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Quinta-feira, 23 de Julho de 2009
Injeção é Bico ! por Biagio Ferrari

Em 1989 a Volkswagen do Brasil SA apresentou ao mercado nacional o Gol GTi equipado com a tecnologia do sistema de injeção eletrônica, a partir de então vieram outros modelos de outras marcas, também equipado com esta tecnologia em substituição do obsoleto carburador.

O sistema de injeção eletrônica consiste num microprocessador (ECU – Eletronic Control Unit) que gerencia o funcionamento do motor de forma mais adequada possível, portanto, tem por objetivo de enviar a correta mistura ar/combustível (A/F – AIR/FUEL) em todas as faixas de rotação do motor, havendo de corrigir a mistura automaticamente conforme a necessidade climática. Este sistema veio substituir os convencionais sistemas de alimentação por carburador onde não é possível a correção automática da mistura ar/combustível.

A quantidade de ar admitido pelo motor depende de fatores atmosféricos, tais como: pressão atmosférica, temperatura do ar e umidade. Assim o ECU deve corrigir o envio do volume de combustível para se adequar à quantidade de ar admitido, além de outros fatores como a temperatura do motor.

Para um correto funcionamento do sistema, o ECU deve processar as informações de diversas condições do motor, como sua temperatura, a temperatura do ar admitido, a rotação, etc. Esses sinais, depois de processados, servem para controlar alguns dispositivos que irão atuar no sistema de marcha lenta, no avanço da ignição e na injeção de combustível.

Nesta figura podemos observar um resumo do caminho completo de todos os sistemas de injeção existente.

A entrada de dados são os sinais captados no motor, como temperatura, pressão, rotação, etc. Após o processamento (sinais processados), estes sinais são enviados para o controle de diversos dispositivos do sistema (sinais de saída).

Agora, iremos substituir a figura acima por esta:

Como podemos observar, os sensores são os responsáveis por enviar os dados necessários a ECU. Esses dados são processados pela ECU e sua “interpretação” resultará na ação dos atuadores.  

Em resumo:
- Entrada de dados = Sensores
- Sinais processados = ECU
- Saída de dados =  Atuadores

A unidade de comando – ECU –  (cérebro de todo o sistema) analisa as informações dos diversos sensores distribuídos no motor, processa e retorna ações de controle nos atuadores, de modo a manter o motor em condições ótimas de consumo, desempenho e emissões de poluentes.

O sistema de injeção eletrônica de combustível oferece uma série de vantagens em relação ao seu antecessor, o carburador:

Benefícios:
- Melhor atomização do combustível;
- Maior controle da mistura ar/combustível, mantendo-a sempre dentro dos limites;
- Redução dos gases poluentes, como o CO, HC e NOx;
- Maior controle da marcha lenta;
- Maior economia de combustível;
- Facilidade de partida a frio ou quente;

Em resumo a construção física do motor não foi alterada com o sistema de injeção eletrônica. O que de fato mudou foi o controle da mistura ar/combustível.
Verificamos que a função principal do sistema de injeção eletrônica é a de fornecer a mistura ideal entre ar e combustível (relação estequiométrica) nas diversas condições de funcionamento do motor.

Para se queimar uma massa de 14,7 kg de ar, são necessários 1 kg de gasolina (14,7 : 1) GASOLINA TIPO A. Para uma massa de 9 kg de ar são necessários 1 kg de álcool etílico hidratado.



Quando a relação da mistura é ideal, damos o nome de relação estequiométrica. Caso essa mistura esteja fora do especificado, dizemos que a mesma está pobre ou rica.

Para a gasolina temos:
12,5 : 1 - mistura rica
14,7 : 1 - mistura ideal (estequiométrica)
15 : 1 - mistura pobre

A mistura ideal para a gasolina é 14,7 : 1 e para o álcool é de 9 : 1.
Uma mistura rica pode trazer como conseqüências: alto nível de poluentes (HC e CO) – hidrocarbonetos e monóxido de carbono, contaminação do óleo lubrificante, consumo elevado, desgaste prematuro do motor devido ao excesso de combustível que "lava" as paredes dos cilindros fazendo com que os anéis trabalhem com maior atrito.

A mistura pobre provoca superaquecimento das câmaras de explosão, o que podem levar o motor a detonar.
 

a

O FATOR LAMBDA (λ)

λ  =  REAL RELAÇÃO (A/F) / ESTEQUIOMÉTRICA RELAÇÃO (14,7)
λ maior que 1 = mistura pobre
λ menor que 1 = mistura rica
λ igual a 1 = mistura ideal

Exemplo:

No caso de uma queima com relação A/F = 17 (17:1)
λ = 17 / 14,7 = 1,16 e, portanto mistura pobre.

Este entendimento se faz necessário, pois a sua aplicação é diretamente relacionada ao sensor de oxigênio (sonda lambda), presente em veículos do tipo “flex-fuel”.
 

ADMISSÃO DE AR

A relação A/F pode variar por diversos fatores, sendo naturalmente afetada por estes três:

  • Pressão Atmosférica : a pressão atmosférica diminui gradativamente conforme o aumento de altitude devido à diminuição do volume de ar. Isto nos leva a conclusão que, ao nível do mar, se tivermos um veículo ajustado com a relação estequiométrica 14,7,  e em seguida subimos para uma região onde a altitude é bem maior e portanto a pressão atmosférica é menor, nossa relação A/F terá a característica de um motor operando com a mistura rica.
  • Temperatura: Se a temperatura atmosférica é alta a densidade do ar será baixa, em outras palavras, as moléculas do ar, para um mesmo volume, estarão mais afastadas do que quando está frio.  Caso o ajuste seja ideal no inverno (A/F = 14,7), no verão este mesmo ajuste corresponderá a mistura rica devido a ausência de ar (o ar está mais disperso).
  • Umidade: O aumento da umidade resulta em diminuição da massa de ar.

A injeção eletrônica atua o tempo todo corrigindo o envio da mistura. Por este motivo, o sistema de injeção eletrônica foi adotado para auxiliar no combate de emissão de gases nocivos resultantes da combustão.

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publicado por Biagio Ferrari às 18:23
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