(Apostila) Sistemas de Ignição - SENAI
(Apostila) Sistemas de Ignição - SENAI
(Apostila) Sistemas de Ignição - SENAI
DE IGNIO
Coordenao geral
Elaborao tcnica
Equipe de editorao
Coordenao
Diagramao
Ilustrao
Reviso tcnica
Capa
Lucio Suckow
Alir Aparecida Schroeder
Alir Aparecida Schroeder
.........................................................
Ricardo Mueller de Oliveira
Referncia Bibliogrfica.
NIT - Ncleo de Informao Tecnolgica
SENAI - DET - DR/PR
CDU - ..........................
Direitos reservados ao
SENAI Servio Nacional de Aprendizagem Industrial
Departamento Regional do Paran
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SUMRIO
Introduo .....................................................................................................................05
...................................................................................................................................... 19
...................................................................................................................................... 22
...................................................................................................................................... 42
...................................................................................................................................... 47
...................................................................................................................................... 48
Bibliografia ..................................................................................................................... 51
INTRODUO
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SENAI-PR
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Funcionamento
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O motor Otto1) um motor a combusto interna com
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de trabalho so necessrios
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7
SENAI-PR
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No motor Otto de quatro tempos as vlvulas de admisso
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1. tempo: aspirao,
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Tempo de aspirao
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Combusto: nenhuma
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O movimento descendente do pisto aumenta o volume
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Tempo de compresso
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8
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efetivo do combustvel.
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adequados.
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Tempo de trabalho
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9
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IGNIO
Ponto de ignio
O ponto de ignio depende principalmente de fatores
como rotao e carga.
A dependncia da rotao explica-se pelo fato de que,
quando o enchimento e a relao de ar-combustvel so
constantes, o tempo de queima da mistura tambm
constante e por isso necessrio que a ignio ocorra cada
vez mais adiantada, proporcionalmente ao aumento da rotao.
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Avano da ignio
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capacitivo.
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Tenso de ignio
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ignio.
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Energia de ignio
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mJ.
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em combusto.
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Nas misturas pobres, a vantagem est na energia de
ignio particularmente alta e na longa durao da fasca. Isto
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Emisso de poluentes
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O ngulo de ignio P ou o ponto de ignio,
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de hidrocarbonetos no queimados.
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adiantada.
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combustvel.
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Consumo de combustvel
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A influncia do ponto de ignio sobre o consumo de
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SENAI-PR
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Ponto de ignio adiantado significa menor consumo de
combustvel e maior torque, mas somente mediante respectiva
alterao (correo) da mistura de ar-combustvel.
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Tendncia detonao
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combusto.
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IGNIO CONVENCIONAL POR BOBINA SZ
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Princpio de funcionamento
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Sincronizao e distribuio
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virabrequim.
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de ignio.
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Procedimento de ignio
Em funcionamento a tenso da bateria est aplicada
chave de ignio e portanto no borne 15 da bobina de ignio.
Com o platinado fechado a corrente flui atravs do
enrolamento primrio da bobina de ignio contra a massa.
Isto gera um campo magntico na bobina de ignio, no qual a
energia de ignio acumulada. O aumento da corrente ocorre
em funo da indutividade e da resistncia do enrolamento
primrio.
O tempo de carga determinado pelo ngulo de
permanncia. O ngulo de permanncia, por sua vez,
acionado pelo deslocamento do ressalto que aciona o platinado
atravs da fibra.
Ao fim do tempo de fechamento o ressalto do distribuidor
de ignio abre o contato da ignio, interrompendo assim a
corrente da bobina.
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SENAI-PR
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Componentes
Funo
armazena a energia de
ignio e depois a transmite
Bobina de ignio
pelo cabo de ignio em
forma de um impulso de alta
tenso
atua no circuito da corrente
primria da bobina de
Comutador de ignio
ignio, atravs de
acionamento
fechado em curto circuito
Pr-resistor
na partida, para aumento da
tenso de partida
fecha e interrompe o circuito
da corrente primria da
Platinado
bobina de ignio, para
armazenamento de energia e
transformao da tenso
promove a interrupo exata
da corrente primria da
Condensador de ignio bobina; suprime a formao
de fasca no contato do
platinado
distribui a tenso de ignio
Distribuidor de ignio para as velas de ignio em
seqncia definida
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Avano centrfugo
avana automaticamente o
ponto de ignio dependente
da rotao do motor
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Avano a vcuo
avana automaticamente o
ponto de ignio dependente
da carga do motor
Vela de ignio
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no lado secundrio.
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ao platinado.
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fasca de ignio.
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novamente.
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Bobina de ignio
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Estrutura
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A bobina de ignio consiste de uma carcaa, na qual
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massa asfltica.
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Funcionamento
A corrente primria, ligada e desligada pelo platinado, flui
atravs do enrolamento primrio da bobina de ignio. O valor
da corrente determinado pela tenso da bateria no borne 15
e pela resistncia ohmica do enrolamento primrio.
A resistncia primria, dependendo da aplicao da
bobina de ignio, pode estar entre 0,2 e 3 . A indutividade
primaria L1 de alguns mH. Para a energia armazenada no
campo magntico da bobina de ignio resulta:
WSp = 1
L1 . i12
2
WSp energia acumulada, L1 indutividade do enrolamento
primrio, i1 corrente que circula no distribuidor de ignio no
momento de abertura do contato do platinado.
No ponto de ignio a tenso sobe no borne 4(borne de
alta tenso da bobina de ignio), est aproximadamente como
uma funo senoidal. A velocidade de ascenso determinada
pela indutividade secundria e a carga capacitativa no borne4.
Quando a tenso de ruptura na vela tiver sido atingida, a
tenso diminui at a tenso de combusto da vela de ignio e
a energia acumulada na bobina de ignio flui para a fasca de
ignio.
Quando a energia no mais suficiente para a
manuteno da descarga luminosa, a fasca suprimida e a
energia restante declina para o circuito secundrio da bobina
de ignio.
A alta tenso polarizada de modo que o eletrodo central
da vela de ignio seja negativo contra a massa do veculo;
em caso de polaridade invertida seria necessria uma energia
um pouco mais elevada. A bobina de ignio foi desenvolvida
como autotransformador, de tal modo que o lado secundrio
se apoia no borne 1 ou 15.
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indutividade secundria.
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Resistncia interna
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SENAI-PR
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A ativao do platinado feita pelo eixo de comando do
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da rotao.
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ao nmero de fascas.
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ruins de gs de escape.
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Distribuidor de ignio
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O distribuidor de ignio o componente com maior
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do rotor.
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Caractersticas
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Externamente visvel so sobretudo a carcaa em forma
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motor.
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do distribuidor.
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sistema ativador.
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Estrutura
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Na carga do distribuidor de ignio encontram-se o
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SENAI-PR
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Avanos de ignio
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O avano centrfugo produz um deslocamento do ngulo
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da mistura.
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enchimento no cilindro.
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SENAI-PR
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Avano centrfugo
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O avano centrfugo modifica o ponto de ignio na
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centrfugos).
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Avano a vcuo
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O avano a vcuo desloca o ponto de ignio na
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Quanto menor a carga, tanto antes a mistura de ar-
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SENAI-PR
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SENAI-PR
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TZ-K
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O distribuidor da ignio transistorizada com comando
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Princpio de funcionamento
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As prximas figuras mostram claramente que a ignio
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no sistema de ignio.
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31
SENAI-PR
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Vantagens
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A ignio transistorizada de comando por contato
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32
SENAI-PR
33
SENAI-PR
34
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35
SENAI-PR
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IGNIO TRANSISTORIZADA
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Efeito Hall
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Quando os eltrons se movem em um condutor
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36
SENAI-PR
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Emissor Hall
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Quando o eixo do distribuidor gira, o impulsor do rotor
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est ligado.
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mnimo.
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de repouso.
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de contato (platinado).
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permanncia fixo.
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Atuao da regulagem do ngulo de permanncia
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da tenso de rampa.
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nivelados.
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SENAI-PR
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Unidade de comando
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Ignies transistorizadas com corrente e ngulo de
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TZ-I
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A ignio transistorizada com emissor de induo (TZ-I)
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rotao.
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Emissor de induo
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Im permanente, enrolamento de induo e ncleo do
emissor de induo formam uma unidade fechada: o estator.
Dentro dessa disposio fixa, gira o disco de impulsos
assentado sobre o eixo do distribuidor de ignio, chamado de
rotor. Ncleo e rotor so confeccionados em ao magntico
mole: possuem prolongamentos em forma de ponta (pontas
do estator, pontas do rotor).
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ao enrolamento de induo.
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por minuto.
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f=z.n
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f freqncia ou nmero de fascas, z nmero de cilindros,
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Caractersticas de construo
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O emissor de induo est instalado na carcaa do
distribuidor de ignio, no lugar do platinado (figura 1).
Externamente somente o cabo do emissor, de dois
condutores, evidencia que se trata de um distribuidor de ignio
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O ncleo magntico mole do enrolamento de induo
possui a forma de um disco, chamado de disco de plos. O
disco de plos porta em sua parte externa p.ex. pontas
dobradas em ngulo reto para cima. O rotor ter suas pontas
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Unidade de comando
A unidade de comando de sistemas de ignio de alta
potncia TZ-I so confeccionadas quase exclusivamente em
tcnica hbrida, que rene montagem compacta, peso reduzido
e boa confiabilidade.
Caso sejam permitidos poucos dados de potncia podese prescindir da regulagem do ngulo de permanncia e
eventualmente tambm da regulagem da corrente.
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IGNIO ELETRNICA EZ
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SENAI-PR
Vantagens
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Princpio de funcionamento
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O sinal emitido pelo sensor de vcuo e utilizado como
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de detonao.
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Para o processo de partida, possvel programar em
diversos sistemas um traado do ngulo de ignio em funo
de rotao e temperatura do motor. Com isto pode ser obtido
um alto momento do motor, sem que ocorram contragolpes.
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Motronic.
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Registro da rotao
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Sinais de entrada
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Rotao (posio do virabrequim) e presso no coletor
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ponto de ignio.
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Temperatura
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Um sensor de temperatura instalado no bloco do motor
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Tenso da bateria
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A tenso da bateria tambm um fator de correo
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Processamento dos sinais
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ao microcomputador.
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operao.
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O circuito primrio da bobina de ignio comando por
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ignio.
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ngulo de permanncia.
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independente um do outro.
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Unidade de comando
Como mostra o esquema em bloco, o ncleo da unidade
de comando para a ignio eletrnica consiste de um
microcomputador.
Esse microcomputador contm todos os dados, inclusive
mapeamentos e os programas para registro das grandezas
de entrada e para clculo das grandezas de sada. Como os
sensores so principalmente elementos de montagem
predominantemente eletromecnicos, adaptados precria
rea de atuao do motor, necessrio processar os sinais
para o computador.
Circuitos de formao de impulsos transformam
impulsos provenientes dos sensores (p.ex. sinal do sensor de
rotao) em sinais digitais definidos. Sensores p.ex. para
temperatura e presso, muitas vezes possuem um sinal
eltrico analgico como sinal de sada. Esse sinal analgico
digitalizado em um conversor analgico digital, e enviado ao
microcomputador. O conversor analgico digital tambm pode
ser integrado ao microcomputador .
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SENAI-PR
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O estgio de sada da ignio pode ser (como
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a bobina de ignio.
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integrado.
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pequenos e leves.
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Dependendo da aplicao, alm do estgio de sada da
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no h partes rotativas,
reduo do rudo,
menor nmero de conexes de alta tenso e
vantagens construtivas para o fabricante do motor.
Os dados de potncia de um ignio totalmente eletrnica
so comparveis aos de uma ignio eletrnica.
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Distribuio da tenso
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Distribuio com Bobinas de ignio de fasca dupla
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papis trocados.
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secundrio.
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ignio.
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Demanda de tenso
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BOBINAS DE IGNIO
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Apresentao
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Funcionamento
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No ciclo de um motor de quatro tempos (dois giros),
reconhece-se como as fascas de ignio de uma bobina de
fasca dupla ocorrem no traado dos ciclos do motor. A primeira
rotao comea logo aps AVA (abertura da vlvula de
admisso) e dura at o PMS (ponto morto superior).
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ignio .
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O ngulo de fechamento comea na rea sombreada
de cinza a partir de FVA, isto , a corrente primria da bobina
ativada. O ponto de ativao nessa faixa desloca-se
simultaneamente junto com o ponto de ignio e de acordo
com o mapeamento do ngulo de permanncia (com rotao
e tenso da bateria) em relao ao ponto de ignio.
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angular do virabrequim.
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Por essa razo, a fasca pode saltar ainda no ciclo de
escape, quando a vlvula de admisso abre novamente. Isto
especialmente crtico em caso de grande cruzamento de
vlvulas (sobreposio do tempo de abertura de vlvula de
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admisso e de escape).
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Atribuio esttica de tenso com bobinas de ignio de
fasca simples, necessita do mesmo nmero de estgios de
sada e bobinas de ignio quantos forem os cilindros.
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Nesses casos, oferece-se a possibilidade de acoplar o
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Unidade de comando
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A unidade eletrnica de comando da ignio totalmente
eletrnica idntica unidade da ignio eletrnica.
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Risco de Acidente
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Todos os sistemas de ignio eltricos so instalaes
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desconectada.
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de ignio, etc.
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especificamente treinado.
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REGULAGEM DE DETONAO
Funes bsicas
Limite de detonao
A operao com catalisador requer um funcionamento
do motor com gasolina livre de chumbo, com um coeficiente
de mistura =1. Ate recentemente, o chumbo era misturado
gasolina como agente anti-detonante, para permitir um
funcionamento livre de detonao em condies de alta
compresso.
Utilizando gasolina livre de chumbo, espera-se
normalmente uma condio de baixa compresso e maior
consumo de combustvel.
Detonar ou bater, uma forma descontrolada de
combusto, pode levar a danos no motor quando ocorre com
muita freqncia e muita intensidade.
Por esta razo, o ngulo de ignio normalmente
definido de modo que apresente sempre uma distncia de
segurana em relao ao limite de detonao.
Mas como o limite de detonao tambm depende
da qualidade do combustvel, condies do motor e
condies ambientais, essa distncia de segurana
representa uma piora no consumo de combustvel, em
funo do ngulo de ignio muito atrasado.
Esta desvantagem pode ser evitada quando o limite
de detonao for registrado durante o funcionamento e o
ngulo de ignio for regulado de acordo com ele. Esta
funo assumida pela regulagem da detonao .
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SENAI-PR
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Sensor de detonao
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At hoje ainda no possvel detectar o limite de
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isolados.
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Unidade de comando
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Os sinais dos sensores so interpretados na unidade
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detonao.
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apresentando detonao.
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No havendo mais detonao, o ponto de ignio
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de combustvel.
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comando.
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O motor funcionar ento aps a partida com o
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consumo de combustvel.
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(correo de altitude).
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da temperatura do ar de carga.
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SENAI-PR
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de regulagem, dirigibilidade.
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Funes especiais
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Ao lado das funes bsicas de reconhecimento e
regulagem da detonao, mapeamento de ngulo de ignio,
ngulo de permanncia e eventualmente mapeamento da
presso de carga, possvel, por exemplo, medir a presso
no coletor de admisso atravs de um sensor de presso na
unidade de comando como informao de carga ou, processar
um sinal de carga disponvel de uma injeo de combustvel.
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veculo.
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Segurana e diagnstico
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SENAI-PR
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de impulsos.
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O que monitorado:
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1. O sensor de detonao inclusive chicote, monitorado
permanentemente durante o funcionamento acima de uma
rotao limite. Identifica uma falha, o ngulo de ignio
atrasado em alguns graus, na faixa de mapeamento onde a
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ELEMENTOS DE LIGAO
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percurso de fuga.
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Uma ampliao adicional da geometria (como no caso
da verso C) cria a reserva necessria para assegurar a
tcnica de 30KV necessria aos motores com projetos para
mistura pobre. Alm disso as foras de conexo e a resistncia
gua foram cuidadosamente coordenadas.
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Durabilidade
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curvas oblquas.
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TESTE DE IGNIO
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veculo).
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Lmpada estroboscpica
Este aparelho de teste funciona atravs da bateria. A
lmpada estroboscpica embutida emite flashes ativados com
auxlio de um impulso de ignio do cilindro 1, anlogo rotao
do motor.
Atravs da iluminao das marcas de ignio no disco
volante e avano da regulagem na lmpada estroboscpica,
as marcas do disco volante e crter do virabrequim so levadas
a coincidirem.
Agora a leitura do ngulo de ignio e o ajuste correto
podero ser feitos diretamente na escala da lmpada
estroboscpica.
Nos motores de veculos modernos a medio e
indicao do ngulo de ignio tambm pode ser feita sem
estroboscpio, com auxlio de um sensor de PMS (ponto morto
superior) diretamente a partir do Motortester.
Motortester
Existem Motortesters desde a verso compacta (de
bolso) at sistemas de diagnstico com inmeras funes .
Com esses Motortesters possvel (dependendo do nvel
de expanso) medir grandezas desde rotao, ngulo de
permanncia, diversas tenses at o teste de compresso
atravs do tempo de partida.
O Motortester ilustrado inclui um osciloscpio que permite
a visualizao e avaliao de diversas curvas de tenso, p.ex.
a alta tenso na vela de ignio. Modelos de ponta dispem de
controle remoto e programas de teste programveis e com
controle por microprocessador.
Como os aparelhos de teste fornecem apenas valores
reais na medio do sistema de ignio, necessrio proceder
um ajuste com os valores nominais coordenados para veculo
e Motortester.
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