Gerenciamento_motor_mecanica_327 Fiat - Fiori - Poli

Gerenciam Gerenciamento ento eletrônico do m otor e m ecânica ecânica 327

Gerenciamento eletrônico do motor mo tor e mecâni mecânic ca 327 3 27


Características O sistema de injeção Marelli IAW 7GF é aplicado à família dos novos motores FIRE 1.0 HPP LF e 1.4 EVO que equipam o Projeto 327. O sistema Marell i IAW IAW 7GF pertence à categoria dos sistemas integrados de: • ignição ignição eletrôn eletrônica ica digital digital de descarga indu induttiva; iva; • dist distri ribu buiçã ição o estát estática ica;; • injeção elet eletrôn rônica ica do tipo sequencial sequencial fasado fasado (1-3-4-2). (1-3-4-2).


A figura que se segue ilustra o sistema em geral.

Gerenciamento eletrônico do m otor e m ecânica 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. O PROCONVE (Programa de Controle da Poluição do Ar p or Veículos Automotores) foi criado com o objetivo de reduzir os níveis de emissão de poluentes por veículos automotores, visando o atendimento aos Padrões de Qualidade do Ar, especialmente nos centros urbanos.


Controle de emissões A estratégia do PROCONVE objetiva o controle das emissões de poluentes dos veículos leves e pesados. Dessa forma, foram estabelecidos limites máximos para emissão de poluentes, que foram implantados em fases sucessivas cada vez mais severas, com prazos para a adequação dos veículos. Veja no quadro abaixo as fases de implementação.


Controle de emissões 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 OBDBr-1 e OBDBr-2. O sistema OBD Br 1 deve possuir as características mínimas para a detecção de falhas nos componentes dos sistemas de ignição e de injeção de combustível para a correta avaliação do funcionamento do veículo e controle de emissões de poluentes. A norma OBD Br 2 é a norma que além das funções e características do sistema OBD Br 1, deve detectar e registrar a existência de falhas de ignição (misfire), deterioração dos sensores de oxigênio (diagnose da sond a lambda) e eficiência do catalisador, que acarretam aumento de emissões.


Controle de emissões Em detalhe: • A diagnose de sonda lambda indica o mau funcionamento da sonda pré-catalisador mediante o confronto das medidas lidas com valores de referência. • 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 pós-catalisador). • 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 aumenta o nível de emissões. Caso a lâmpada indicadora de avarias (MIL) lampeje no quadro de instrumentos, isso indicaria uma possível avaria no catalisador devido à presença de Misfire (falha de combustão). Nota:


Controle de emissões Uma grande característica do sistema OBD Br 2, é que os motores são equipados com duas sondas lambdas, uma pré-catalisador e uma póscatalisador (para avaliar a eficiência do catalisador) O Projeto 327 inicialmente será comercializado atendendo a normativa de diagnóstico OBD Br1, com apenas uma sonda lambda ativa (pré-catalisador) e posteriormente atenderá a normativa OBD Br2, com duas sondas (pré e pós-catalisador).

Ambos os sistemas atendem a legislação de emissões Proconve fase 5, Tier 2 (ver quadro de legislação de emissões no Brasil).


Sistema de injeção O combustível é injetado diretamente no coletor na proximidade das válvulas de admissão com uma pressão de cerca de 4,2 bar, mediant e sistema de retorno cu rto. O NCM com anda a abertura sequenci al e fasada do s quatro injetor es, um po r cil indr o, por u ma duração estritamente necessária para formar a mistura ar/comb ustível mais pr óxima d a relação estequio métrica.


Sistema de ignição No motor 1.4 EVO é utilizado um sistema de faísca única (sequencial), onde as bobinas estão englobadas num único corpo situado na tampa das válvulas. Localização da bobina no motor 1.4 EVO

J á na versão 1.0 LF, é utilizado o sistema de ignição com centelha perdida, e a bobina está localizada na parte posterior do cabeçote.


Estratégias e controles do sistema


Controle de combustão - sondas lambda Nos sistemas OBD Br 2 as sondas lambda são todas do mesmo tipo, mas não intercambiáveis, e estão colocadas uma antes e outra depois do catalisador. As sondas lambdas são utilizadas pela central para: • Verificar o andamento da combustão (sonda lambda pré-catalisador); • Efetuar as correções autoadaptadoras (sonda lambda pré-catalisador); • Verificar as condições de funcionamento do conversor catalítico (sonda lambda pós-catalisador).


Gestão do sistema de partida a frio Duas condições deverão ser satisfeitas no momento da partida para acionamento do sistema de partida a frio: • Temperatura do líquido do sistema de arrefecimento <17 ºC; • A/F compreendido entre 9 e 10. A eletrobomba e eletroválvula de partida a frio são comandadas pelo NCM via relé T14 da PDU. Capacidade do reservatório de partida a frio: 2,0 litros.


Estratégia de reconhecimento de A/ F AF da primeira partida (linha de produção): 13.2 A/F Confirmação de AF da primeira partida: 3,8 km ou 1,2 litros (motor es 1.0 e 1.4)

% de variação de nível de tanque para liberar o aprendizado de AF: 3% de variação

% mínimo do tanque liberar o aprendizado de AF: abaixo de 15% (coincid e com o acendimento da lâmpada de reserva de combustível)


Estratégia de reconhecimento de A/ F Partida malsucedida

Se acontecer um reabastecimento, e for realizado um percurso curto, insuficiente para que seja completado o aprendizado de combustível (limitado ao consumo de uma quantidade em litros na calibração),e ao dar a partida, em três situações sucessivas o motor não entra em funcionamento. Neste caso, se a temperatura do motor estiver baixa, é assumido um valor diferente de A/F para a realização da próxima partida. A/F de partida malsucedida: 11,0:1 (mot ores 1.0 e 1.4)


Funcionamento em cut o ff

A estratégia de cut off (corte de combustível) é atuada quando o NCM reconhece a posição de pedal acelerador em repouso: percentagem pedal = 0% e o regime do motor supera aproximadamente a 1350 rpm (o valor é indicativo e variável com base de alguns parâmetros, entre os quais principalmente temperatura e velocidade). O reconhecimento do pedal acelerador acionado ou do regime motor inferior a 1270 rpm (valor indicativo variável para os vários modelos) reabilita a alimentação do motor.


Proteção fora de rotações Quando o regime de rotação do motor supera o valor de 6530 rpm imposto pelo construtor, o próprio motor encontra-se em condições de funcionamento "críticas". Quando o NCM reconhece a superação do regime supracitado, inibe o controle dos eletroinjetores. Quando o regime de rotações volta a entrar num valor não crítico (6500 rpm), é restabelecido o controle.

Gestão do controle do regime mínimo do motor A rotação de marcha lenta prevista a quente é de 800 ± 50 rpm .


Comando da eletrobomba de combustível

A eletrobomba de combustível é controlada pelo NCM através de um relé. O desligamento da bomba verifica-se: • Se o motor descer abaixo das 40 rpm aproximadamente; • Após um certo tempo (cerca de 3 segundos) com o comutador de ignição na posição MAR sem que seja efetuado a partida (consenso temporizado).


Gestão do eletroventilador do radiador O NCM controla diretamente o funcionamento do eletroventilador do radiador em função da temperatura do líquido refrigerante do motor e da ativação do sistema de climatização. O eletroventilador ativa-se quando a temperatura supera os 97° C ± 2° (1ª velocidade) e os 103ºC ± 2° (2ª velocidade).

A desativação efetua-se com uma histerese de 3° C inferiores ao limite de ativação.


Gestão do variador de fase O variador de fases é gerido completamente pelo NCM, que: • Registra a posição da árvore de cames através do sensor de fases; • Modifica esta posição com base no ponto de funcionamento do motor segundo ummapa calibrado; • Mantém sob controle a posição da árvore de cames. O NCM comanda a eletroválvula de controle do variador com um comando em duty cycle.


Componentes, sensores e atuadores do sistema Marelli 7GF


Nova central de injeção/ ignição (NCM) IAW 7GF

Novo hardware e novo software de injeção. É uma unidade do tipo digital com microprocessador, caracterizada por elevada capacidade de cálculo, precisão, versatilidade, baixo consumo de energia e ausência de manutenção.


Eletroinjetores Características

Os eletroinjetores são do tipo miniaturizado (1.4 EVO: IPE017 / 1.0 LF: IPE016) Pico Eco, alimentados a 12 V e têm uma resistência interna de 12,5 Ohm

±

10% 20° C.


Sensor ensor de temperatura temperatu ra do líquido l íquido de refrigeração refrigeração do motor m otor

Características

Está montado no suporte termostático e registra a temperatura da água através de um termistor NTC com coeficiente de resistência negativo.

Sensor Sensor d e temperatura da água


Sensor de detonação Características

O sensor de detonação, de tipo piezoelétrico, está montado no bloco e registra a intensidade das vibrações provocadas pela detonação nas câmaras de combustão.

Sensor de detonação


Sensor de rotações

Características É do tipo indutivo, isto é, funciona mediante a variação do campo magnético gerado pela passagem dos dentes da roda fônica (60-2 dentes). A central de injeção utiliza o sinal do sensor de rotações para: •Determinar a velocidade de rotação; •Determinar a posição angular da arvore de manivelas. Características elétric as:

• Resistência : 860 Ohm (±10%) • Espaçamento do sensor : 0,3 – 1,8 mm • Tensão de saída: 31650 mV

Sensor de rotações


Sensor de rotações A grande novidade desse sistema de injeção, em relação ao sensor de rotações, é que no sistema OBD Br2 faz-se necessário o procedimento de aprendizagem da roda fônica. Este procedimento permite que o NCM detecte as irregularidades da roda fônica devido às dispersões construtivas, com a finalidade de efetuar uma diagnose correta de misfire (falha de combustão). O procedimento deve ser efetuado nos seguintes casos: • Substituição da roda fônica; • Substituição do sensor de rotações; • Substituição/reprogramação do NCM. Com o equipamento de diagnose, pode-se saber se foi efetuado ou não o aprendizado de roda fônica, independente das informações visuais da lâmpada indicadora de avarias.


Potenciômetro pedal do acelerador Características

O pedal do acelerador está equipado com dois potenciômetros integrados: • Um principal; • Um de segurança. A central de injeção ativa as seguintes estratégias de " recovery" nas seguintes condições: • Em caso de avaria de um dos dois potenciômetros, permite a abertura da borboleta até um máximo de 40° num tempo muito prolongado; • Em caso de avaria completa dos dois potenciômetros, exclui a abertura da borboleta.


Corpo de borboleta Características

Está fixado no coletor de admissão e regula a quantidade de ar aspirado pelo motor. Em função do sinal proveniente do potenciômetro do pedal do acelerador, a central de injeção comanda a abertura da borboleta através de um motor elétrico de corrente contínua integrado no corpo de borboleta. TPS

Tensão de alimentação 5V ± 0,5 Corrente de entrada: <30 mA Corrente de saída: <1,375 mA Motor DC

Tensão de alimentação: 13 V Limite de corrente: 9,8 A


Sensor de pressão e de temperatura do ar aspirado Características

O sensor de pressão e de temperatura do ar aspirado é um componente integrado que tem a função de registrar a pressão e a temperatura do ar no interior do coletor de admissão.

Sensor de pressão e temperatura do ar


Sondas lambdas Características

De tipo "planar", estão montadas a montante e a jusante do catalisador e informam a central de injeção sobre o andamento da combustão (relação estequiométrica).

Sonda lambda pré-catalisador

Sonda lambda pós-catalisador

No sistema OBD Br2 as sondas lambda são utilizadas pela central para: • Verificar o andamento da combustão (sonda lambda pré-catalisador); • Efetuar as correções autoadaptadoras (sonda lambda pré-catalisador); • Verificar as condições de funcionamento do conversor catalitico (sonda póscatalisador).


Sonda lambda - Aquecedor O aquecimento da sonda lambda é gerido pela centra de injeção proporcionalmente à temperatura dos gases de escape. Isto evita os choques térmicos do corpo cerâmico devidos ao contacto da água condensada, presente nos gases de escape, com o motor frio. A célula de medição e o aquecedor estão integrados no elemento cerâmico "planar" (estratificado) com a vantagem de obter um rápido aquecimento da célula de forma a permitir o controle em "closed loop" (lambda = 1) nos 10 segundos seguintes ao arranque do motor. Características elétricas do aquecedor

Tensão nominal: 12 V Tensão máxima: 14 V Potência nominal: 11 W Resistência: 6,0 Ohm a 20 °C Corrente máxima: 2,9 A a 14 V


Características das sondas

Ambas as sondas são NGK, do tipo planar, não intercambiáveis.

Sinais de saída Sonda pré-catalisador:

Sinal variado de 0 a 1000 mV

Sonda pós-catalisador: A tensão da sonda pós-catalisador deve ser constante em cerca de 630 mV (se começar a oscilar significa dizer que o catalisador está degradado e deve ser substituído)


Bobinas de ignição Motor 1.4 EVO Pin – Out

1. V Batt 2. Comando ECU para vela cilindro 1 3. Comando ECU para vela cilindro 2 4. Comando ECU para vela cilindro 3 5. Comando ECU para vela cilindro 4 6. Massa Características elétricas:

• Resistência do circuito primário: 0,5 Ω ±10% a 23 ±3 °C; • Resistência do circuito secundário: 6,6 KΩ ±10% a 23 ±3 °C.


Bobinas de ignição Bobina de ignição motor 1.0 LF Na versão 1.0 LF, é utilizado o sistema de ignição com centelha perdida; e a bobina está localizada na parte posterior do cabeçote. Pin-out

1. Comando ECU para velas cilindros 1 e 4 2. V Bat 3. Comando ECU para velas cilindros 2 e 3 0,8 ohm ± 10% Resistência do secundário: 7,7 K Ω ± 1,5 K Ω Resistência do primário :


Sensor de fases O sinal deste sensor, em conjunto com o sinal de rotações e P.M.S., permite à central reconhecer os cilindros e determinar o ponto de injeção e de ignição. O NCM utiliza também este sinal, para registrar a posição do eixo comando de válvulas, para o controle do variador de fases (motor 1.4 EVO). 1 2 3

1. Alimentação 2. Saída ou sinal 3. Massa

Características elétricas

Nova localização do sensor de fases no motor 1.4 EVO

• Resistência de isolamento: 31 MΩ • Corrente de saída: 20 mA • Espaçamento do sensor: 1 mm (±0,8)


Variador de fase (só para versão 1.4 8v) Características

O motor 1.4 8v EVO é dotado de um variador de fase "contínuo", capaz de modificar a posição da árvore de cames em relação à arvore de manivela.

Tecnologia

• CVCP – Continuous Variable Cam Phaser ; • “Fasatura” continuamente variável; • Com o uso de EGR interna e com conduto modificado, reduz as perdas de bombeamento em cargas parciais.



Variador de fases O comando de válvulas variável altera o sincronismo do motor na direção do atraso. O variador de fase é gerido completamente pelo Nó de Controle Motor que: • Registra a posição da árvore de cames através do sensor de fase; • Modifica essa posição com base no ponto de funcionamento do motor segundo um mapa calibrado; • Mantém sob controle a posição da árvore de cames. 1. Polia conduzida 2. Estator 3. Vão de avanço 4. Vão de atraso 5. Rotor 6. Eletroválvula de gaveta 7. Retorno do óleo 8. Entrada do óleo


Eletroválvula do variador de fases A válvula solenóide é uma válvula proporcional com quatro conexões destinadas à entrada de óleo, ao retorno ao cárter e às conexões para as duas câmaras do VVT. Quando uma corrente elétrica é aplicada à bobina, o pistão interno de controle se move, desviando a pressão de óleo para uma das câmaras de trabalho.

Resistência elétrica: 8,0 Ω +/- 0,5 a 20ºC Duty cicle em marcha lenta: aprox. 0% Range angular de atuação do VVT = 26º ± 1,5º


Aplicações/ benefícios do uso dos variadores de fase


DEPS – D ual Equ al Phaser System Aplicação – FIRE 1.4 EVO 8V FLEX Benefícios: Emissões & consumo

Emissões Maior quantidade de gás residual/Menor quantidade de ar aspirado (Atraso de EVC E IVO): •Redução pico de temperatura da combustão; •Redução de NOx produzido durante a combustão. Consumo Diminuição de perdas no bombeamento.


Função do VVT – Posição base


Função do VVT – Shifting


Função do VVT – Posição de estabilização


Eletrobomba de combustível A bomba é do tipo volumétrica, projetada para funcionar com gasolina, álcool ou a mistura dos dois em qualquer proporção. O rotor é movido por um motor elétrico alimentado na tensão da bateria através de um relé T10, localizado na PDU (Unidade de Distribuição de Potência).

Características elétricas: Tensão nom inal: 12 V Corrente de alimentação : 5 a 6 A Resistência elétrica: 0,8 Ω Pressão da linh a de combus tível:

4,2 bar


Esquemas elétricos


PDU – Unidade Distribuidora de Potência


Controle eletrônico do motor 1.4


Controle eletrônico do motor 1.4


Fixação do motor Atualmente na Fiat Automóveis existem duas famílias principais de suspensão do motor, identificadas como: • Solução Apoiada: o motor está apoiado sobre um chassi (Família Palio, Uno e Fiorino). • Solução Suspensa Baricêntrica (Pêndulo): o motor é suspenso pelo chassi do veículo (Idea, Punto, Linea, Stilo e 327). Fixação baricêntric a

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2


Sistema de aspiração Em um veículo, os ruídos são gerados por diversos motivos e componentes. O sistema de admissão tem apenas a função de atenuar os ruídos gerados pela passagem de ar em seus dutos e também aqueles provenientes do motor. Para isso, são utilizados alguns filtros acústicos denominados de ressonadores.


Sistema de exaustão O coletor de descarga é do tipo tubular. Vejamos as sua vantagens:

• • • •

Menor perda de carga pela menor rugosidade das superfícies internas. Rápido aquecimento do catalisador Maior diâmetro na saída do catalisador Maior área transversal possível no catalisador, diminuindo a sua altura ao máximo e assim diminuindo ao máximo a restrição causada pela passagem dos gases na cerâmica do catalisador.


Sistema de exaustão Uma chapa estrutural presa no assoalho garante uma maior rigidez da carroceria. Para substituir o cano de descarga é preciso removê-la.

Importante: Ao reparar o cano de descarga, não esquecer de colocar de volta a

chapa estrutural.


Sistema de exaustão O sistema de exaustão foi projetado para uma melhor resistência à corrosão e menor peso, em função da redução de espessuras, que por sua vez contribui para a relação peso/potência.


Arrefecimento A maior novidade no sistema de arrefecimento no projeto 327 é o sensor de temperatura direto na caixa da válvula termostática.

Este tipo de aplicação garante melhor eficiência do sensor.


Arrefecimento O conjunto de radiador usa engate rápido na mangueira superior, facilitando a intervenção.


Motor 1.0 LF e 1.4 EVO


Ficha técnica 1.0 HPP LF Cilindrada Curso Diâmetro

999 cm³ 70 mm 64,90 mm

Potência máxima Etanol

70,4 cv a 6500 rpm

Torque máximo Etanol Potência máxima Gasolina Torque máximo Gasolina

9,4 kgfm a 4750 rpm 71,5 cv a 6500 rpm 9,3 kgfm a 4750 rpm

Ficha técnica 1.4 EVO Cilindrada Curso Diâmetro P otência máxima Etanol Torque máximo Etanol Potência máxima Gasolina Torque máximo Gasolina

1368 cm³ 84 mm 72 mm 85 cv a 6000 rpm 12.4 kgfm a 4000 rpm 86 cv a 5500 rpm 12,5 kgfm a 4000 rpm


Motor 1.0 HPP LF O motor 1.0 é derivado da serie HPP, as maiores alterações foram feitas a fim de reduzir o atrito, desta maneira o motor passou para 1.0 HPP LF (Low friction, baixo de atrito). Foi unificado o bloco entre o motor 1.0 HPP LF e 1.4 EVO; agora a altura do bloco 1.0 e 1.4 é a mesma. O motor 1.0, por sua vez, passa a adotar uma biela mais longa e um pistão menor reduzindo assim o atrito. Vantagens do motor 1.0 HPP LF

Uma das maiores alterações, que contribui diretamente para a redução de emissões e consumo de combustível, foi a adoção de um novo conjunto de biela e pistão, com menor atrito, levando assim a nomenclatura do motor LF (Low friction, baixo atrito).


Motor 1.4 EVO A maior novidade fica por conta do variador de fase exclusivo para o motor 1.4 EVO. O variador melhora o consumo de combustível e emissões de poluentes, conhecido como: (CVCP – Continuous Variable Cam Phaser ou variador de fase contínuo). Vantagens do motor 1.4 EVO

O variador de fase permite uma variação da fase do motor, através da pressão de óleo do motor, comandado pela central de injeção eletrônica, proporcionando redução de combustível e emissões de poluentes.


Cabeçote Os novos cabeçotes padronizados externamente como “EVO” atendem os motores “1.4 EVO” e “1.0 HPP LF” com alterações na geometria da câmera de combustão e comando de válvula.


Cabeçote

Câmara de combustão motor 1.0 HPP LF

Câmara de combustão motor 1.4 EVO


Cabeçote A área de squish é a área da câmara de combustão que se fecha quando o pistão atinge o ponto morto superior. Essa área possuía a função de gerar turbulência, o que aumenta a velocidade de combustão em marcha lenta e em baixas cargas e giros. Área de Squish

Posição da vela

Posição da vela

Área de Squish

O posicionamento da área de squish, no lado oposto à vela, privilegia a regularidade da combustão em marcha lenta. O desenho da nova câmara de combustão tem o maior volume possível embaixo da vela de ignição, contribuindo assim para a maior velocidade na combustão


Pistão

Pistão do motor 1.0 HPP LF

Pistão do motor 1.4 EVO


Biela

1.0 HPP LF

1.4 EVO


Comando de válvula 1.0 HPP LF

1.4 EVO


Tampa de válvula 1.0 HPP LF

1.4 EVO


Mancal do comando de válvula

Lado do coletor de admissão


Bloco

Bloco padronizado com o último nível dos produzidos na Itália e com a versão 1.4 EVO, com nova câmara de blow-by e nova camisa de água compatível com o sistema U- circulation do FIRE 1.4 T-J et.


Bomba d’ água Para atender essa nova circulação do líquido de arrefecimento, foi empregada uma bomba com maior vazão, forçando a circulação do líquido em forma de “U”, o que contribuiu para uma melhor estabilidade térmica dos cilindros.


Biela

Alteração no comprimento da biela do motor “1.0 HPP LF” em função da unificação do bloco, que agora é mais alto, seguindo a referência do motor 1.4. A mudança da biela também envolveu alteração da forma de construção, reduzindo a sua massa. O conceito de biela fraturada continua para esses novos motores


Coletor de admissão

Plenum


Variador de fase

Aspiração Arrancada em retardo da fasatura da válvula de escape

Arrancada em retardo da fasatura da válvula de aspiração

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