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Conheça essa tecnologia aplicada em veículos de ponta, que permite a redução de consumo e emissões sem sacrificar o desempenho do carro. Cheio de componentes eletrônicos, é necessário muito conhecimento para realizar a manutenção deste sistema

Carolina Vilanova

Carolina Vilanova/ Divulgação

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Não se pode dizer que a injeção direta de combustível é o futuro da injeção eletrônica porque o sistema já está entre nós, pelo menos nos carros importados. Também é chover no molhado dizer que o mecânico precisa se tornar cada vez mais mecatrônico para fazer a manutenção das supermáquinas equipadas com esse sistema. É a evolução da indústria automotiva, tão falada e já aplicada principalmente na Europa, que está chegando para tomar conta também do mercado nacional.

O princípio do sistema de injeção direta de gasolina é praticamente o mesmo dos motores diesel eletrônico, ou seja, muita pressão. “A injeção direta exige altas pressões na linha de combustível para que a combustão seja otimizada, o que se torna possível com a adoção de uma bomba de alta pressão, capaz de comprimir o combustível em até 120 bar”, explica Ricardo Felippe, instrutor técnico do Centro de Treinamento da Bosch, que é fabricante do sistema.

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Os benefícios da injeção direta são refletidos na redução de consumo de combustível em até 15% e de uma menor emissão de poluentes na atmosfera. Isso acontece porque o sistema permite otimizar o controle da mistura ar/combustível admitida pelo motor, melhorando ainda o seu desempenho.
Nessa matéria, fizemos um panorama do conceito, funcionamento e dos componentes do sistema FSI (Fuel Stratified Injection – em português: Injeção Estratificada de Combustível), que equipa os carros da Volkswagen e Audi, e mais precisamente nesse caso, o Passat.

Esse sistema, desenvolvido pela Bosch, é denominado MED Motronic 9.5.10 e tem os injetores posicionados no cabeçote, diretamente sobre os pistões, pulverizando o combustível em quantidades variadas, conforme a necessidade do motor. Este injetor tem o mesmo princípio de funcionamento dos sistemas de injeção indireta, porém com modificações em sua estrutura física para suportar as altas pressões e temperaturas de trabalho.

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De acordo com a fabricante, a injeção de combustível é processada em sincronismo com o funcionamento do pistão, otimizando a admissão de ar por meio de uma borboleta secundária, que varia a condição de entrada de ar no motor de acordo com a necessidade indicada pelo condutor do motorista. A pressão acumulada na galeria de combustível também é controlada pela unidade de comando que, por meio de uma válvula reguladora localizada na bomba de alta pressão, garante sempre a pressão adequada de trabalho.

O sistema de injeção direta do Passat possui modos de funcionamento diferentes, os principais são conhecidos como injeção estratificada e homogênea. Estes diferentes modos são utilizados pelo sistema de acordo com a necessidade imposta pelo condutor, de acordo com os parâmetros de rotação e carga do veículo.

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No caso da injeção estratificada, o regime de trabalho do sistema é baseado em uma mistura pobre, onde a admissão do ar ocorre com a borboleta secundaria acionada, restringindo a entrada de ar, gerando um efeito Venturi, ou seja, uma aceleração da entrada de ar na câmara. A injeção ocorre apenas no final do tempo de compressão, em pequeno volume, garantindo ao sistema máximo desempenho com o mínimo consumo.

No caso da injeção homogênea, o regime de trabalho do sistema utiliza a borboleta secundaria desativada, a que consiste em uma admissão convencional do ar. A injeção ocorre desde o início do tempo de admissão em volume que varia também de acordo com a rotação e carga imposta pelo condutor.

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Componentes

1) Unidade de comando eletrônica (UCE): a MED Motronic 9.5.10 incorpora um software para controle e diagnose. O sistema faz a leitura de diversos sensores distribuidos pelo motor, analisa as informações e envia os comandos para os atuadores. Tudo em milésimos de segundos.

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2) Módulo de combustível: conjunto da bomba de combustível HPD2, filtro, pré-filtro, regulador de pressão, sensor de nível e unidade de comando, que faz o conjunto funcionar.

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3) Unidade de comando eletrônica (UCE) da bomba de combustível: localizada junto ao próprio modulo da bomba de combustível. Essa unidade troca informações com a unidade de comando central, fazendo o controle da vazão e pressão da bomba através da leitura dos sinais PWM (Pulse Width Modulation – modulação da largura do pulso). Isso regula a pressão no circuito de baixa pressão de 0,5 até 5 bar, aumentando para 6 bars em partidas a frio e a quente, para esta medição é utilizado um sensor de baixa pressão localizado próximo ao motor antes da bomba de alta pressão.

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4) Sonda lambda de banda larga LSU: Possui a mesma função das sondas lambdas convencionais, ou seja, envia sinais de quantidade de oxigênio para a unidade de comando. Realiza estas medições desde a mistura ideal, também conhecida como lambda l =1, até misturas bastante pobres, que podem variar o fator de 1,5 a 3. Tem como diferenciais a medição mais rápida das variações de nível de oxigênio, conta com resistor calibrado e o elemento sensor planar de dióxido de zircônio com célula dupla e aquecedor integrado, que garantem a medição de mistura rica, pobre e bastante pobre. Tem como característica física cinco fios de um lado e seis do outro.

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5) Sonda lambda planar: é a segunda sonda lambda localizada depois do catalisador, tem a função de avaliar/supervisionar o funcionamento do catalisador.

6) Bomba de alta pressão HDP2: Responsável pela geração de alta pressão, localizada em um alojamento específico, com um came de acionamento dedicado, próximo ao cabeçote do motor.

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7) Sensor de alta pressão: Quando o sistema está com baixa pressão de combustível, a membrana de aço do sensor é levemente deformada. Alta resistência elétrica = tensão do sinal baixa. Quando o sistema está com alta pressão de combustível, a membrana de aço do sensor é fortemente deformada. Baixa resistência elétrica = tensão do sinal alta.

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8) Sensor de baixa pressão: Nas versões iniciais do sistema de injeção direta este sensor estava localizado junto à tubulação de alimentação de combustível, entre a bomba de baixa pressão e a bomba de alta pressão. Nos sistemas modernos, este componente foi substituído por uma atuação eletrônica da UCE, que utiliza outros parâmetros para realizar o cálculo de qual é o regime de trabalho correto da bomba de baixa pressão controlando a pressão que pode variar entre 3 e máximo de 6 bar.

9) Corpo de borboleta: Este sistema conta com dois corpos de borboleta: o principal, que está localizado depois da entrada de ar antes da galeria, e o secundário, que é dividido em um por cilindro e faz o direcionamento do ar, aumentando sua velocidade de entrada e proporcionando o turbilhamento.

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10) Bobina de ignição: Do tipo integrada, fica localizada em cima da vela e dispensa o uso de cabos, sendo disposta uma por cada cilindro.

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11) Galeria de combustível: Tubulação de metal que abriga os sensores de pressão, a válvula limitadora, a bomba de pressão e as válvulas injetoras. Faz a distribuição do combustível de acordo com o necessário, a partir daí a pressão aumenta até 120 bar e vai para a válvula injetora para fazer a combustão.

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12) Válvula limitadora de pressão: Com funcionamento mecânico, o componente fica alojado na galeria para limitar a pressão caso exceda os 120 bar, fazendo a função de uma válvula de segurança.

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13) Sensor MAP: Faz a leitura da pressão de ar no coletor de admissão.

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14) Sensor de pressão MAP no servo-freio: Faz com que o corpo de borboleta mude de posição quando o carro está parado para ter freio.

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15) Válvula de injeção: Funciona com pulso, faz a injeção de combustível direto na câmara de combustão. Na retirada, o anel de vedação da câmara de combustão precisa ser trocado.

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Obs: Essa válvula pode ser reparada, para isso a Bosch oferece um kit, composto pelos anéis que precisam ser substituídos. O anel superior e o disco de apoio devem ser analisados para ser remontados. Não é permitido inverter a posição do disco.

Obs: Para fazer o reparo da válvula, utilize as seguintes ferramentas:

– Ferramenta especial com ranhura para extrair a válvula:

Opção A: 986 616 100
Opção B: 0 986 616 101

– Ferramenta para colocar o anel
Capa cônica
Ferramenta para montar e calibrar

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Testes com o scanner

1) Faça a conexão do adaptador do scanner e selecione a marca e modelo do carro, então tecle na opção “gerenciamento de motor” que o sistema vai indicar o modelo da injeção, que no nosso caso MED Motronic 9.5.10. (1A)

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2) Em seguida, o técnico pode selecionar as funções desejadas: identificação – número de unidade de comando, memória de erros, apagar os erros e valores reais (leitura de sensores e atuadores).

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3) Faça a seleção de valores reais para fazer a leitura das funções, com o motor desligado e ligado.

-Tempo de injeção
-Modo operacional de formação da mistura
-Pressão de trabalho
– Mistura homogênea e mistura pobre

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Teste com o osciloscópio

1) Para medir sinais de alta frequência da válvula de injeção, válvula reguladora de pressão e outros sensores, use um osciloscópio. Vamos fazer a simulação da medição do sinal de alimentação da válvula reguladora de pressão, cuja escala de tempo é em milisegundos e a escala de tensão em Volts. Conecte as garras do aparelho na bateria e a ponta de prova positiva no chicote da válvula e o negativo à massa.

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