão são ......... ................... ................... ................... .................... .................... ................... ................... .................... ................... ................... .................... .................19 .......19 - Compressão ................ ............................... ............................... ................................ ................................ ............................... ............................... ......................... ......... 19 - Opera Operação ção da bomba .......... .................... ................... ................... ................... ................... ................... ................... .................... ................... ...................19 ..........19 - Válvula reguladora de pressão...........................................................................................20 - Press Pressão ão elev elevada ada de combu combustível stível ......... ................... ................... .................. ................... ................... ................... ................... ................... ..............21 21 - Pressão reduzida de combustível ................. ................................. ................................. ................................. ................................. .................... ... 21 - Tubo distribuidor – Common Rail .............. .............................. ................................ ................................ ................................ ......................... ......... 24 - Válvula limitadora de pressão - 2 (dois) estágios...............................................................25 - Sens Sensor or de press pressão ão do Commo Commonn Rail ........ ................. .................. .................. .................. .................. .................. .................. .................. ........... 27 - VÁL VÁLVULA VULA INJET INJETORA ORA .......... ................... ................... ................... ................... ................... .................. ................... ................... ................... .................. ........30 30 - Iníci Inícioo de injeç injeção ão ......... ................... ................... ................... .................... ................... ................... ................... ................... ................... ................... .................31 .......31 - Término de injeção.............................................................................................................32 - CIRCU CIRCUITO ITO DE RET RETORNO ORNO .......... ................... ................... ................... ................... .................... ................... ................... ................... ................... ............ 35 - Válvula de controle da pressão pressão de retorno das válvulas injetoras .................. .................................... .................... 36 - AQUE AQUECEDOR CEDOR DO AR ADMIT ADMITIDO IDO ......... .................. ................... ................... ................... ................... ................... .................... ...................37 .........37 - PARTIDA REMOT REMOTA A ............... ............................... ................................ ................................ ................................ ................................ ............................ ............ 38 Desenvolvimento da Rede - Treinamento

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- SENSO SENSORES RES ......... ................... ................... ................... .................... ................... ................... ................... ................... ................... ................... .................... .............. ....40 40 - Sensor de presença de água no combustível ................ ................................ ................................. ................................. ................... ... 40 - Sensor de restrição do filtro separador .............. ............................... ................................. ................................. ............................... .............. 41 - Sens Sensores ores de efeit efeitoo Hall .......... ................... ................... ................... ................... .................... ................... ................... ................... ................... ................ ......42 42 - Sensor de rotação do motor...............................................................................................44 - Sens Sensor or de fase (posi (posição) ção) ......... .................. ................... ................... ................... ................... ................... ................... .................. ................... ............... .....46 46 - Sensor Sensor de pressão e temperatura temperatura do ar admitido admitido ................ ................................ ................................ .............................. .............. 48 - Sens Sensor or de press pressão ão do ar admit admitido ido ......... ................... .................... ................... ................... ................... ................... .................... .................. ........48 48 - Sensor da temperatura do ar admitido ................ ................................ ................................. ................................. .............................. .............. 49 - Sensor de pressão atmosférica (barométrico) .............. ............................... ................................. ................................. .................... ... 50 - Sensor de temperatura do líquido de arrefecimento ................ ................................ ................................ .......................... .......... 51 - Sensor do pedal do acelerador ................ ................................ ................................. ................................. ................................. ......................... ........ 53 - Poten Potenciôme ciômetro tro .......... ................... .................. ................... ................... .................. ................... ................... .................. ................... ................... ................... ............. ...55 55 - O sensor primário...............................................................................................................56 - O sens sensor or secu secundári ndárioo .......... .................... ................... ................... .................... .................... ................... ................... .................... .................... ..................56 ........56 - INTER INTERRUPT RUPTORES ORES .......... .................... ................... ................... ................... ................... .................... ................... ................... ................... ................... .............. 57 - Interruptor de pressão do óleo lubrificante ................ ................................ ................................ ................................ ......................... ......... 57 - TURBOCOMPRESSOR TURBOCOMPRESSOR COM GEOMETRIA GEOMETRIA VARIÁVEL (VGT) ................ ................................. ....................... ...... 58 - Sens Sensor or de rotação do eixo da turbin turbinaa .......... ................... ................... ................... ................... ................... .................. ................... .............. ....59 59 - Sensor de temperatura do ar de de admissão na entrada do turbocompressor turbocompressor .................... ...................... 60 - Func Funciona ionamento mento do sens sensor or de tempe temperatura ratura .......... ................... ................... ................... ................... ................... ................... ............... .....61 61 - Funcionamento do sensor de pressão ................ ................................ ................................. ................................. .............................. .............. 61 - Faixa de Tensão Tensão de Funcionamento do Sensor Sensor .................... ....................................... ...................................... .......................... ....... 62 - Diagnósticos do sensor de temperatura.............................................................................63 - Diagnósticos do sensor de pressão ............... ............................... ................................ ................................ ................................ .................... .... 63 - FREIO MOTO MOTOR R ......... ................... ................... ................... ................... ................... ................... ................... .................... ................... ................... ................... .........64 64 - Freio motor (sistema Jake brake).......................................................................................64 - Diagr Diagrama ama de func funcionam ionamento ento ......... ................... ................... ................... ................... ................... .................... ................... ................... .................. ........65 65 - Interr Interruptor uptor do freio motor ......... .................. ................... ................... ................... ................... ................... ................... .................. ................... ............... .....71 71 - Válvula solenóide do freio motor ................ ................................ ................................ ................................ ................................ ........................ ........ 71 - Ativa Ativação ção do sistem sistemaa ......... .................. ................... .................... ................... ................... ................... ................... .................... ................... ................... ..............72 72 - Interruptores do piloto automático......................................................................................74 2

- Piloto automático................................................................................................................75 - Diagrama do piloto automático - caminhão .............. .............................. ................................ ................................ .......................... .......... 76 - Diagrama do piloto automático - ônibus ................ ................................ ................................. ................................. ............................ ............ 77 - Interruptor do ventilador eletromagnético...........................................................................78 - Interruptor do pedal de embreagem...................................................................................79 - Interr Interruptor uptor duplo do peda pedall do freio .......... ................... ................... ................... .................. ................... ................... ................... ...................79 .........79 - Interruptor do do pedal de de embreagem embreagem e interruptor interruptor duplo duplo do pedal pedal do freio freio (circu (circuito ito elétrico) elétrico) ... 80 - SISTEMA SCR (REDUÇÃO CA CAT TALÍTICA SELETIV SELETIVA) A) .............. .............................. ................................ ....................... .......81 81 - Componentes do sistema SCR ............... ............................... ................................. ................................. ................................. .......................... ......... 82 - Unidade dosadora de ARLA 32 ................. .................................. .................................. .................................. .................................. ...................... ..... 83 - Conversor Conversor catalítico - EGP (Processador do gás de escape) escape) ................ ................................. ............................ ........... 84 - Injet Injetor or de ARLA 32 .......... .................... .................... ................... ................... .................... ................... ................... .................... .................... ................... ............. 85 - Térmis Térmistores tores .......... ................... ................... .................... .................... ................... ................... .................... ................... ................... .................... ................... ............. ....85 85 - Sens Sensor or de NOx (pós trata tratamento mento)) .......... ................... ................... .................... ................... ................... ................... ................... ....................86 ..........86 - Filtro de ar assis assistido tido .......... ................... ................... .................... ................... ................... ................... ................... ................... ................... ................... .............87 87 - Funcionamento do sistema de ar assistido .............. .............................. ................................ ................................ .......................... .......... 88 - Esquema Esquema de funcionamento do sistema sistema de ar assistido assistido ................ ................................ ............................... .................... ..... 88 - Reações químicas do sistema SCR...................................................................................91 - Manut Manutençã ençãoo do siste sistema ma SCR .......... ................... ................... ................... ................... ................... .................. ................... ................... ................ .......94 94 - Diagn Diagnóstic ósticoo do siste sistema ma SCR ......... ................... ................... ................... .................... ................... ................... ................... ................... ................. .......94 94 95 - SISTEMA DE PROTEÇÃO DO MOTOR .............. .............................. ................................. ................................. ........................... ...........95 - SISTEMA DE AUTODIAGNOSE AUTODIAGNOSE DE BORDO - OBD 2 ............... ................................ ................................. ..................... .....96 96 - Condições de funcionamento do OBD ................. .................................. ................................. ................................. ............................. ............ 96 - Limite Limitess de emiss emissões ões de NOx ......... .................. ................... ................... .................. .................. .................. .................. ................... ................... ........... 96

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INTRODUÇÃO Sustentabilidade! Mais que uma simples palavra da moda, sustentabilidade significa uma atitude preservadora do bem maior legado à humanidade: a vida! Sempre que nos referimos à vida lembramos que para que ela exista é necessário que existam, também, as condições favoráveis para que ela se desenvolva e se preserve. À reunião dessas condições é dado o nome de Natureza. O controle das emissões veiculares passou a ser a ferramenta principal no combate a essa degradação ambiental e o Programa de Controle das Emissões Veiculares – PROCONVE – adotado no Brasil está trazendo resultados altamente positivos no sentido da preservação. Implementado gradualmente e já em sua sétima fase – PROCONVE P7* – esse programa exige modificações importantes no processo produtivo veicular fazendo, inclusive, que sejam introduzidos sistemas de tratamento dos gases por agentes redutores químicos. A MAN Latin America, responsável pelos veículos das marcas MAN e Volkswagen Caminhões e Ônibus, dotou sua linha de produtos com os recursos necessários para atender às exigências do PROCONVE P7* - os quais acham-se descritos nos materiais didáticos referentes à sua linha Advantech. A introdução de novas tecnologias e novos recursos produtivos exige, também, novos cuidados com os procedimentos de manutenção manutenção e  e com a forma de operação operação dos  dos veículos produzidos a partir de  janeiro de de 2012, portanto, portanto, leia com com atenção o conteúdo conteúdo desse desse fascículo, parte parte de um conjunto conjunto específico de literatura, para conhecer detalhes das implementações tecnológicas adotadas e assim obter maior rendimento do equipamento.

Bom trabalho

PROCONVE P7* = Programa de controle de emissões similar à norma EURO V. Material destinado exclusivamente para uso em treinamento. Para ações de manutenção e reparos, consulte a Literatura Técnica editada pela MAN Latin America.

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SISTEMA DE GERENCIAMENTO ELETRÔNICO DO MOTOR O processo de combustão interna aplicado aos motores Diesel requer que o combustível seja introduzido na câmara de combustão sob alta pressão, onde, ao encontrar o ar comprimido e aquecido, reage produzindo uma queima controlada. Quanto maior for o rendimento térmico dessa queima, melhor será o desempenho do motor. Entretanto, nos dias de hoje é necessário avaliar os efeitos causados na atmosfera pela queima de combustíveis fósseis (derivados principalmente do petróleo), pois são esses combustíveis os produtores da maior quantidade de substâncias contaminantes do ar. Desde sua invenção, o motor Diesel vem passando por constantes desenvolvimentos para melhorar sua performance, reduzir seu consumo de combustível e, a maior preocupação atualmente, reduzir o índice de emissões de gases poluentes. Em seu mais recente estágio de evolução, o processo de injeção do combustível realizado no início de forma empírica e mecânica, conta com um sofisticado sistema de gerenciamento comandado eletronicamente, aliado a um sistema de injeção de alta pressão e precisão. O sistema de injeção Common Rail tem como característica de funcionamento o fato de que o combustível é pressurizado e acumulado em um tubo distribuidor único (Common Rail), que alimenta diretamente os injetores correspondentes aos cilindros do motor. Os injetores, ou válvulas eletromagnéticas de injeção, recebem o combustível sob alta pressão (até 1800 bar) e o transferem para o interior da câmara de combustão, onde chega micropulverizado.

Vantagens do motor com gerenciamento eletrônico 

Melhor controle da dosagem de combustível, adequando-a à carga que o motor necessita;

•

Melhor adequação do motor em operações com variações climáticas;

•

Melhor performance com maior potência e torque em todas as faixas de rotação;

•

Melhor controle dos gases poluentes de escapamento, atendendo à norma de controle de emissões Proconve P7;

•

Funcionamento mais silencioso;

•

Funções de operações programáveis;

•

Sistema de proteção do motor;

•

Diagnóstico e histórico de defeitos;

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•

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O processo funcional do sistema de injeção de combustível está dividido em circuitos de alimentação / baixa pressão, alta pressão e retorno.

UNIDADE DE GERENCIAMENTO ELETRÔNICO (ECM) Com o objetivo de propiciar melhor desempenho ao veículo e atender às condições de trabalho apresentadas, como carga transportada, imposições legais de emissões de poluentes, jornada de trabalho, solicitações do condutor (arrancadas, acelerações, mudanças de velocidade, frenagens...), condições operacionais (temperatura ambiente, velocidade do veículo, topografia do percurso...), os motores do ciclo Diesel recebem um sistema de Gerenciamento Eletrônico (EDC – Electronic Diesel Control) que, aliado a um sistema de injeção de alta precisão (Common Rail), otimiza ao máximo o processo da combustão. O sistema consiste em colher dados e informações de funcionamento do motor e operação do veículo, por meio de sensores específicos, e encaminhar esses dados a uma central de processamento ou Módulo de Gerenciamento (ECM – Electronic Control Module). O Módulo de Gerenciamento (ECM) processa essas informações e, por meio de cálculos ou comparações com parâmetros pré-estabelecidos, avalia a ação dos atuadores, ajustando essa atuação – dosagem de combustível aos cilindros - às necessidades momentâneas da operação do motor/veículo.

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Além da ação de gerenciamento do motor propriamente dita, o ECM também faz uma varredura constante no sistema avaliando o desempenho de cada componente (válvulas, sensores, interruptores...) e, caso encontre algum defeito, alerta o usuário por meio das luzes de aviso do painel. Sempre que detectar uma avaria que coloque em risco a integridade do motor, aciona seu sistema de autoproteção realizando uma despotencialização do motor.

injetores sensores

pedal do acelerador

Interruptores

válvula reguladora de pressão

luzes de aviso

Quando for efetuar algum trabalho de soldagem no veículo, o ECM e as baterias deverão ser desconectadas, e o negativo da máquina de solda deve ficar o mais perto possível do local a ser soldado.

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Análise de falhas Durante o processamento das informações pelo ECM, pode ser detectado o funcionamento irregular de algum componente. Neste caso, o ECM registra a falha em uma memória específica e passa a adotar ações de forma a minimizar os efeitos decorrentes dessa irregularidade. Dependendo da gravidade da falha, o motor pode ser despotencializado. O processamento das informações no ECM é feito por três tipos de memória: Memória RAM: memória de recebimento e leitura para armazenamento de dados variáveis (volátil, ou seja, se apaga). Necessita da memória EEPROM para processar os dados. Ao desligar a bateria, todas as informações contidas são apagadas; Memória ROM ou EPROM: recebe sinais já digitalizados com programas armazenados em forma fixa; Memória EEPROM: memória do sistema onde ficam armazenados todos os dados de imobilização do veículo e mapas de calibração (não volátil, ou seja, não se apaga).

As informações e registros das falhas do sistema podem ser verificados utilizando-se as ferramentas de diagnósticos VCO-950 e Insite Cummins, ligadas ao conector de diagnósticos.

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Identificação do ECM – Motorola CM2150 Sempre que houver a necessidade de comprovação das características técnicas t écnicas do ECM para testes ou possível substituição, as mesmas poderão ser verificadas na plaqueta de identificação do componente, onde estão registradas.

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Conectores do ECM 10

1

51

Pórtico do motor

10

60

1

1

51

Pórtico do OEM

60

1

4

2

3

1

10 Conector C

Conector B

Conector chicote 60 do motor 60 pinos 51

10

Conector chicote 60 do veículo (OEM) 60 pinos

Principais Funções de atuação

51

Conector A 1 4

3 2 Conector chicote de alimentação do OEM - 4 pinos

Controle de combustível • Co Cont ntro role le da bo bomb mbaa de es esco corv rva; a; • Bo Bom mba de de Altltaa Pre Press ssão ão;; • Ac Acio iona nado dore ress dos dos Inje Injeto tore res. s. Monitoramento/Proteção do Motor Monitoramento/Proteção • Co Cont ntro role le do Ven entitila lado dor; r; • Ac Acio ionnado dorres de Lu Luze zess.

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SISTEMA DE INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL Circuito de alimentação e baixa pressão Corresponde à parte do circuito compreendida entre o depósito de combustível (tanque) e a saída do filtro principal.

8

6 7

3

2

4

1

12

1 2 3 4 5 6 7 8

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Reservatório de combustível; Filtro separador com presença de água; Bomba elétrica; ECM; Válvula unidirecional (bypass); Bomba de baixa pressão; Filtro principal; Bomba de alta pressão.

Tanque de combustível Reservatório onde o combustível fica armazenado para abastecer o sistema de injeção. Possui uma conexão de saída, ligada à bomba elétrica, uma conexão de entrada utilizada para retorno do combustível excedente enviado ao sistema e um alojamento para o sensor do marcador de combustível (bóia do tanque). Tanques de combustível de menor capacidade são produzidos em plástico de alta resistência, enquanto tanques de maior capacidade são produzidos em alumínio. Os dois modelos, plástico ou alumínio são fixados ao chassi por uma cinta metálica.

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Filtro separador com sensor de presença de água no combustível Por trabalhar com componentes de alta precisão em seus ajustes e dimensões, é necessário que o combustível utilizado no circuito esteja livre de impurezas particuladas e, principalmente, sem contaminação de água.

Para assegurar combustível limpo circulando pelo sistema, um filtro separador de dupla ação é agregado ao circuito. Esse filtro conta com um elemento retentor de partículas sólidas de grana fina e um elemento separador de água. A água separada pelo elemento é acumulada na parte baixa da carcaça do filtro, onde está instalado o sensor de presença de água.

O filtro separador deve ser drenado periodicamente. O nível de contaminação do combustível pode ser verificado pelo visor transparente do filtro. Os detalhes de funcionamento e conexões do sensor de presença de água estão descritos no capítulo “Sensores” deste fascículo.

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Bomba elétrica A bomba elétrica está fixada atrás da placa resfriadora do ECM, e tem como objetivo succionar o combustível do tanque e enviá-lo, sob pressão, para a bomba de baixa pressão (bomba de engrenagens), garantindo o preenchimento da linha de alimentação com combustível, sem presença de ar. Do tipo rotativa, de palhetas, a bomba elétrica recebe alimentação via ECM do motor. Uma vez energizada, inicia seu movimento rotativo e, por ação centrífuga das palhetas, succiona o combustível do tanque e o recalca para a bomba de baixa pressão. O acionamento da bomba elétrica, comandado diretamente pelo ECM no momento que recebe a linha15, a mantém energizada por 30 (trinta) segundos. Após esse tempo, a bomba de baixa pressão,  já devidamente devidamente abastecida, abastecida, passa a ser a responsável responsável pela pela transferência transferência direta do do combustível para a linha de alimentação. Uma válvula unidirecional, instalada na saída da placa resfriadora do ECM, evita que, no momento em que a bomba elétrica estiver em funcionamento, haja um refluxo do combustível, garantindo a “sangria” da linha.

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Bomba de baixa pressão A bomba de baixa pressão é do tipo de engrenagens, está fixada à bomba de alta pressão e tem como objetivo elevar a pressão do combustível para 12 (doze) bar, garantindo o pleno abastecimento da bomba de alta pressão. Ao entrar em funcionamento, a bomba transfere, pelo movimento das duas engrenagens, o combustível para o circuito de baixa pressão, fazendo-o passar pelo filtro principal e, daí, seguir até a bomba de alta pressão.

Filtro principal Tem como finalidade retirar do combustível em circulação partículas de impurezas que porventura não tenham sido retidas no filtro separador, assegurando que o sistema utilize combustível limpo.

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CIRCUITO DE ALTA PRESSÃO É a parte do circuito onde o combustível tem sua pressão elevada até os valores-limite do sistema e é distribuido para os pontos de injeção via um duto distribuidor comum (Common Rail).

Bomba de alta pressão Instalada na carcaça do conjunto de engrenagens, tem a função de pressurizar o combustível com a pressão necessária para a injeção, conforme o regime de rotação e a carga aplicada ao motor. Seu mecanismo gerador de alta pressão é composto por dois elevadores com três ressaltos cada, que movimentam dois pistões cerâmicos – um para cada elevador, comprimindo o combustível.

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O controle da vazão e, consequentemente, da pressão do combustível são realizadas pela ação da válvula reguladora de pressão, instalada no corpo da bomba de alta pressão.

Válvula reguladora de pressão

Funcionamento O combustível é pressurizado pelos pistões cerâmicos, os quais se encontram instalados no cabeçote da bomba de alta pressão, estão apoiados sobre tuchos, t uchos, contam com mola de retorno e são acionados por elevadores tipo “Came”, com três ressaltos para cada pistão, produzindo os movimentos de admissão e compressão. A lubrificação lubrificação da bomba é realizada pelo próprio combustível que circula em seu interior.

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Admissão Quando o ressalto da bomba se desloca para sua parte mais baixa, o combustível pressurizado pela bomba de baixa pressão desloca o pistão cerâmico para baixo, preenchendo a câmara do cilindro.

Compressão Quando o pistão se desloca em sentido oposto, acionado pelo eixo tipo “Came”, provoca uma redução no volume interno do cilindro, comprimindo o combustível e aumentando gradativamente a pressão dentro da câmara. No momento em que a pressão no interior da câmara for maior que a pressão do circuito de alta pressão, a válvula de saída, localizada no cabeçote da bomba, se abre e permite que o combustível seja liberado para o tubo distribuidor (Rail), podendo atingir o valor de até 1800 bar.

Operação da bomba

Válvula de controle de entrada

Válvula de controle de  saída

Mola de retorno Conjunto êmbolo/barril

Ressalto da bomba (elevador)

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Válvula reguladora de pressão A válvula reguladora de pressão tem como função controlar a quantidade (volume) de combustível a ser enviada para a bomba de alta pressão do sistema de injeção de combustível. Para realizar a dosagem deste volume, a ECM controla esta válvula por meio de pulsos elétricos conhecidos como pulsos de sinal PWM (Pulso com Período Modulado).

O pulso de sinal PWM PWM  - Pulse Width Modulated (Pulso com Período Modulado) é representado pela duração de um intervalo de tempo (l) (l) em  em que a válvula reguladora permanece energizada. Este pulso sempre ocorre dentro de um ciclo ou período (P) (P).. Enquanto todos os ciclos possuem intervalos de tempo de mesma duração, os pulsos PWM possuem intervalos de tempo variáveis. Sinal PWM

P1

Pulso

P1 = P2 = P3 λ 1 ≠ λ 2 ≠ λ 3

P2

λ 1

λ 2

P3

λ 3

Tempo = Ciclo Cicloss ou períod períodos os de mesm mesmaa duraçã duraçãoo (const (constante antes) s) = Tempo emposs de energiz energização ação do do sensor sensor (pulso (pulso de sinal sinal PWM) PWM)

Enquanto a função da válvula reguladora de pressão é de controlar o volume de combustível a ser enviado para a bomba de alta pressão, a função desta última é a de elevar a pressão deste combustível para a injeção, de acordo com o regime de rotação e a carga aplicada ao motor.

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Pressão elevada de combustível A exposição da válvula reguladora a um curto tempo de energização (T), permite a passagem de um grande volume de combustível para a bomba de alta pressão, causando o aumento da pressão no tubo Common Rail. O excedente de combustível que chega à válvula é desviado para a linha de retorno.

   )    V    (   o    ã   s   n   e    T

Período = ciclo

Tempo Tem po ligado (t)

Tempo (t)

Pressão reduzida de combustível Sempre que o ECM determinar um maior tempo (T) de energização da válvula reguladora, a sua agulha se fecha por um período maior, provocando a redução do volume de combustível enviado à bomba de alta pressão e, consequentemente, reduzindo a pressão no tubo Common Rail. O combustível excedente que chega à vávula, é desviado para a linha de retorno.

   )    V    (   o    ã   s   n   e    T

Período = ciclo

Tempo Tem po ligado (t)

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Tempo (t)

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Válvula reguladora de pressão

Válvula reguladora de pressão do Rail

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O processo de controle da pressão do combustível no tubo distribuidor é gerenciado pelo ECM e gera um ciclo de informações e ações. Através de um sinal PWM, o ECM controla a válvula reguladora, que faz variar o volume de combustível a ser comprimido pela bomba de alta pressão. A variação da pressão do Common Rail é detectada pelo sensor de pressão, informando o ECM e assim fechando o ciclo. De acordo com solicitação de torque ao motor feita pelo condutor por meio do pedal do acelerador ou pela tomada de força caso o veículo tenha esse equipamento, o ECM determinará o tempo em que a válvula reguladora de pressão ficará energizada (sinal PWM), PWM) , controlando a pressão interna do tubo distribuidor, que está sendo monitorada pela ECM, por meio do sensor de pressão. Válvula reguladora de pressão

ECM

Sensor de pressão do Common Rail

O excesso de combustível não enviado às câmaras de bombeamento da bomba de alta pressão é utilizado para lubrificar os componentes internos da própria bomba e, em seguida, é descarregado no retorno do sistema.

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Tubo distribuidor – Common Rail O tubo distribuidor (Rail) é um acumulador, acumulador, que abastece de combustível todos os injetores, ao mesmo tempo e com a mesma pressão. Essa pressão do combustível varia segundo as solicitaçõe solicitaçõess feitas ao motor e pode chegar até 1800 bar. É composto por um tubo forjado em aço, cujas funções são: - Acumular o combustível sob alta pressão; - Reduzir a pulsação e variação da pressão do combustível devido ao movimento de abertura e - fechamento das válvulas injetoras e também do bombeamento da bomba de alta pressão; - Distribuir o combustível sob alta pressão para as válvulas injetoras.

Válvula reguladora de pressão

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Válvula limitadora limitadora de pressão - 2 (dois) estágios estágios Instalada no tubo distribuidor (Common Rail), esta válvula possui 2 estágios com funcionamento totalmente mecânico, ou seja, o ECM não exerce controle quanto à abertura desta válvula. Abre a pressões acima de 1800 bar. Quando aberta, regula a pressão para aproximadamente 850 bar.

Funcionamento Funcionament o - condição normal de pressão em até 1800 bar Nessa condição a pressão da mola mantém o pistão na posição de batente de vedação, com a válvula de esfera fechando a comunicação com a galeria do “rail”.

Esta válvula não pode ser reparada. Em caso de defeito, deverá ser substituída.

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1° Estágio A abertura da válvula em seu primeiro estágio tem como finalidade evitar que a pressão interna do tubo distribuidor Common Rail ultrapasse 1800 bar. Para realizar esse controle a válvula se abre mecanicamente, liberando a passagem do combustível para a linha de retorno.

Acima de 1800 bar

2° Estágio Quando a pressão atinge aproximadamente 1650 bar, o êmbolo começa a ser deslocado progressivamente, vencendo a pressão da mola, permitindo a passagem do combustível para a linha de retorno.

Redução de pressão - 850 bar

O retorno do gatilho à condição normal de funcionamento só ocorrerá após o desligamento do motor.

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Sensor de pressão do Common Rail O sensor de pressão do Common Rail, do tipo piezoelétrico, está instalado no tubo distribuidor (Common Rail) e tem como função informar ao ECM, de forma imediata, a ocorrência das variações da pressão de combustível, garantindo assim, o monitoramento constante da pressão da linha de injeção. Com base nessas informações o ECM ajusta o tempo (e, consequentemente, o volume) de injeção de cada cilindro.

Sensor de pressão do Common rail

Para que a pressão de combustível não sofra grandes oscilações, o sensor de pressão do Common Rail e a válvula reguladora de pressão entram em ação. Toda vez que a pressão interna exceder os valores estabelecidos, o sensor de pressão do Common Rail informa ao ECM a pressão interna do tubo. O ECM por sua vez, envia um sinal fazendo atuar a válvula reguladora de pressão, liberando o combustível para a linha de retorno.

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A pressão do combustível gerada no tubo distribuidor (Common Rail) move o diafragma do sensor de pressão e, dependendo da pressão gerada sobre o cristal, haverá uma deformação do mesmo, alterando o sinal. Por meio de um amplificador, este sinal é transmitido ao ECM em forma de tensão (0,5 a 4,5 V). Baseado nessa informação, um dos gráficos específicos constante nas diversas programações do ECM calcula a pressão de injeção.

1800 bar

Desta forma, o ECM controla a pressão de injeção pela variação de pressão estabelecida alterando, quando necessário, o sinal da válvula reguladora de pressão instalada na bomba de alta pressão.

Nunca solte este sensor com o motor funcionando, sob risco de acidente e danificação. O sensor somente deverá ser removido caso necessite ser substituído.

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Sensor de pressão do Common Rail

Sensor de pressão do Rail

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 VÁLVULA  VÁL VULA INJETORA  INJETORA  As válvulas injetoras são componentes de extrema precisão que combina ações mecânicas e eletromagnéticas, responsáveis por pulverizar o combustível na câmara de combustão do motor. Quanto melhor for a pulverização, maior será o rendimento do motor. Em consequência, obtém-se mais economia de combustível com menor emissão de gases poluentes. As válvulas injetoras utilizadas nos motores Cummins ISL são posicionadas verticalmente no centro da câmara de combustão fazendo com que se produza uma pulverização mais uniforme e uma queima mais completa, aumentando seu rendimento térmico.

1

Conector;

2

Válvula solenóide;

3

Agulha de injetor;

4

Região de esmagamento;

5

Espaçador (caneta).

O motor Cummins ISL tem a instalação do injetor centralizado na câmara de combustão, obtendo desta forma uma combustão mais direcionada, melhorando a mesma dentro da câmara de combustão. Para tanto, é necessária a utilização de uma caneta , que levará o combustível pressurizado no Common Rail até o injetor. Esta caneta possui uma região de esmagamento , tendo uma perfeita vedação em sua instalação.

Para se obter uma perfeita vedação, toda vez que for retirada a caneta, a mesma deverá ser substituída.

30

Início de injeção O início de injeção é determinado pelo ECM, por meio da energização da válvula, criando um campo magnético e abrindo o furo calibrado de retorno. Nesse instante, o combustível pressurizado passa pelo furo calibrado de retorno diminuindo a pressão na câmara de controle do injetor, fazendo com que a agulha do injetor se desloque para cima iniciando a injeção de combustível .

Furo calibrado

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Término de injeção Quando o ECM deixa de energizar a válvula eletromagnética e, por ação mecânica, a mola fecha a passagem do furo de retorno, o combustível pressurizado passa a ocupar a câmara de controle do injetor, forçando a haste de comando para baixo, movendo a agulha até sua posição de repouso e finalizando o ciclo de injeção.

O volume de combustível injetado varia em função do tempo em que a válvula injetora fica energizada e da pressão do combustível.

32

Este motor conta com o recurso da pré-injeção, que é muito eficiente e tem por exclusiva função diminuir o ruído da combustão, resultando em uma elevação da temperatura e pressão da câmara de combustão para a injeção principal.

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Válvula injetora

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CIRCUITO DE RETORNO Além de atuar como agente de reação no processo da combustão, o combustível que circula pelo sistema também apresenta a função de agente arrefecedor e lubrificante para as partes móveis de alguns componentes, tais como bomba de alta pressão e válvulas injetoras. Por outro lado, o volume de combustível comprimido pela bomba de alta pressão é muito superior ao que será consumido na combustão. O excesso de combustível em circulação no circuito de alta pressão, após resfriar e lubrificar esses componentes, é coletado na saída de retorno das válvulas injetoras, na saída da válvula limitadora de pressão, caso haja sobrepressão no sistema, na saída da válvula reguladora de pressão e encaminhado ao tanque, onde é reciclado por processos de troca de calor e filtragem.

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Válvula de controle da pressão de retorno das válvulas injetoras Localizada no cabeçote, essa válvula libera a passagem do combustível acumulado na galeria interna do cabeçote para a linha de retorno.

Possui internamente uma esfera que, comandada por uma mola calibrada, libera a passagem do combustível sempre que a pressão ultrapassar 1.3 bar, mantendo essa pressão na galeria da linha de retorno das válvulas injetoras no cabeçote, garantindo estabilidade na injeção de combustível sempre que a válvula for energizada.

Quando a válvula perde a carga de 1.3 bar, ocasionada pelo tempo de uso, o motor irá apresentar dificuldade de partida.

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 AQUECEDOR  AQUECEDO R DO AR ADMITIDO O aquecedor do ar admitido encontra-se instalado na entrada do coletor de admissão, é do tipo grelha e atua em temperaturas abaixo de 18º C. Sua atuação é comandada pelo ECM, que libera um sinal para o circuito de comando do relé do aquecedor, fixado ao chassi do veículo. Uma vez energizado, o relé fecha contato (circuito de trabalho) com a linha 30, alimentando o aquecedor.

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PARTIDA REMOTA  A Partida Remota é um dispositivo localizado no compartimento do motor que permite executar verificações e reparos. Sua função é dar partida no motor, aumentar e diminuir a sua rotação, auxiliar na realização do teste de compressão e desligar o motor com a cabine basculada. O dispositivo de partida remota é gerenciado pelo ECM do motor.

Procedimentos: Para partir o motor: - Com um leve toque, pressione os botões (+) (+) e  e (-) (-) simultaneamente.  simultaneamente. Para desligar o motor: - Pressione os botões (+) (+) e  e (-) (-) simultaneamente.  simultaneamente. Variação da rotação do motor: - Para aumentar a rotação do motor, pressione o botão (+); - Para diminuir a rotação do motor, pressione o botão (-). Partida sem débito de combustível: Para a realização do teste de compressão, mantenha o botão (-) (-) pressionado  pressionado por 3 segundos no mínimo, em seguida pressione o botão (+). (+). O  O motor gira sem entrar em funcionamento. Para encerrar a rotina de teste, libere um ou ambos os botões. Obs.: Nesse teste, o acionamento do motor está limitado a 15 segundos.

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SENSORES Sensor de presença de água no combustível Instalado no filtro separador, sua função é informar o ECM sobre o nível de contaminação do combustível por presença de água.

O elemento do sensor possui isolação que cobre parte de seu corpo. Sempre que o nível de água acumulado superar o comprimento do isolador, será fechado um contato elétrico e o ECM ativará a lâmpada de alerta e o sinal sonoro correspondentes. Se nenhuma providência for tomada (providenciada a drenagem da água), o ECM iniciará o despotenciamento do motor. Painel

ECM

Rede CAN

O tempo de funcionamento do motor com o reconhecimento da presença de água no combustível fica armazenado na memória do módulo eletrônico do motor (ECM).

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Sensor de água no combustível

Sensor de restrição do filtro separador Instalado na parte inferior do filtro de combustível, este sensor mede, por meio da pressão, a restrição do fluxo de combustível que passa pelo filtro separador.

Sensor de restrição do filtro separador

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Sensores de efeito Hall Quando um condutor ou semicondutor no formato de uma tira ou chapa plana é percorrido por uma corrente elétrica e, ao mesmo tempo, é exposto a um campo magnético perpendicular a essa tira, uma diferença de potencial surgirá em suas extremidades. Este efeito é conhecido como efeito Hall.

3 1

3

4 2 5

1 Fonte de alimentação 2 Sensor Hall 3 Ímã 4 Campo magnético 5 Portadores de carga (por exemplo: elétrons)

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No sensor de efeito Hall, a energia elétrica gerada é de baixa potência. Com a finalidade de aumentála, incorpora-se ao sensor um amplificador de sinal. Três fios de ligação são utilizados: dois para alimentação e um para o sinal.

Marcha lenta

T

Alta rotação

F= 1

T

F= 1

T

T

F = Frequência (Hz) T = Período (ms)

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Sensor de rotação do motor Trata-se de um sensor de efeito Hall, alimentado pelo ECM com tensão de 5 V. Sua função é informar ao ECM a velocidade angular da árvore de manivelas (rotação do motor). Para isso, utiliza como referência um disco dentado composto por 60 dentes adjacentes e um espaço pleno correspondente à largura de 2 dentes, sendo por esse motivo chamado de disco 60 menos 2. Ao entrar em funcionamento, o motor faz o disco dentado girar. A sequência dos dentes (e do espaço pleno) ao passar pelo sensor gera um pulso que é amplificado e enviado para o ECM.

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O intervalo de um dente para o outro corresponde a seis graus de giro na árvore de manivelas. Este sinal gerado pelos pulsos, juntamente com outros parâmetros, determina o exato momento do início da injeção de combustível. Esta informação, conjugada com a informação do sensor de fase, determinará qual cilindro deverá ocorrer a injeção.

Rotação e posição da árvore de manivelas

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Sensor de fase (posição) Atuando através de efeito Hall, este sensor é alimentado pelo ECM com tensão de 5 V. A partir dos ressaltos existentes na engrenagem da árvore de comando das válvulas, o sensor de fase informa ao ECM qual cilindro deverá receber a injeção de combustível. Para determinar o 1º cilindro e sincronizar os demais, existe uma marca de referência, um ressalto junto à indicação do primeiro cilindro.

Como este sensor trabalha em conjunto com o sensor de rotação, sempre que o espaço pleno (falha de 2 dentes consecutivos) passar frente ao sensor e houverem dois sinais próximo no Sensor de Fase (30º de diferença, considerando considerando a árvore de manivelas), o ECM entende como sendo o 1º cilindro. A sequência com a ordem dos demais cilindros será determinada pelo Sensor de Rotação, na contagem dos dentes, em conjunto com o Sensor de Fase.

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Sensor de fase

Sensor de fase

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Sensor de pressão e temperatura do ar admitido O motor Cummins ISL utiliza um sensor conjugado instalado instalado na tampa do coletor de admissão, que tem como função informar ao ECM a pressão e a temperatura do ar no interior interior do coletor após passar por todo o processo de filtragem, compressão pelo turboalimenta turboalimentador dor e circulação pelo pós-arrefecedor. pós-arrefecedor. De posse dessas informações o ECM faz o cálculo da massa de ar admitida pelos cilindros, servindo como uma das referências para a determinação da quantidade quantidade de combustível a ser injetada.

Sensor de pressão do ar admitido Trata-se de um sensor barométrico do tipo cristal piezoelétrico, que gera sinais variáveis entre 0,5 e 4,5 V alimentado pelo ECM com uma tensão de 5 V. A variação da pressão interna no coletor de admissão influi na massa de ar admitida pelos cilindros. Essa variação pode ser originada pela mudança de carga aplicada ao motor (solicitação do condutor e/ou piloto automático), ou pela variação da altitude onde o veículo está operando (nível do mar, subidas ou descidas de serra), sendo necessária uma correção, a ser feita pelo ECM, na quantidade de combustível a ser injetada para atender à solicitação da condição atual de trabalho. Nos veículos equipados com Turbocompressor de Geometria Variável (VGT), o ECM utiliza as informações deste sensor para determinar as mudanças no atuador do VGT.

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Sensor da temperatura do ar admitido Este sensor, do tipo resistor termoelétrico (NTC), tem como função informar ao ECM as variações da temperatura do ar comprimido e pós-arrefecido em passagem pelo coletor de admissão. A elevação da temperatura faz com que as moléculas de ar aumentem de volume, ocupando maior espaço no interior do coletor e, posteriormente, no interior do cilindro. Como consequência, ocorrerá uma redução da quantidade dessas moléculas e, assim, menor massa (peso) de ar dentro do cilindro. A redução da temperatura provoca uma inversão nesse fenômeno e aumenta a massa de ar admitida. O sensor de temperatura informa essas variações ao ECM, e este providencia o ajuste no suprimento de combustível adequado para cada condição informada.

Sensor de pressão e temperatura do ar de admissão

Este sensor é do tipo NTC – Negative Temperature Coeficient – ou seja, sua resistividade diminui com o aumento da temperatura.

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Sensor de pressão atmosférica (barométrico) Para poder realizar as comparações e estabelecer padrões que sejam adequados necessidades para o perfeito funcionamento do motor, o ECM conta com um sensor de pressão atmosférica, instalado no coletor de admissão. Atuando pelo princípio barométrico, esse sensor informa ao ECM dados atualizados sobre a pressão atmosférica do local em que se encontra o veículo (altitude de trabalho do veículo em relação ao nível do mar). A partir desse sinal, o ECM adota parâmetros para corrigir o valor da pressão no coletor de admissão e ajustar o débito de combustível à condição real, tendo um melhor controle de ar-combustível e garantindo proteção do motor em altitudes (vida do turbocompressor e do motor).

Sensor de pressão atmosférica

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Sensor de temperatura do líquido de arrefecimento A constante alteração da condição de trabalho de um veículo faz com que a temperatura de funcionamento do motor também sofra constantes alterações. Essas variações são detectadas pelo sensor de temperatura do líquido de arrefecimento, instalado no bloco do motor, próximo ao alojamento da válvula termostática.

O sensor da temperatura do líquido de arrefecimento do motor é usado pelo módulo eletrônico de controle (ECM) para monitorar a temperatura do líquido de arrefecimento do motor. O ECM monitora a voltagem no pino de sinal e a converte em um valor de temperatura. O valor da temperatura do líquido de arrefecimento do motor é usado pelo ECM para o sistema de proteção e controle das emissões do motor. Para realizar essa função, o sensor do tipo NTC altera sua resistividade elétrica de acordo com a variação da temperatura do líquido de arrefecimento arrefecimen to do motor e utiliza o valor obtido como base de correção para o cálculo da quantidade de combustível a ser injetada. Sua atuação tem interferência direta no cálculo do volume de combustível a ser injetado na partida a frio.

Essa informação é utilizada junto a outros parâmetros para ajustar o ponto de injeção.

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Sensor de temperatura do líquido de arrefecimento

Sensor de temperatura do líquido de arrefecimento

Este sensor é do tipo NTC – Negative Temperature Coeficient – ou seja, sua resistência diminui com o aumento da temperatura.

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Sensor do pedal do acelerador Para que o sistema de Gerenciamento Eletrônico possa apresentar resultados que aumentem o rendimento do motor melhorando sua performance, reduzindo seu consumo de combustível e seu índice de emissão de poluentes, é necessário que as informações enviadas ao ECM sejam precisas. O acionamento eletrônico do pedal do acelerador conta com dois sensores, do tipo potenciômetro, encarregados de transmitir os sinais de pedal em posição de repouso (marcha - lenta) e do ângulo de aceleração (pedal aplicado).

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Sensor do pedal do acelerador

Pedal acelerador

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Potenciômetro O pedal do acelerador é constituído por uma alavanca (haste do pedal) que movimenta o curso de uma resistência variável variável (potenciômetro) e informa, por meio da variação dessa resistência, a posição do pedal determinada pelo condutor. conduto r. O pedal recebe tensão de alimentação de 5 V (uma para o resistor 1 e outra para o resistor 2), que ao passar pelo potenciômetro se transforma em sinal variável de 0,5 a 4,5 V para o ECM. O sinal correspondente à posição do pedal é um dos parâmetro parâmetross que o ECM usa para a determinação do volume de combustível a ser injetado na aceleração do veículo.

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O sensor primário •

Faixa de tensão do sensor primário: 0,25 – 4,75 VCC;

•

Usada pelo ECM para determinar a posição do pedal do acelerador.

O sensor secundário •

•

•

•

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Sensor de reserva – em vez de validação da marcha lenta (ajustada a um valor predeterminado do acelerador) permite que o veículo opere normalmente (pequeno despotenciamento); O sinal do sensor secundário é apenas metade da faixa de tensão do sensor primário (0,25 a 2,375 VCC); Por quê? Permite que o ECM determine um problema no circuito do sensor primário quando as relações de tensão entre os sensores primário e secundário não coincidem; Deve ser conectado em uma fonte de alimentação e retorno do sensor diferente do sensor primário.

INTERRUPTORES Interruptor de pressão do óleo lubrificante Embora não tenha influência direta na determinação da injeção de combustível, o interruptor de pressão do óleo lubrificante tem importante papel no contexto da confiabilidade do sistema. Encontra-se instalado no bloco do motor, na galeria principal do óleo lubrificante, em posição estratégica para essa verificação.

Localizado na galeria de óleo do motor, o ECM usa este interruptor interru ptor para monitorar monitorar a pressão do óleo óleo lubrificante na galeria principal de óleo do motor. Interruptor de um fio só, normalmente fechado, que se abrirá quando a pressão estiver em 0,8 bar. Nota:  Após 3 ciclos de “sem pressão do óleo”, Nota: Após é informado um código de falhas (Cód. 415).

Interruptor de pressão do óleo

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TURBOALIMENTADOR COM GEOMETRIA VARIÁVEL (VGT) O turboalimentador de geometria variável - ou simplesmente VGT, como também é conhecido -, contempla, além dos componentes do turbo simples, algumas diferenças em seu aspecto construtivo como, por exemplo, disco deslizante com aletas, mecanismo de atuação do disco, entre outras, e diferenças de atuação, como o comando eletrônico (via ECM do motor) para acionamento das aletas, enquanto outros modelos de turbos variáveis utilizam comando pneumático. As solicitações de carga aplicadas ao motor são analisadas pelo ECM, comparadas com gráficos padrão e, com base nos valores dessa análise, é adotada uma ação repassada ao mecanismo atuador do turbo, composto por um motor elétrico (motor de passo), conjunto redutor e braços atuadores. O mecanismo atuador, com base no sinal recebido do ECM, movimenta o disco deslizante que, por sua vez, atua sobre a região de circulação dos gases sobre as aletas da turbina, abrindo-a ou fechando-a, fazendo variar a velocidade de passagem desses gases Ao ser deslocado no sentido de fechar a saída dos gases (redução da área do bocal de saída), a velocidade aumenta, aumentando também a rotação do turbo e provocando um aumento rápido da pressão. Ao ser deslocado no sentido de abrir a saída dos gases (ampliação da área do bocal de saída), a velocidade diminui, reduzindo também a rotação do turbo e provocando queda na pressão produzida. Atuador do VGT

Atuador (VGT)

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Sensor de rotação do eixo da turbina O sensor da rotação do turbocompressor é um sensor de rotação de relutância variável (indutivo), que consiste em um fio de bobina e um núcleo de ferro. A marca de referência no eixo do turbocompressor é uma superfície plana no centro do eixo. eixo. Quando uma referência no eixo do turbocompressor turbocompressor passa pelo sensor de rotação, é gerado um sinal. O módulo de controle eletrônico (ECM) interpreta esse sinal e o converte em uma leitura de rotação do turbocompressor. Esse sensor está instalado na própria própria turbina e tem como finalidade informar a velocidade do eixo de giro da turbina para o ECM, que vai controlar a rotação máxima da turbina, evitando o sobregiro da mesma.

Retorno de rotação turbina

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Sensor de temperatura do ar de admissão na entrada do turbocompressor O sensor de temperatura na entrada do compressor do turbocompressor é um sensor de resistência variável e é usado para medir a temperatura do ar que entra na admissão do compressor do turbocompressor.

O ECM monitora a variação da tensão causada pela alteração no valor da resistência do sensor para determinar a temperatura do ar.

Sensor temperatura entrada do turbo

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Funcionamento Funcionament o do sensor de temperatura

•

À medida que a temperatura aumenta, a tensão de sinal diminui;

•

À medida que a temperatura diminui, a tensão de sinal aumenta.

Funcionamento Funcionament o do sensor de pressão

•

À medida que a pressão aumenta, a tensão de sinal aumenta;

•

À medida que a pressão diminui, a tensão de sinal diminui.

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Faixa de Tensão de Funcionamento do Sensor

O que é “Mudança de Estado de Código de Falha”? •

•

62

“Mudança de estado de código de falha é o processo de criar o código de falha ‘oposto’ para diagnosticarr sensores, chicotes e ECM’s”; diagnostica Entender a lógica da ‘mudança de estado de código de falha pode tornar o diagnóstico de falhas tão fácil quanto desconectar um sensor ou remover do ECM o chicote do motor.

Diagnósticos do sensor de temperatura Faça a ligação do fio de sinal com o fio de retorno para criar um código de falha de tensão fora de faixa baixa nos sensores de temperatura.

Diagnósticos do sensor de pressão Faça a ligação da fonte de alimentação de 5 volts com o fio de sinal para criar um código de falha de tensão fora de faixa alta nos sensores de pressão.

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FREIO MOTOR Freio motor (sistema Jake brake) Para auxiliar o sistema de frenagem principal do veículo, também conhecido como freio de serviço, operado a ar comprimido, os motores ISL Cummins oferecem a possibilidade de utilização de um sistema de freio motor auxiliar que atua diretamente sobre as válvulas do cabeçote.

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O EVB (Jake Brake) tem seu funcionamento baseado na ação hidráulica gerada pela atuação de um pistão mestre e um pistão auxiliar de forma que, caso um cilindro esteja no final da fase de compressão, seja comandada a abertura de uma das suas válvulas de escapamento fazendo com que a energia ali acumulada (compressão do ar) não seja devolvida em forma de expansão , mas sim transferida ao escapamento pela derivação aberta, passando diretamente à atmosfera.

Diagrama de funcionamento O processo completo pode ser acompanhado no diagrama e na sequência que obedece aos seguintes passos:

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Freio motor desativado: Nesta condição, o óleo lubrificante chega até a válvula solenóide com a pressão normal de trabalho.

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Ao ser energizada, a válvula solenóide abre permitindo a passagem de óleo lubrificante, sob baixa pressão (pressão normal de trabalho do sistema de lubrificação), pela válvula de controle de fluxo, seguindo em direção à galeria onde estão alojados o pistão auxiliar e o pistão mestre.

A pressão de óleo desloca o pistão mestre para baixo, fazendo com que o parafuso de regulagem de válvula do balanceiro de escape se apóie sobre a vareta de válvula que o movimenta.

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Ao iniciar o movimento ascendente, o balanceiro de escape movimenta o pistão mestre para cima gerando grande elevação da pressão, fechando o retorno pela válvula de controle e comprimindo o pistão auxiliar, deslocando-o para baixo.

Ao realizar esse movimento, o pistão auxiliar abre momentaneamente uma válvula de escape, fazendo com que o pistão do motor que estava no final da fase de compressão descarregue o ar comprimido pelo coletor de escapamento. Ao ser descarregado para a atmosfera pelo escapamento, o ar completa o ciclo de freio-compressor.

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Ao iniciar o movimento descendente, o balanceiro movimenta a válvula de escape para baixo, aliviando a pressão do óleo, e a válvula de escape retorna à sua posição normal.

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Freio motor desligado Ao ser desativado o freio motor (interruptor do painel na posição desligado), a válvula solenóide é desenergizada e a despressurização interna do mecanismo é realizada em duas etapas: 1- A pressão pressão interna existente entre entre a válvula solenóide e a parte inferior da válvula de controle controle é descarregada pela passagem aberta pela movimentação da válvula solenóide; 2- A pressão pressão existente existente na linha de de alta pressão, pressão, ou seja, entre entre a parte superior da válvula de controle e o pistão máster é descarregada pela saída aberta pelo movimento da válvula de controle (a mola pressiona o pistão da válvula contra a parte inferior do alojamento, abrindo uma saída pela parte superior da mesma).

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Interruptor do freio motor Está localizado no painel de instrumentos e tem como finalidade ativar o sistema de freio motor em 50% ou 100% de sua capacidade de frenagem.

Válvula solenóide do freio motor Localizadas sobre os Bancos nº 1 e nº 2 , essas válvulas têm como função liberar o fluxo de óleo lubrificante para dentro das galerias dos Bancos. Válvula solenóide

Solenóide do freio motor

Solenóide do freio motor

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Ativação do sistema O Sistema de Freio Motor Jake Brake foi incorporado nos Motores Cummins ISL 8.9  l  e  e atua diretamente nas válvulas de escape por meio da pressão do Óleo Lubrificante. Para que o freio motor entre em funcionamento, será necessário que o ECM receba e envie as informações, tais como: •

Rotação do Motor acima da marcha lenta;

•

Pedal de embreagem em descanso;

•

Pedal do acelerador em descanso;

•

Interruptor de ativação do Banco 1 com 50%;

•

Interruptor de 100% do freio motor.

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Ao acionar o interruptor 50%, o negativo chega até o módulo no pino 5 e o mesmo libera o positivo para a válvula solenóide do Banco 1 (cilindros 1, 2 e 3 100%) através do pino 7, ativando 50% de freio motor. Se necessário, para atingir os 100% de freio motor, basta pressionar o Botão 2, e o ECM recebe o sinal pelos pinos 5 e 6 e libera positivo pelos pinos 7 e 8 ativando a válvula solenóide do Banco 2 (cilindros 4, 5 e 6) com os 100% de eficiência.

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Interruptores do piloto automático Localizado no painel de instrumentos, trata-se de um único componente que tem duas funções distintas: 1

Ativar o piloto automático ou a tomada de força;

2

Ajustar aumentando a velocidade desejada no piloto automático, ou a rotação do motor durante o uso da PTO.

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Piloto automático Condição de funcionamento (Veículo em velocidade acima de 48 Km/h) O piloto automático permite manter constantes as velocidades acima de 48 km/h sem a necessidade de manter o pedal do acelerador pressionado. Para utilizar o piloto automático: -

Ao acio acionar nar o Inter Interrup ruptor tor do pil piloto oto aut autom omáti ático co  na posição de LIGADO, a luz indicadora do painel de instrumentos se acenderá;

-

Aceleree até Aceler até a vel veloci ocidad dadee desej desejada ada (ac (acima ima de 48 km/h);

-

Pressione Pressi one o botã botãoo “SET “SET”” na na alav alavanc ancaa da da - coluna de direção ou o botão de decremento no conjunto de interruptores do painel, assim o veículo manterá a velocidade programada.

Para alterar a velocidade programada: -

Para aum Para aument entar ar (in (incre creme mento nto)) ou ou dim diminu inuirir - (Decremento) a velocidade de um veículo -que já esteja com o piloto automático acionado, basta acionar o interruptor do piloto automático, localizado no painel dos instrumentos: seta para cima aumenta, seta para baixo diminui sua velocidade.

Obs.: A cada toque no Interruptor, para cima Obs.: A ou para baixo, haverá um aumento ou uma diminuição da velocidade de 5 em 5 Km/h.

O comando do piloto automático será desativado se o pedal do freio ou o pedal da embreagem forem pressionados, ou ainda quando a rotação estiver abaixo de 1.000 rpm. Porém, os dados permanecerão na memória enquanto a ignição estiver ligada.

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Diagrama do piloto automático - caminhão

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Diagrama do piloto automático - ônibus

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Interruptor do ventilador eletromagnético Para otimizar a troca de calor do líquido de arrefecimento com o fluxo de ar que circula pelo radiador, o sistema conta com um ventilador eletromagnético eletromagnéti co de arrefeciment arrefecimento, o, acoplado a uma polia instalada no cubo do componente. A polia é ligada ao ventilador por meio de uma embreagem eletromagnética que, ao ser energizada por um interruptor de temperatura localizado no motor, fica solidário ao ventilador, fazendo com que o mesmo faça o resfriamento do sistema. Quando o módulo eletrônico de controle (ECM) energiza o circuito de controle do ventilador ventilador,, o ventilador é habilitado. Este circuito utiliza um sinal de modulação por largura de pulso (PWM). A frequência frequência do sinal de tensão por pulso depende das necessidades da aplicação. Existem dois tipos de ventiladores suportadoss pelo circuito de controle: de velocidade variável e do tipo liga/desliga(ON/OFF). suportado A ferramenta eletrônica de serviço INSITE™ pode ser utilizada para determinar qual tipo de ventilador está configurado para uso.

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Interruptor do pedal de embreagem Localizado na caixa do pedal (pedaleira) e instalado na haste de acionamento do cilindro de embreagem, o interruptor tem como função informar ao ECM que o pedal de embreagem foi acionado, para que o mesmo, após receber este sinal, desative o piloto automático, corte a aceleração da tomada de força e detecte abuso da embreagem. O interruptor de embreagem é do tipo simples, de circuito fechado. Com o pedal da embreagem em posição de repouso, o interruptor mantém o contato aberto. Ao ser aplicada a embreagem, o contato se fecha e o circuito passa a ter continuidade.

Interruptor duplo do pedal do freio Também localizado na pedaleira e instalado na haste de acionamento da válvula dupla do pedal, o interruptor tem como função informar ao ECM que o pedal de freio foi acionado, para que o piloto automático seja desativado. O interruptor do pedal do freio é do tipo dupla ação (circuito aberto/fechado e fechado/aberto).

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Interruptor do pedal de embreagem e Interruptor duplo do pedal do freio (circuito elétrico)

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SISTEMA SCR (REDUÇÃO CATALÍTICA SELETIVA) A tecnologia SCR, sigla em inglês que significa Redução Catalítica Seletiva, promove a redução do teor de NOx contido nos gases de escape produzidos pela queima de combustível (combustão interna) dos motores de veículos movidos a diesel, por meio de um pós-tratamento químico desses gases. O processo baseia-se na utilização de um agente redutor, ARLA 32 - Agente Redutor Líquido de NOx Automotivo -, uma solução aquosa, incolor, com conteúdo de 32,5% de ureia tecnicamente pura e 67,5% de água desmineralizada, conforme especificado na Instrução Normativa do IBAMA nº 23/  2009. O ARLA 32 é injetado no sistema de escapamento do motor por meio de um bico dosador controlado por um módulo eletrônico, que monitora constantemente o sistema, bem como o volume de solução no reservatório. O agente ARLA 32 deve ser acondicionado em recipientes próprios e, ao abastecer o veículo, devem ser tomados todos os cuidados para que o produto não entre em contato com impurezas para que não haja comprometimento da qualidade da reação. Embora possa provocar corrosão em metais, o ARLA 32 não é tóxico nem tampouco inflamável e sua apresentação líquida é incolor. Por tratar-se de uma solução aquosa, o ARLA 32 congela quando exposto a temperaturas inferiores a 11 ºC. Mediante aquecimento, o ARLA 32 congelado voltará ao estado líquido, podendo ser utilizado normalmente. Por meio de adição de uma dosagem controlada do agente redutor ARLA 32 no sistema de tratamento de gases de escape, é possível transformar substâncias nocivas existentes nos gases de escape em substâncias inofensivas para o ambiente (nitrogênio e água). Veículos dotados da tecnologia SCR necessitam da adição do agente redutor para manter dentro dos limites legais os valores de emissão de gases especificados pela fase P7 do PROCONVE (Programa de Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores).

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Chicote do motor

Filtro de ar

ECM

Sistema de arrefecimento do motor ARLA 32 para DU

Unidade dosadora DU

Retorno de ARLA 32 Nível e temperatura de ARLA 32

Sensor NOx

Sensores de temperatura

Injetor de ARLA 32 Gases de escape

Componentes do sistema SCR •

Unidade dosadora de ARLA 32;

•

Conversor catalítico (cataliza (catalizador); dor);

•

Injetor;

•

Termistor;

•

Sensor de NOx (sonda lambda);

•

Filtro de ar.

82

Reservatório de ar

Unidade dosadora de ARLA 32 Responsável por efetuar a dosagem de uréia no tubo de exaustão. Necessita de ar comprimido do veículo (mínimo de 6 bar para iniciar a operação). Tem seu módulo interno de controle, mas não determina a quantidade de ureia que deverá ser dosada, pois este processo é determinado pelo ECM. Tem seu próprio diagnóstico, conectores com Poke Yoke para evitar montagem incorreta.

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Conversor catalítico - EGP (Processador do gás de escape) Sua função é de garantir a boa distribuição do fluxo de exaustão e o perfeito processo de catálise dos gases para a conversão do NOx. Reduzir os ruídos provenientes do processo de combustão garante também as especificações de contrapressão do motor.

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Injetor de ARLA 32 Componente construído em aço Inox de boa resistência às intempéries, está instalado na região de entrada dos gases de escape. Trata-se de um atuador exclusivo para o sistema de ar assistido, não possui válvulas ou qualquer componente eletrônico.

Térmistores O sistema utiliza dois sensores térmicos, também conhecidos como térmistores, que são os responsáveis em fornecer para o ECM a temperatura dos gases de escape que passam tanto na entrada como na saída do conversor catalítico (catalizador), para controle das emissões.

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Sensor de NOx (pós-tratamento) Instalado na saída do conversor catalítico, tem as seguintes funções: -

Informar ao ECM Informar ECM a quantida quantidade de de ar que que está está passand passandoo pelo escap escapamen amento, to, e se é mistura mistura pobre pobre ou rica. Como essas informações, o ECM irá aumentar ou diminuir o tempo de injeção;

-

Detectar a conce Detectar concetraçã traçãoo em PPM PPM (partes (partes por por milhão) milhão) da quanti quantidade dade de NOx (NO e NO2 principalmente) no tubo de saída do sistema de exaustão.

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Filtro de ar assistido Filtro responsável por garantir que não haverá óleo vindo do compressor do motor para dentro da unidade dosadora.

A substituição do filtro deve obedecer ao plano de manutenção.

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Funcionamento Funcionamen to do sistema de ar assistido Utiliza 3 modos de estado para o funcionamento: 1º: Modo escorva - Estado de preparação do sistema para operação; 2º: Modo dosagem - Estado de operação. Quando o sistema está pronto para injetar uréia no tubo de exaustão; 3º: Modo purga - Estado de limpeza do sistema para garantir adequado desligamento e boa inicialização na próxima - ligada de chave.

Esquema de funcionamento do sistema de ar assistido 1

Pressurizando

2

Do s a n d o

3

Purgando

Tanque de ar

Unidade dosadora DU

Tanque de ARLA 32

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Injetor de ARLA 32

1

Pressurizando

2

Do s a n d o

3

Purgando

Tanque de ar

> 6 bar Unidade dosadora DU

•

•

30 segundos para cada tentativa 20 tentativas até o código de falha ser acionado Tanque de ARLA 32

Injetor de ARLA 32

Tanque de ar 1

Pressurizando

2

Do s a n d o

3

Purgando

Unidade dosadora DU

•

•

Linha de retorno completamente fechada. Início da Injeção com mix de uréia e água. Tanque de ARLA 32

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Injetor de ARLA 32

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Tanque de ar 1

Pressurizando

2

Do s a n d o

3

Purgando

Unidade dosadora DU

Tanque de ARLA 32

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Reações químicas do sistema SCR 1ª Termólise do ARLA 32 para ácido iso-cianídrico e amônia (reator de decomposição). - Necessita calor e tempo.

Termólise

Tubo de decomposição Amônia Ureia Ácido iso-cionídrico

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2ª Hidrólise de ácido iso-cianídrico para amônia e gás carbônico CO 2(SCR Catalyst). - Necessita de H 2O; - Necessita de calor e tempo; - Feito dentro do catalisador.

Hidrólise

Ácido Iso-cianidrico

Água

SCR CATALYST

Dióxido de carbono ou Gás carbônico

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3ª Redução de óxido de nitrogênio NO x para gás nitrogênio (N 2) e vapor de água (H 2O) - SCR Catalyst. - Necessita de calor e tempo; - Feito dentro do catalisador.

Redução de NOx

NOx

SCR CATALYST

Água Gás Nitrogênio

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Manutenção do sistema SCR •

•

•

Não há indicação de manutenção periódica para os componentes do sistema de pós-tratamento exceto para o filtro de ar assistido (conforme mostrado anteriormente); Catalisadores não são reparáveis ou substituíveis; Não há recomendação de limpeza periódica para limpeza dos componentes do sistema de pós-tratamento.

Diagnóstico do sistema SCR •

•

•

Qualquer falha será mostrada no painel; Buscar o código de falha e seguir recomendação do manual de diagnóstico da literatura técnica ou descritivo do Insite; Nova característica: se o motor ou o sistema de pós-tratamento apresentar apresentar problemas, o motor pode sofrer perda de potência que forçará o motorista a parar o veículo e reparar o problema.

Sempre que for realizar uma manutenção na qual seja necessária a remoção de algum componente do sistema de tratamento do gás de escape, é imprescindível e inevitável a total limpeza, pois a ureia cristaliza com muita facilidade entupindo as galerias. Isto se aplica também à unidade dosadora.

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SISTEMA DE PROTEÇÃO DO MOTOR O sistema de proteção do motor é realizado através do monitoramento de temperaturas, pressões e níveis de fluidos do sistema que, em conjunto com a parada e partida de proteção, quando habilitados, impedem que o motor trabalhe sob condições que possam comprometer seu funcionamento ou danificar seus componentes. Para isso, esse sistema possui luzes de aviso localizadas no painel de instrumentos. Algumas destas indicações luminosas são acompanhad acompanhadas as de sinal sonoro. Duas destas luzes merecem atenção especial sempre que vierem a acender: Parada obrigatória

(vermelha vermelha). ).

Indica que o sistema de proteção do motor foi ativado. Uma falha grave pode estar ocorrendo no motor. Se acender com o veículo em movimento, deve-se parar o veículo.

Advertência

( amarela). (amarela ).

Indica que há uma falha leve no motor, porém não é necessária a parada imediata do veículo. O veículo deve ser conduzido até uma concessionária Volkswagen.

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SISTEMA DE AUTODIAGNOSE DE BORDO - OBD 2 Condições de funcionamento do OBD •

Altitude não superior a 1600 metros;

•

Temperatura do líquido de arrefecimento do motor acima de 70° C;

•

Temperatura do catalisador maior que 200 o C.

Limites de emissões de NOx Emissões de NOx

Fase P-7 do PROCONVE Limite de emissões de NOx (g/kWh)

Ativação do despotenciamento

7,00 7,

Ativação da LIM

3,5

Valor-limite para homologação

2,0

O despotenciamento é ativado nas seguintes condições: 

Com período de espera de 48 horas de operação do motor:

•

- Para todas as falhas relacionadas ao sistema de controle de emissões que não sejam reparadas, - que gerem nível de NOx entre 3,5 e 7,0 g/kWh, de modo seguro para a operação do veículo.

•

Sem período de espera:

•

• •

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- Na falta de reagente; - Com nível de NOx superior a 7,0 g/kWh, sem detecção de falha.

•

Armazenamento dos dados de OBD Quando o limitador de torque do motor for ativado, o mesmo não deverá exceder um valor máximo de: • •

25% de redução para veículos com até 16 toneladas; 40% de redução para veículos acima de 16 toneladas.

Por segurança, o limitador de torque será ativado após a primeira vez que a velocidade do veículo (km/h) for igual a “0” (zero), assim que as condições de ativação tenham ocorrido.

•

Uma vez ativado o despotenciamento , o condutor continua a ser alertado e um código de falha não susceptível de ser apagado é apagado  é armazenado por um período mínimo de 400 dias ou de 9.600 horas de funcionamento do motor.

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 ANOTAÇÕES  ANOT AÇÕES

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 ANOTAÇÕES  ANOT AÇÕES

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99

 ANOTAÇÕES  ANOT AÇÕES

100