Gerenciamento_motor_327 - APOSTILA NOVO UNO

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8:

Introdução

05

Características

06

Funcionamento do sistema de injeção - ignição

07

Sistema de injeção

10

Sistema de ignição

11

Central de injeção/ignição (NCM) IAW 7GF

20

Eletroinjetores

23

Coletor de combustível

23

Sensor de temperatura do líquido de refrigeração do motor

25

Sensor de detonação

27

Sensor de rotações

29

Potenciômetro do pedal do acelerador

32

Corpo de borboleta

33

Sensor de pressão e temperatura do ar aspirado

36

Sonda lambda

39

Bobinas de ignição

43

Sensor de fases

45

Variador de fase (somente para versão 1.4 8V)

47

Eletrobomba de combustível

50

Eletrobomba de partida a frio

51

Eletroválvula de partida a frio

51

Eletroválvula do canister

52

PDU (Unidade de Distribuição de Potência)

55

Controle eletrônico do motor 1.0

56

Controle eletrônico do motor 1.4

58

Fixação do motor propulsor

60

Sistema de aspiração

61

Sistema de exaustão

62

Sistema de arrefecimento

63

Motor FIRE 1.0 HPP LF e 1.4 EVO

64

Câmbio

76

Suspensão

77

Sistema de direção

81

Sistema de freio

82

Caderno de exercícios

85

Exercícios: Gerenciamento eletrônico do motor 327

87

Exercícios: Mecânica projeto 327

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Gerenciamento eletrônico do motor e mecânica 327

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Neste material, vamos abordar o conteúdo de mecânica do 327, entre chassi e motor com suas principais características e novidades. O material está dividido em capítulos, algumas informações são comuns para todos os modelos, com detalhes específicos entre as versões, com uma atenção à nova geração de motores “1.0 HPP LF e 1.4 EVO”. Bons estudos!

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Gerenciamento eletrônico do motor e mecânica 327

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O sistema Marelli IAW 7GF pertence à categoria dos sistemas integrados de: UÊ Ignição eletrônica digital de descarga indutiva UÊ Distribuição estática - injeção eletrônica do tipo sequencial fasado (1-3-4-2). O sistema Marelli IAW 7GF é aplicado à família dos novos motores FIRE 1.0 HPP LF e 1.4 EVO que equipam o 327. A figura que seguinte ilustra o sistema em geral.

1. Tanque de combustível

17. Sensor de rotações e PMS

2. Eletrobomba do combustível

18. Velas de ignição

3. Válvula multifunções

19. Sensor de temperatura do líquido refrigerante

4. Válvula de segurança

20. Eletroinjetores 21. Atuador de comando da borboleta e sensor de

5. Tubulação de envio de combustível

posição da mesma

6. Central eletrônica de injeção/ignição (NCM)

22. Potenciômetro do pedal do acelerador

7. Bateria

23. Coletor de alimentação de combustível

8. Comutador de ignição

24. Filtro de ar

9. Eletroválvula de comando do variador de fase

25. Bobinas de ignição

(Apenas para a versão 1.4 8V) 10. Unidade de distribuição de potência (PDU)

26. Sonda lambda (pré-catalisador)

11. Sistema de climatização

27. Lâmpada indicadora de avarias (MIL)

12. Eletroválvula interceptora de vapores do combustível

28. Conta-giros

13. Sensor de fase

29. Catalisador

14. Filtro de carvões ativos

30. Sonda lambda (pós-catalizador) 31. Sensor de pressão atmosférica

15. Tomada de diagnóstico

(Apenas para a versão 1.4 8V)

16. Sensor de pressão absoluta e temperatura

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Gerenciamento eletrônico do motor e mecânica 327

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Funções principais O NCM, nas condições de regime mínimo e para manter um funcionamento regular do motor com a variação dos parâmetros ambientais e das cargas aplicadas, controla: UÊ O início de ignição; UÊ O fluxo de ar. O NCM controla a injeção de modo que a relação estequiométrica (ar/combustível) esteja sempre dentro do valor ideal. As funções do sistema são essencialmente as seguintes: UÊ Autoadaptação do sistema; UÊ Autodiagnóstico; UÊ Reconhecimento do Fiat CODE; UÊ Controle de partida a frio; UÊ Controle da combustão - sonda lambda; UÊ Controle do enriquecimento em aceleração; UÊ Corte de combustível em fase de desaceleração (cut off); UÊ Recuperação de vapores do combustível; UÊ Limitação do número máximo de rotações; UÊ Controle de alimentação de combustível - eletrobomba de combustível; UÊ Ligação com o sistema de climatização; UÊ Reconhecimento da posição dos cilindros; UÊ Regulagem dos tempos de injeção; UÊ Regulagem dos avanços de ignição; UÊ Controle e gestão do regime de mínimo; UÊ Controle do eletroventilador de arrefecimento; UÊ Controle do variador de fase (apenas para a versão 1.4 8V).

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Gerenciamento eletrônico do motor e mecânica 327

Controle de emissões A evolução tecnológica dos veículos foi impulsionada por programas e legislações em vários países, voltados para a redução das emissões veiculares. O Brasil foi o primeiro país a adotar uma legislação específica para reduzir as emissões veiculares na América do Sul. Em 1985, foi aprovada pela Resolução CONAMA nº 18/1986, instituindo-se, então, o Programa de Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores (PROCONVE). O PROCONVE foi criado com os objetivos de reduzir os níveis de emissão de poluentes por veículos automotores visando o atendimento aos Padrões de Qualidade do Ar, especialmente nos centros urbanos. A estratégia do PROCONVE objetiva o controle das emissões de poluentes dos veículos leves e pesados. Desta forma foram estabelecidos limites máximos para emissão de poluentes, implantados em fases sucessivas, e cada vez mais severos, com prazos para a adequação dos veículos.

A resolução do CONAMA nº 354, Dez/04, Estabelece para veículos leves de passageiros e leves comerciais, nacionais e importados, destinados ao mercado brasileiro, equipados com motores do ciclo Otto, a utilização de sistema de diagnose de bordo (OBD) introduzidos em duas etapas consecutivas e complementares denominadas OBD Br1 e OBD Br2, em atendimento ao art.10 da Resolução no 315, de 29 de outubro de 2002, do Conselho Nacional do Meio Ambiente – CONAMA. O sistema OBD Br1 deve possuir as características mínimas para a detecção de falhas nos seguintes componentes para a avaliação de funcionamento dos sistemas de ignição e de injeção de combustível (Resolução CONAMA nº. 354, Dez/04): UÊ Sensor de pressão absoluta ou fluxo de ar;

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Gerenciamento eletrônico do motor e mecânica 327

UÊ Sensor de posição de borboleta; UÊ Sensor de temperatura de arrefecimento; UÊ Sensor de temperatura do ar; UÊ Sensor de oxigênio (somente pré-catalisador); UÊ Sensor de velocidade do veículo; UÊ Sensor de fases; UÊ Sensor de rotações e PMS; UÊ Sistema de recirculação dos gases de escape (EGR); UÊ Sensor de detonação; UÊ Eletroinjetores UÊ Sistema de ignição; UÊ Central de controle do motor; UÊ Lâmpada indicadora de avarias; UÊ Outros componentes que o fabricante julgue relevantes para a correta avaliação do funcionamento do veículo e controle de emissões de poluentes. A norma OBD Br2 é a norma que mais se aproxima da norma EOBD (Européia) e além das funções e características do sistema OBD Br1, deve detectar e registrar a existência de falhas de combustão (misfire), deterioração dos sensores de oxigênio (diagnose da sonda lambda) e eficiência do catalisador, que acarretam aumento de emissões, bem como apresentar características mínimas para a detecção de falhas nos seguintes componentes, quando aplicável: UÊ Sensores de oxigênio (pré e pós-catalisador); UÊ Válvula de controle da purga do canister; UÊ Outros componentes que o fabricante julgue relevantes para a correta avaliação do funcionamento do veículo e controle de emissões de poluentes.

>f]^mZea^3 s A diagnose de sonda lambda indica o mau funcionamento da sonda pré-catalisador mediante o confronto das medidas lidas com valores de referência. s A diagnose do catalisador tem como objetivo avaliar a eficiência do catalisador e é feita de modo indireto analisando sua capacidade de reter oxigênio (leitura feita pela sonda póscatalisador). s A diagnose “misfire” tem como objetivo detectar falhas de combustão que podem ser do tipo destrutivo para o catalisador ou do tipo não destrutivo ao catalisador, que em ambos os casos aumenta o nível de emissões. Nota: Caso a lâmpada indicadora de avarias (MIL) lampeje no quadro de instrumentos, isso indicaria uma possível avaria no catalisador devido a presença de Misfire (falha de combustão).

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Gerenciamento eletrônico do motor e mecânica 327

O projeto 327, inicialmente, será comercializado atendendo a normativa de diagnóstico OBD Br1, com apenas uma sonda lambda (pré-catalisador) ativa e posteriormente atenderá a normativa OBD Br2, com duas sondas (pré e pós-catalisador). Nesta apostila já iremos tratar algumas características do sistema OBD Br2 (como as estratégias da sonda pós-catalisador, aprendizado da roda fônica e erros de "misfire"), visto que sua implementação será rápida nesse veículo; Ambos os sistemas atendem a legislação de emissões – PROCONVE fase 5, Tier 2 (ver quadro de legislação de emissões no Brasil).

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As condições essenciais que devem sempre ser satisfeitas na preparação da mistura ar/combustível para o bom funcionamento dos motores de ignição são, principalmente: UÊ A "dosagem" (relação ar/combustível) deve ser mantida o mais possível constante próxima do valor estequiométrico, de maneira a assegurar a necessária rapidez de combustão, evitando consumos de combustível inúteis; O sistema de injeção/ignição utiliza um sistema de medida indireta do tipo "SPEED DENSITYLAMBDA". Na prática, o sistema utiliza os dados de regime do motor (número de rotações por minuto) e densidade do ar (pressão e temperatura) para medir a quantidade de ar aspirado pelo motor. A quantidade de ar aspirado por cada cilindro em cada ciclo do motor depende da densidade do mesmo, além da cilindrada unitária e da eficiência volumétrica. Por densidade do ar entende-se a do ar aspirado pelo motor, calculada em função da pressão absoluta e da temperatura, ambas registradas no coletor de admissão. Por eficiência volumétrica entende-se o parâmetro relativo ao coeficiente de enchimento dos cilindros registrado com base nos testes experimentais feitos no motor em todo o campo de funcionamento e sucessivamente memorizados na central eletrônica. Estabelecida a quantidade de ar aspirado, o sistema deve fornecer a quantidade de combustível em função da mistura desejada. O impulso de fim de injeção ou sincronização de produção está contido num mapa memorizado no NCM e é variável em função do regime do motor e da pressão no coletor de admissão. Na prática trata-se das elaborações que o NCM efetua para comandar a abertura sequencial

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Gerenciamento eletrônico do motor e mecânica 327

e fasada dos quatro injetores, um por cilindro, por uma duração estritamente necessária para formar a mistura ar/combustível mais próxima da relação estequiométrica. O combustível é injetado diretamente no coletor na proximidade das válvulas de admissão com uma pressão de cerca de 4,2 bar. Enquanto que a velocidade (número de rotações por minuto) e a densidade do ar (pressão e temperatura) são utilizadas para medir a quantidade de ar aspirado, estabelecida a dosagem da quantidade de combustível em função da mistura desejada, os outros sensores presentes no sistema (temperatura do líquido de refrigeração, posição da válvula de borboleta, tensão da bateria) permitem o NCM corrigir a estratégia de base para todas as condições particulares de funcionamento do motor.

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O sistema de ignição é de descarga indutiva de tipo estático, isto é, sem o distribuidor de alta tensão com módulos de potência colocados no interior do NCM. O sistema prevê duas bobinas de saída dupla de alta tensão colocadas num único suporte e ligadas diretamente às velas. O primário de cada bobina está ligado ao relé de potência (é portanto alimentado pela tensão da bateria) e aos pinos da unidade de comando eletrônico para a ligação de massa. O NCM, superada a fase de partida, gera o avanço de ignição com base obtida através de um mapa adequado em função de: UÊ Regime de rotação do motor; UÊ Valor de pressão absoluta (mbar) registrada no coletor de admissão. Este valor de avanço é corrigido em função das temperaturas do líquido de arrefecimento do motor e do ar aspirado. As velas dos cilindros estão ligadas cada uma, através de cabos de alta tensão, aos terminais do secundário da respectiva bobina. Esta solução é também denominada "faísca única" visto que a energia acumulada pela bobina descarregar-se-á quase exclusivamente nos eletrodos da vela correspondente situada no cilindro em compressão permitindo a ignição da mistura. As bobinas estão englobadas num único corpo situado na tampa das válvulas. (versão 1.4 EVO). Já na versão 1.0 LF, é utilizado o sistema de ignição com centelha perdida, e a bobina está localizada na parte posterior do cabeçote. 11

Gerenciamento eletrônico do motor e mecânica 327

Esquema de informações na entrada/saída do NCM Através da linha CAN chegam ao NCM os dados de nível do combustível e velocidade do veículo.

1. NCM (Nó de Controle do Motor)

14. Sensor de pressão e temperatura do ar aspirado

2. Eletroválvula de pilotagem do variador de fase

15. Sensor do pedal acelerador

(apenas para a versão 1.4 8V) 3. Quadro de instrumentos – comunicação via

16. Sensor de detonação

rede CAN - sistema G1L (com a central Fiat CODE integrada) 4. Atuador de comando da borboleta e sensor

17. Sensor de rotações e PMS

de posição da mesma 5. Eletroinjetores

18. Comutador de ignição

6. Eletroválvula de vapores do combustível

19. Sonda lambda a montante do catalisador

7. Tomada de diagnóstico

20. Eletrobomba do combustível

8. Velas de ignição

21. Relés de comando da alta e baixa velocidades do eletroventilador do radiador

9. Bobinas de ignição

22. Velocímetro

10. Luz indicadora de temperatura excessiva do

23. Sonda lambda a jusante do catalisador

líquido de refrigeração do motor 11. Luz indicadora de avaria da injeção

24. Sensor de fase

12. Sistema climatizador

25. Sensor de nível do combustível

13. Sensor de temperatura do líquido de

26. Sensor de pressão atmosférica

arrefecimento do motor

(apenas para a versão 1.4 8V)

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Gerenciamento eletrônico do motor e mecânica 327

Lógica de funcionamento :nmhZ]ZimZ­«h]hlblm^fZ O NCM é dotado de uma função autoadaptativa que tem a função de reconhecer as mudanças que se verificam no motor devido a processos de ajustamento no tempo e ao envelhecimento, seja dos componentes, seja do próprio motor. Estas mudanças são memorizadas sob forma de modificações dos mapas de base, e têm o objetivo de adaptar o funcionamento do sistema às alterações progressivas do motor e dos componentes em relação às características do novo. Esta função autoadaptativa permite também compensar as inevitáveis diversidades (devidas às tolerâncias de produção) de componentes eventualmente substituídos. O NCM, através da análise dos gases de escape, modifica os mapas de base em relação às características do motor novo. Os parâmetros autoadaptativos não são anulados com a desmontagem da bateria.

:nmh]bZ`g·lmb\h^k^\ho^kr O sistema de autodiagnóstico do NCM controla o correto funcionamento do sistema e assinala eventuais anomalias através de uma luz indicadora de avarias (MIL) no quadro de instrumentos com cor e ideograma controlados pela normativa. Esta luz indicadora assinala as avarias de gestão do motor e as anomalias detectadas pelas estratégias de diagnóstico OBD. A lógica de funcionamento da luz indicadora de avarias (MIL) é a seguinte: UÊ Com chave em marcha a luz se acende e fica acesa até se verificar o arranque do motor; UÊ O sistema de autodiagnóstico da central verifica os sinais provenientes dos sensores comparando-os com os dados limites permitidos. Sinalização de avarias quando do arranque do motor: UÊ A não desativação da luz indicadora de avarias depois do arranque do motor indica a presença de um erro memorizado na central. Sinalização de avarias durante o funcionamento: UÊ O acendimento da luz indicadora de avarias intermitente indica a possível danificação do catalisador devido a "misfire" (falha de ignição – somente nas versões já calibradas com sistema OBD Br2); UÊ O acendimento da luz indicadora de avarias de modo fixo indica a presença de erros de gestão do motor ou de erros de diagnóstico OBD.

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Gerenciamento eletrônico do motor e mecânica 327

A central define de cada vez o tipo de recovery em função dos componentes em avaria. Os parâmetros de recovery são geridos pelos componentes sem avaria.

K^\hga^\bf^gmh]h?bZm O NCM no momento em que recebe o sinal de chave em "MAR", dialoga com o quadro de instrumentos (função Fiat CODE) para obter a liberação para a partida. A comunicação acontece através da linha CAN que liga os dois nós (NCM e NQS).

K^\hga^\bf^gmh]Zihlb­«h]hl\bebg]khl O sinal de fase do motor, conjuntamente com o sinal de rotações do motor e ponto morto superior (PMS), permite ao NCM reconhecer a sucessão dos cilindros para atuar a injeção fasada. Este sinal é gerado por um sensor de efeito Hall.