Motores de combustão interna
Algumas pessoas imaginam que um motor entra em funcionamento quando tem ar, combustível e fogo, mas para outras, é preciso de um pouquinho mais, como uma boa compressão do motor. Se você pegar combustível jogar no chão e colocar fogo, esse fogo irá consumir o combustível de forma descontrolada até que o combustível desapareça, agora voltando para os motores, se ocorrer uma combustão de forma descontrolada, iremos ter alto consumo de combustível, com altas rotações e praticamente danificar este motor, ou talvez esse motor não entre em funcionamento, pois não existe controle do mesmo.
Carburador
O carburador regula a quantidade de combustível a ser injetado dentro do cilindro através do giclê, porém existe uma limitação em sua aplicação que não permite novos ajustes em tempo real de funcionamento do motor.
Injeção Eletrônica
A injeção eletrônica consiste em aplicações de vários sensores e atuadores por toda a parte do motor, os sensores informam o comportamento do motor para uma central de comando e essa central envia comandos para os atuadores do motor.
Gerenciamento eletrônico
Para que o motor funcione corretamente, ele precisa ser controlado ou seja gerenciado e quem faz este processo é a central, o computador do carro. Dentro da central existe uma placa de circuito impresso com vários componentes eletrônicos, que abrigam um software. Este programa dentro da central irá fazer cálculos matemáticos com os sinais dos sensores e depois enviar comandos para os atuadores e assim, o motor vai funcionar corretamente em várias condições, em marcha lentas, em velocidades de cruzeiro, em uma subida, descida, em dias de muito frio, em dias de muito calor, ao nível do mar, em grandes altitudes etc.
Legislação na calibração de motores
A calibração de motor é necessária para o melhor desempenho e respeitando as legislações de cada pais ou região. Na Europa, os motores são fabricados dentro das normas da Euro 1,2,3,4,5 e no Brasil os motores trabalham dentro das normas do Proconve PL1, PL2, PL3, PL4, PL5, PL6 e PL7.Atualmente estamos na PL7, nesta fase teremos o comparativo do valor de emissões dos gases homologado, em relação ao valor real do veículo em campo. Esses dados serão coletados pelo RDE “Real Drive Emissions”, e repassados para o Governo, mas ainda sem penalização oficial, já na fase 8 será obrigatório o cumprimento dessas metas.
O teste Real Driving Emissions (RDE) mede os poluentes, como Nox e CO2, emitidos pelos carros durante a condução na estrada. O RDE não substitui o teste de laboratório, mas o complementa. O RDE garante que os carros gerem baixas emissões em relação às condições da estrada. De acordo com o RDE, um carro é conduzido em vias públicas e em uma ampla gama de condições diferentes. Equipamentos específicos instalados no veículo coletam dados para verificar se os limites legislativos para poluentes como NOx, não são excedidos. Para medir as emissões de poluentes conforme o veículo é dirigido nas estradas, os carros são equipados com Sistemas Portáteis de Medição de Emissões (PEMS), que fornecem um monitoramento completo em tempo real dos principais poluentes emitidos pelo veículo (ou seja, NOx). Os PEMS usados para emissões reguladas são equipamentos complexos que integram analisadores de gás avançados, medidores de vazão de massa de exaustão, estação meteorológica, Sistema de Posicionamento Global (GPS) e uma conexão com as redes de veículos. A Europa é a primeira região do mundo a introduzir tais testes na estrada, marcando um grande salto no teste de emissões de automóveis.
Evolução dos motores
Os sistemas de injeção eletrônica têm múltiplas vantagens em relação aos motores mais antigos, sendo a otimização de combustível, melhor controle da mistura ar e combustível, redução dos gases tóxicos como CO, HC e Nox, melhor controle da marcha lenta, e um controle termodinâmico mais eficiente. A central possui uma linguagem de programação altamente capaz de gerenciar um motor atendendo às normas legislativas do Proconve.
Calibradores de motores de Montadoras Vs Calibradores de Performance
Existe uma diferença entre calibradores de motor de montadora e calibradores de performance, o calibrador de montadora busca desenvolver uma estratégia de funcionamento do motor com eficiência dentro das normas do Proconve e EURO, ou seja, buscar atender um motor com torque e potência dentro das normas ambientais. Um calibrador de performance consegue mais torque e potência com centrais programáveis, pois não tem a obrigação de atender às normas do Proconve e EURO, então conseguem com o mesmo motor buscar mais torque e potência do que o original, mas se considerar as normas ambientais pode ser que esse motor esteja emitindo gases tóxicos acima do permitido, isso pode ser verificado com analisadores de gases.
O fluxo de trabalho na calibração
As sistemistas como Robert Bosch, Continental, Magnet Marelli e outras desenvolvem a calibração dos motores paras as montadoras como as mais conhecidas, GM, FORD, VW, FIAT, HONDA, Toyota, atendendo às normas ambientais e os requisitos específicos de cada montadora. Em média um projeto de desenvolvimento de calibração de motor dura entre 1 a 2 anos. Como exemplo, a GM quer lançar o novo Onix, ela entra em contato com a Bosch e pede para que seja construído uma central para gerenciar o seu motor, a central é construída “hardware” e nele é aplicado um software. Existe um time na sistemista Bosch que atua apenas no desenvolvimento do hardware, outro time que atua no desenvolvimento do software e outro time que irá realizar a calibração do motor.
Base Calibration
Esta é a fase de calibração básica do motor, como torque do motor, enchimento ar/combustível, detonação, avanço de ignição, injeção de combustível, e através destas variáveis é possível elaborar alguns mapas básicos, essa fase dura em torno de 4 meses em seu desenvolvimento, primeiro os testes são realizados em motores acoplados em dinamômetros e depois são realizados os testes nos veículos em rodagem.
Cold Start/ Hot Start
Nesta fase são realizados testes de partida no motor, em nosso país usamos o combustível flex, e os engenheiros calibradores têm que garantir que o motor funcione em múltiplas temperaturas com o combustível flex. Cada montadora pode ter seu requisito específico de partida do motor, como exemplo, pode exigir que a 0°C o motor dê partida em 3 segundos e funcione corretamente. São realizados testes de rodagens em várias situações ao nível do mar, em altitudes, em países com temperaturas muito baixa, em países com diferentes tipos de combustível, tudo para encontrar o melhor parâmetro de acerto do motor.
Emissões
Essa fase é aquela em que o engenheiro deve calibrar o motor dentro da lei, no Brasil tem que se enquadrar na Proconve L7 e para exportação atender às normas EURO.
Diagnosis
Nesta fase é desenvolvido o sistema de autodiagnóstico da central, no qual se algum sensor ou atuador não trabalhar dentro dos parâmetros definidos, a central entra em modo de emergência, gerando códigos de falhas e também os engenheiros têm que garantir que mesmo que um sensor ou atuador não funcione, o motor não venha a contaminar o meio ambiente, para isso estratégias são criadas como os modos de emergência que não deixam o motor ultrapassar 3000 RPM e etc.
Safety
Nesta fase são desenvolvidas estratégias para proteger o motor, como exemplo se pisar no acelerador 100% com o motor parado, a central irá cortar a rotação para proteger o motor, e assim garantir a durabilidade dos componentes mecânicos.
Na calibração, o engenheiro atua muito com a linguagem de programação, para que a máquina calcule e faça as melhores ações para o motor atender os requisitos para o qual ele foi desenvolvido.
Exemplo de linguagem de programação
class Carro {
string marca; // Define a marca do carro
string modelo; // Define o modelo do carro
int ano; // Define o ano de fabricação do carro
string categoria; // Define a categoria, por exemplo carro de passeio, utilitário...
double potência; // Define a potência do carro
double autonomia; // Define a autonomia em km
boolean ligado; // Define se o carro está ligado
public Carro() {}
public Carro(string marca, string modelo, int ano, string categoria,
double potência, double autonomia, boolean ligado) {
this.marca = marca;
this.modelo = modelo;
this.ano = ano;
this.categoria = categoria;
this.potencia = potencia;
this.autonomia = autonomia;
this.ligado = ligado;
Esta linguagem é apenas um exemplo, para o leitor entender que é assim que a central recebe dados dos sensores, realizada cálculos e define as melhores ações para o motor.