ECU PR440 ECU PR440 DRAG

Manual do Usuário
ECU PR440
ECU PR440 DRAG
18 de março de 2014
2
GARANTIA
PRODUTOS PRO TUNE
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legal mais extensão de 9 meses de garantia especial concedida pela Pro Tune) a
partir da data de venda ao consumidor final. A garantia é somente para defeitos
de fabricação do produto, e será realizada somente na sede da Pro Tune. É válida
se o produto for usado em conformidade com o seu respectivo manual e somente
para os produtos Pro Tune, não se estendendo de forma nenhuma a outra parte ou
peça, independente de qualquer situação.
Danos causados aos produtos Pro Tune ou a outras peças por instalação incorreta não estão cobertos pela garantia, de forma nenhuma. Produtos Pro Tune
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estão disponı́veis para download no site da empresa. Seu uso é permitido somente
quando em conjunto com produtos Pro Tune. Sua distribuição não é permitida. A
Pro Tune não garante que o software funcione corretamente em qualquer computador, mas presta suporte e otimiza constantemente seus produtos para que isso
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SUPORTE
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Pro Tune Sistemas Eletrônicos
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Canoas, RS, Brasil
Indústria Brasileira
www.protuneelectronics.com.br
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Sumário
1 ECUs PRO TUNE
1.1 Visão Geral . . . . . .
1.2 Modelos Disponı́veis
1.2.1 PR330 . . . .
1.2.2 PR440 . . . .
1.2.3 PR660 . . . .
1.2.4 Versão DRAG
1.3 Nomenclatura . . . .
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2 PR440
2.1 Principais caracterı́sticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2 Recursos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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14
3 Instalação
3.1 Cuidados Importantes . . . . . . . . . . . . .
3.2 Pinagem da ECU . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3 Injetores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.1 Injetores de Alta Impedância . . . .
3.3.2 Injetores de Baixa Impedância . . . .
3.4 Ignição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.5 Entradas Analógicas e Digitais . . . . . . . .
3.6 Sinal de Rotação e Fase . . . . . . . . . . . .
3.7 Sensor de Pressão (MAP) . . . . . . . . . . .
3.8 Sonda Lambda . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.9 Acelerador Eletrônico . . . . . . . . . . . . .
3.9.1 Sensor do Pedal . . . . . . . . . . . .
3.9.2 Sensor de Posição da Borboleta . . .
3.9.3 Motor da Borboleta . . . . . . . . . .
3.9.4 Instalação do Acelerador Eletrônico .
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5 Comunicação
5.1 Porta USB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2 CAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3 Porta Serial RS-232 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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4 Diagramas de Instalação
4.1 Sistema com Distribuidor . . . . . . . . . .
4.2 Sistema com Roda Fônica e Sensor Indutivo
4.3 Sistema com Injeção Sequencial . . . . . . .
4.4 Sistema com Drive-by-Wire . . . . . . . . .
5
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6 Software Pro Tune WORKBENCH
6.1 Área de Trabalho . . . . . . . .
6.2 Elementos Básicos do Software .
6.3 Botões de Atalho . . . . . . . . .
6.4 Conectando o ECU no PC . . . .
6.5 Ajuste do Layout da tela . . . . .
6.6 Salvando o Datalog no PC . . . .
6.7 Atualização do Firmware . . . .
6.8 Análise em Tempo Real . . . . .
SUMÁRIO
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40
7 Solução de Problemas
43
8 Especificações Técnicas
45
Lista de apêndices
46
A Sistemas de Injeção Eletrônica
A.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.2 Ignição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.3 Injeção de Combustı́vel . . . . . . . . . . . . . .
A.3.1 Mistura Rica, Pobre e Estequiométrica .
A.3.2 Quantidade Adequada de Combustı́vel .
A.3.3 A Quantidade Básica . . . . . . . . . . .
A.3.4 As Correções . . . . . . . . . . . . . . . .
A.3.5 Sensores . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A.3.6 Atuadores . . . . . . . . . . . . . . . . .
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B Cabos de Vela
55
C Sonda Lambda - EGO
57
D Ordem de Ignição de Motores
59
E Configurando a ECU com Distribuidor
61
F Pinagem da ECU PR440
63
Advertência
• Os produtos descritos neste manual não estão homologados para uso em estradas
e vias públicas.
• Os produtos descritos neste manual não garantem de nenhuma forma o atendimento às normas vigentes para emissão de gases poluentes e poluição sonora. Entretanto, tais normas podem ser respeitadas efetuando a correta parametrização
dos produtos, sendo esta de responsabilidade do usuário. A Pro Tune se isenta de
qualquer responsabilidade pelo uso indevido de seus produtos.
• O uso dos produtos é de inteira responsabilidade do usuário.
Tabela 1: Histórico de Revisões deste manual
Data
Setembro/2012
Outubro/2012
Fevereiro/2014
Revisão
1
2
3
Modificações
Redação Inicial
Alteração do Layout do texto
Revisão do manual
7
1 ECUs PRO TUNE
1.1
Visão Geral
A Pro Tune possui em sua linha de produtos, Módulos de Injeção Eletrônica
compactos e de alta performance. Estas ECUs tem como objetivo proporcionar
alto desempenho e garantir confiabilidade mesmo sob as mais diversas condições
de operação.
Todos os modelos são construı́dos em chassi de alumı́nio anodizado com conectores a prova d´água que garantem robustez em qualquer tipo de terreno. Além
disso, todos modelos possuem sensor MAP integrado e condicionador para sonda
lambda tipo wideband, facilitando a instalação do produto. Possuem ainda um
software avançado de configuração e análise de dados chamado Pro Tune WORKBENCH, com interface gráfica totalmente customizável e otimizado para um diagnóstico completo do motor.
1.2
Modelos Disponı́veis
A Pro Tune apresenta três modelos de ECUs, para atender as necessidades dos
mais variados perfis de aplicação. Abaixo está uma breve descrição das caracterı́sticas de cada modelo.
1.2.1
PR330
Com sua aplicação voltada para os ambientes mais agressivos do automobilismo, o módulo de injeção eletrônica programável PR330 é a opção ideal para o
mapeamento e ajustes em motores de motos, jipes, lanchas e Jet-skis. Este modelo
se destaca por ser muito compacto e possuir uma construção totalmente a prova
d´água e com alta resistência a quedas e vibrações. Alguns caracterı́sticas da ECU
podem ser destacadas:
• 3 saı́das para injetores;
• 3 saı́das para ignição;
• 2 entradas auxiliares de tensão;
• 2 entradas para sensor de temperatura ou tensão;
• 5 saı́das auxiliares programáveis;
• 1 entrada para sonda lambda wideband;
• suporte para uso de módulo drive-by-wire externo.
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CAPÍTULO 1. ECUS PRO TUNE
1.2.2
PR440
Desenvolvida para aplicações que exigem mais recursos de sensores e atuadores, a PR440 é projetada para aplicações de maior performance, que exigem injeção
de combustı́vel sequencial em motores de até 4 cilindros. Abaixo são destacadas
algumas caracterı́sticas deste modelo:
• 4 saı́das para injetores;
• 4 saı́das para ignição;
• 6 entradas auxiliares de tensão/temperatura;
• 2 entradas digitais;
• 6 saı́das auxiliares programáveis;
• 1 entrada para sonda lambda wideband;
• suporte para uso de módulo drive-by-wire interno;
• comunicação USB, CAN e RS-232.
1.2.3
PR660
A PR660 é um modelo diferenciado, com recursos exclusivos. Projetada para
motores de altı́ssima performance, que necessitam de injeção de combustı́vel sequencial de até 6 cilindro. Este modelo se diferencia por possuir condicionamento
de sinal para 2 sondas Lambda wideband e condicionamento integrado de sinal
para knock sensor.
• 6 saı́das para injetores;
• 6 saı́das para ignição;
• 3 entradas auxiliares de tensão;
• 6 entradas configuráveis de tensão/temperatura;
• 4 entradas digitais;
• 9 saı́das auxiliares programáveis;
• 2 entradas para sonda lambda wideband;
• Módulo drive-by-wire integrado;
• Condicionador para knock sensor
• Comunicação USB, CAN e RS-232.
1.3. NOMENCLATURA
1.2.4
11
Versão DRAG
As ECU´s Pro Tune possuem, além de sua versão standard, uma versão chamada
DRAG, destinada aos veı́culos de corrida de arrancada. Essa linha possui recursos
disponı́veis no firmware como datalog, controle de lambda e lambda auto-tune.
Além destes recursos previamente habilitados, possui ainda um sensor de pressão
(MAP) de 700kPa, adequado aos motores turbo com maior pressão.
1.3
Nomenclatura
Abaixo, é apresentada uma lista de nomenclaturas utilizadas pela Pro Tune no
decorrer do manual:
• APMS - Antes do ponto morto superior;
• IN - Entrada auxiliar de tensão;
• AT - Entrada auxiliar de sensor de temperatura;
• AUX-OUT - Saı́da auxiliar de tensão;
• CKP - Entrada de sensor de rotação do motor (Crank position);
• CMP - Entrada de sincronismo de fase do motor (Camshaft position);
• ET - Sensor de temperatura do motor (Engine Temperature);
• ECU - Unidade de controle do motor (Electronic (or Engine) control unit);
• EGO - Sensor de oxigênio ou sonda Lambda;
• Firmware - software interno da ECU;
• IAT - Sensor de temperatura do ar (Intake air temperature);
• kPa - Quilo Pascal - unidade de pressão (1 BAR = 100kPa);
• MAF - Sensor de massa de ar (Mass air flow);
• MAP - Sensor de pressão absoluta (Manifold Absolute Pressure sensor);
• PMS - Ponto morto superior;
• RPM - Rotações por minuto;
• TP - Sensor de posição da válvula do acelerador (Throttle Position).
12
CAPÍTULO 1. ECUS PRO TUNE
2 PR440
Este manual descreve de forma objetiva, como instalar e configurar o módulo
de injeção eletrônica modelo ECU PR440.
Uma foto do produto pode ser vista na figura 2.1.
Figura 2.1: Apresentação da ECU PR440.
Este produto vem acompanhado dos seguintes ı́tens:
• Módulo de ECU PR440;
• Software de configuração Pro Tune WORKBENCH®;
• Manual de instruções do usuário.
Ao receber o produto, certifique-se de que ele venha acompanhado de todos os
acessórios.
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CAPÍTULO 2. PR440
2.1
Principais caracterı́sticas
Projetado para motores de até 4 cilindros de sistema sequencial (também podendo ser utilizado em motores de até 8 cilindros em sistemas semi-sequenciais),
os módulos de injeção eletrônica programável Pro Tune PR440 abrem aos
mecânicos, pilotos e preparadores, uma infinidade de possibilidades para a análise
e execução de ajustes em motores.
Entre as principais caracterı́sticas, podemos destacar:
• Facilidade no mapeamento de motores;
• Gravação de até 100 canais simultâneos;
• Construı́do em chassi de alumı́nio anodizado;
• Possui uma versão DRAG dedicado especialmente para o segmento de corrida de Arrancada;
• Vem acompanhado do Software de configuração e diagnóstico Pro Tune
Workbench®;
2.2
Recursos
A tabela abaixo, apresenta os recursos disponı́veis na ECU PR440.
Tabela 2.1 – Recursos da ECU PR440.
Injeção
Ignição
Rotação e Fase
Entradas
Entradas Digitais
Saı́das
Sonda Lambda
Sensor de Pressão
Memória interna
Saı́da para 4 injetores (peak-and-hold)
operação sequencial
4 saı́das
2 entradas p/ sensor hall ou indutivo
2 entradas de tensão (0-5V)
6 entradas tensão/temperatura
2 entradas
6 saı́das (2A)
2 saı́das de potência (5A)
Entrada para 1 sonda wideband
MAP integrado de 250kPa absoluto (1,5Kg de
pressão de turbo) na versão standard
MAP integrado de 700kPa absoluto (ou
6kgf /cm2 ) na versão DRAG.
32 Mbits
2.2. RECURSOS
Tabela 2.1 – Recursos da ECU PR440 (continuação).
Recursos Adicionais
Launch Control
Boost Control
Power Shift
Anti-Lag
Traction Control
Remote Dash Control
Emergency Map
Pit Limit Speed Control
Controle de Comando Variável
Controle de Drive-by-wire
Segurança
Password Protection
Datalog Interno
6 horas (10 canais@10Hz) ou
60 horas (10 canais@1Hz)
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16
CAPÍTULO 2. PR440
3 Instalação
3.1
Cuidados Importantes
- As entradas CKP- e CMP- não estão ligadas a terra e não podem ser utilizadas
como terra de sensores Hall. Especificamente para o caso Hall, é necessário fazer
a ligação externa no terra dos sensores;
- Separar preferencialmente os terras dos sensores do terra geral da
alimentação da ECU;
- Ligar a alimentação (+12 volts) em um ponto de alimentação que não desative
durante o arranque. Preferencialmente ligar direto na alimentação pós-chave;
- O circuito de ignição é crı́tico para ao bom funcionamento. Ao ligar as velas
na bobina de ignição, quando possı́vel utilize cabos supressivos e velas resistivas;
- Separar os fusı́veis da sonda, injeção e ignição.
- As saı́das AUX-OUT 1 e AUX-OUT 2 possuem diodo de recirculação. Não
usar estas saı́das para acionar cargas permanentes pois manterão o sistema alimentado, mesmo quando a ECU for desligada.
3.2
Pinagem da ECU
O conector utilizado pela PR440 possui 48 pinos sendo 40 de sinal e 8 pinos
de potência. Sua numeração utiliza um sistema com números para numeração de
linha e letras para as colunas. Uma vista do conector da ECU pode ser visto na
figura 3.1.
Figura 3.1: Vista frontal dos pinos do conector da ECU.
17
18
CAPÍTULO 3. INSTALAÇÃO
A lista de funções de cada pino pode ser vista na tabela 3.1.
Tabela 3.1 – Pinagem da ECU PR440.
INJETORES
Pino
A1
B1
C1
D1
Cor
azul
azul
azul
azul
Função
INJ 1 - Primeira saı́da de injetor
INJ 2 - Segunda saı́da de injetor
INJ 3 - Terceira saı́da de injetor
INJ 4 - Quarta saı́da de injetor
IGNIÇÃO
Pino
H1
J1
K1
H2
Cor
marrom
marrom
marrom
marrom
Função
IGN 1 - Primeira saı́da de ignição
IGN 2 - Segunda saı́da de ignição
IGN 3 - Terceira saı́da de ignição
IGN 4 - Quarta saı́da de ignição
ENTRADAS
Pino
F4
G4
H4
J4
C2
D2
E2
F2
G2
G3
F3
E4
Cor
lilás
rosa
rosa
rosa
branco
branco
branco
branco
branco
branco
branco
branco
Pino
Cor
G1
cinza
F1
cinza
E1
L1
M1
M3
K4
cinza
cinza
cinza
cinza
cinza
Função
CKP+ - Entrada positiva do sensor de rotação
CKP- - Entrada negativa do sensor de rotação
CMP+ - Entrada positiva do sensor de fase
CMP- - Entrada negativa do sensor de fase
IN 1 - Entrada 1 (DIG-IN1*)
IN 2 - Entrada 2 (TP)
IN 3 - Entrada 3 (DIG-IN3*)(AIR TEMP)
IN 4 - Entrada 4 (DIG-IN4*)(WATER TEMP)
IN 5 - Entrada 5 (0-12V)
IN 6 - Entrada 6 (0-12V)
IN 7 - Entrada 7
DIG IN 2 - Entrada Digital 2
SAÍDAS
Função
AUX OUT 1 - Saı́da Auxiliar 1 (diodo de
recirculação)
AUX OUT 2 - Saı́da Auxiliar 2 (diodo de
recirculação)
AUX OUT 3 - Saı́da Auxiliar 3
AUX OUT 4 5A[ETC] - Saı́da Aux. de potência 4
AUX OUT 5 5A[ETC] - Saı́da Aux. de potência 5
AUX OUT 6 - Saı́da Auxiliar 6
OUT MAIN RELAY - Saı́da p/ relé principal
3.3. INJETORES
19
Tabela 3.1 – Pinagem da ECU PR440 (continuação).
Pino
A3
B3
C3
D3
E3
Cor
branco
amarelo
verde
vermelho
preto
SONDA LAMBDA
Função
LA HT- - Negativo do aquecedor 1 (fio branco)
LA SENSOR 0V - Referência (fio amarelo)
LA RCAL - Calibração Sonda 1 (fio verde)
LA IP - Ipump sonda 1 (fio vermelho)
LA VS - Célula Nernst sonda 1 (fio preto)
COMUNICAÇÃO
Pino
A2
B2
Cor
amarelo
verde
Função
CAN LOW/SP Tx - CAN Low / Protune SP Tx
CAN HIGH/SP Rx - CAN High / Protune SP Rx
ALIMENTAÇÃO
Pino
M4
K3
L3
L4
L2
3.3
Cor
vermelho
vm/pt
pt/br
pt/br
preto
Função
+12V SWITCH - Positivo (+12V)
SENSOR 5V - Alimentação dos Sensores - (saı́da 5v)
POWER GROUND - Terra de alimentação
POWER GROUND - Terra de Potência
SENSOR GROUND - Terra dos sensores
Injetores
Injetores de combustı́vel podem ser entendidos como pequenas válvulas, que
quando energizadas abrem e deixam o combustı́vel passar.
Basicamente há dois tipos de injetores comuns: Injetores de baixa impedância e
injetores de alta impedância. Para identificar a impedância de um injetor é necessário medir sua resistência elétrica:
• Alta impedância - com resistência na faixa de 12Ω (ohm) ;
• Baixa impedância - com resistência abaixo de 5Ω (ohm).
3.3.1
Injetores de Alta Impedância
Injetores de alta impedância são ligados diretamente nas saı́das de injeção da
Pro Tune e quando acionados receberam diretamente a tensão da bateria.
Cada saı́da da ECU tem capacidade para até 3 injetores de alta impedância em
paralelo.
20
3.3.2
CAPÍTULO 3. INSTALAÇÃO
Injetores de Baixa Impedância
Injetores de baixa impedância não podem receber diretamente a tensão da
bateria, pois podem queimar nesta condição. A ECU pode acionar injetores de
baixa impedância quando ligados apropriadamente. Como sua impedância é
muito baixa há duas soluções para sua ligação: ligação do injetor em série com
resistor ou a utilização do método Peak-and-hold.
Pelo método do resistor, coloca-se o injetor em série com um resistor de 3,3Ω
(ohm), com 20 Watts de potência.
Pelo método Peak-and-hold, precisa-se configurar corretamente os parâmetros
do injetor na ECU, através do software Workbench. Este recurso é melhor
apresentado no capı́tulo referente ao software.
3.4
Ignição
As bobinas de ignição podem ser entendidas, basicamente, como multiplicadores de tensão. Assim um pulso de tensão na ordem de 300V a 450V no lado de
baixa tensão da bobina gera no outro lado da bobina um pulso de tensão na ordem
de 100 vezes maior, suficiente para gerar um arco elétrico nas velas de ignição.
Para gerar um pulso de 300V a 450V no lado de baixa tensão da bobina é necessário primeiro armazenar energia elétrica na bobina. Assim, quando a bobina
é desligada a energia nela armazenada gera automaticamente o pulso necessário.
O tempo que a bobina fica ligada armazenando energia é chamado de tempo de
carga, ou dwell.
Para ligar e desligar a bobina é usado um circuito eletrônico, conhecido por
driver. O driver pode estar incorporado na bobina de ignição ou não. Bobinas
com o driver incorporado são conhecidas como bobinas de ignição interna. As
ECUs da Pro Tune possuem apenas a saı́da para acionamento do driver de ignição.
Recomenda-se o uso de bobinas com este circuito incorporado ou então o uso de
drivers externos, que também são disponibilizados pela Pro Tune.
As duas formas de ligação do sistema de ignição são mostradas na figura 3.2.
3.5. ENTRADAS ANALÓGICAS E DIGITAIS
21
Figura 3.2: Ignição: (a) com driver integrado. (b) com driver externo.
3.5
Entradas Analógicas e Digitais
O módulo de injeção ECU PR440 possui 3 tipos de entradas diferentes:
• Entradas analógicas;
• Entradas digitais;
• Entradas para sensor de temperatura (Termistor).
As entradas analógicas do produto podem ser configuradas para a utilização
de sensores com sinal de saı́da em tensão ou então sensores de temperatura do
tipo Termistor.
Os terminais de entrada entre IN-1 e IN-4 são para sinais entre 0 e 5 volts.
As entradas IN-5 e IN-6 podem suportar sinais de até 12 volts. Assim, quando
for necessário utilizar sensores com tensão de saı́da maior que 5 volts, deve-se
escolher adequadamente o terminal de entrada.
As entradas digitais são utilizadas para medidas de frequência. A faixa de
leitura é de 0,5 à 6500 Hz. A configuração destas entradas permite a ligação de
sinais do tipo “Coletor Aberto”, ou simplesmente chaves, que conectam o pino ao
terra.
As entradas de temperatura são projetadas para utilização de termoresistores
do tipo NTC. O produto possui circuito de entrada com ligação pull-up configurável. Assim, quando utilizado um sensor de temperatura em uma entrada, é
necessário que seja feita a configuração no software Workbench para que o pull-up
seja ativado e a leitura seja feita de forma correta.
É recomendado utilizar o sensor de temperatura do ar (IAT) na entrada IN-3 e
o sensor de temperatura da água (ET) na entrada IN-4.
22
CAPÍTULO 3. INSTALAÇÃO
Para ligação dos sensores, o módulo possui uma fonte dedicada exclusivamente para a sua alimentação. A Saı́da SENSOR-5V (pino K3) deve ser utilizada
principalmente em sensores tipo resistivos, já que a precisão da medição é
extremamente dependente da qualidade e estabilidade da alimentação. O limite
de corrente desta fonte não deve ultrapassar os 200 mA.
3.6
Sinal de Rotação e Fase
As ECUs Pro Tune possuem entradas de trigger de rotação e fase (sincronismo)
configuráveis por software. As duas entradas possuem modelos elétricos idênticos
e aceitam sensores do tipo indutivo ou do tipo Hall. A figura 3.3 apresenta a forma
de ligação dos dois tipos de sensores. A mesma configuração mostrada também
deve ser utilizada para o sensor de fase (CMP). É importante ressaltar que as entradas CKP- e CMP- não estão internamente aterradas. Assim, é necessário o aterramento sempre que for usado o sensor do tipo Hall.
Figura 3.3: Diagrama de ligação do sensor de rotação ou fase.
As entradas CKP- e CMP- não estão ligadas a terra e não podem ser
utilizadas como terra de sensores Hall. Especificamente para o caso Hall, é
necessário fazer a ligação externa no terra dos sensores.
3.7
Sensor de Pressão (MAP)
O sensor MAP (Manifold Absolute Pressure) mede a pressão absoluta (pressão
relativa ao vácuo).
0 kPa absoluto = Vácuo total
100 kPa = 1 Bar = 14.5 PSI
A pressão atmosférica ao nı́vel do mar é aproximadamente 100 à 102 kPa,
dependendo do dia.
3.8. SONDA LAMBDA
23
Este sensor se encontra integrado nos módulos de injeção da Pro Tune. Basta
instalar a mangueira de tomada de pressão para sua utilização.
Por padrão, a ECU incorpora um sensor para medição de 250 kPa, que é bem
dimensionado para motores aspirados. No caso da Versão DRAG, o sensor é para
700kPa, para que atenda aos motores com pressão de turbo mais elevada.
3.8
Sonda Lambda
As ECUs Pro Tune possuem o condicionador para Sonda Lambda integrado no
módulo. Basta posicionar corretamente o sensor no escapamento e conectar os fios
nos pinos dedicados do módulo.
Este condicionador integrado é compatı́vel com as sondas wideband Bosch
LSU e NTK. A pinagem tı́pica de um sensor Bosch pode ser encontrada nos anexos.
Um diagrama de ligação da sonda Lambda da ECU pode ser visto na figura
3.4.
Figura 3.4: Diagrama de ligação da sonda LSU 4.2.
24
CAPÍTULO 3. INSTALAÇÃO
3.9
Acelerador Eletrônico
O acelerador eletrônico é composto basicamente de 3 partes:
• Sensor de posição do pedal;
• Sensor de posição da borboleta;
• Motor da borboleta.
3.9.1
Sensor do Pedal
Este sensor é formado por um conjunto de dois potenciômetros que ficam junto
ao pedal do acelerador. Caso um dos potenciômetros apresentar falha, o sistema
continuará funcionando normalmente pelo outro potenciômetro, mas uma falha é
registrada.
A ECU possui duas entadas dedicadas para a entrada do sinal destes sensores chamadas TPD-1 e TPD-2 (posição do acelerador). Este sensor deve se corretamente
calibrado pelo software de configuração Workbench antes de sua operação.
3.9.2
Sensor de Posição da Borboleta
Este sensor está localizado internamente (na tampa lateral) ao corpo de borboleta. Informa a ECU a correta posição da borboleta de aceleração. Para a ECU Pro
Tune, a entrada para conexão deste sensor é a chamada TP (pino F3). É basicamente composto por um potenciômetro, semelhante ao sensor do pedal. Para sua
operação, deve-se instalar o sensor alimentado pela própria saı́da de 5V fornecida
pela ECU (SENSOR-5V), afim de evitar garantir a qualidade do sinal.
Assim como a no caso do pedal, é importante verificar a correta calibração desta
entrada pelo Workbench antes do seu uso.
3.9.3
Motor da Borboleta
Está localizado internamente ao corpo de borboleta. É controlado pela ECU em
função da solicitação do acelerador e do sinal do sensor de posição da borboleta.
O Módulo possui duas saı́das exclusivas para este motor, pois a caracterı́stica
essencial para seu funcionamento é a reversão do sinal de acionamento. Isso só é
possı́vel, usando duas saı́das que possuam chaveamento tanto para o +12V quanto
para o para o terra (high-side e low-side).
Assim, liga-se o motor da borboleta nas saı́das AUX-OUT4 e AUX-OUT5 (pinos
L1 e M1). Estas saı́das também possuem capacidade de corrente mais elevada que
as demais, afim de atender as demandas dos diversos modelos de borboletas.
3.9. ACELERADOR ELETRÔNICO
3.9.4
25
Instalação do Acelerador Eletrônico
A figura 3.5 mostra um diagrama de ligação do sistema de acelerador eletrônico
configurado para uma ECU PR440.
Figura 3.5: Diagrama de ligação do acelerador eletrônico.
Todos os modelos suportados de borboleta eletrônica são pre-definidos no
firmware e a ligação do mesmo no módulo deve seguir o descrito nesse manual.
Se o corpo de borboleta eletrônica não estiver disponı́vel, basta entrar em
contato com a Pro Tune. Respeitando as prioridades e limitações técnicas, o corpo
será acrescentado no firmware mais recente e a instalação será descrita nesse
manual.
26
CAPÍTULO 3. INSTALAÇÃO
4 Diagramas de Instalação
4.1
Sistema com Distribuidor
27
28
4.2
CAPÍTULO 4. DIAGRAMAS DE INSTALAÇÃO
Sistema com Roda Fônica e Sensor Indutivo
4.3. SISTEMA COM INJEÇÃO SEQUENCIAL
4.3
Sistema com Injeção Sequencial
29
30
4.4
CAPÍTULO 4. DIAGRAMAS DE INSTALAÇÃO
Sistema com Drive-by-Wire
5 Comunicação
O módulo ECU possui três tipos de portas de comunicação para configuração
e leitura dos dados. Abaixo, são descritos cada um dos tipos e suas aplicações.
5.1
Porta USB
A porta USB é utilizada exclusivamente para configuração do produto (conexão
ao computador pessoal) e para download de datalogs do produto.
A ECU possui um conector tipo USB-B (semelhante ao conector de impressora) cujo cabo acompanha o produto. O sistema de comunicação é isolado da
alimentação do módulo para que não haja problema de interferências durante a
operação e leitura de informações da ECU. É necessário alimentar o módulo externamente pelo chicote principal para que a comunicação USB funciona corretamente.
5.2
CAN
O Módulo de ECU possui interface de comunicação padrão CAN-BUS. Neste
protocolo, os dados são trafegados por apenas 2 linhas chamadas de CAN HIGH e
CAN LOW. Um diagrama tı́pico de uma rede CAN é mostrado na figura 5.1.
Figura 5.1: Diagrama de uma rede CAN tı́pica.
Para o correto funcionamento da rede, é necessária a utilização de resistores
de 120 Ω para terminação na rede. Estes resistores ficam nas pontas da rede como
mostra na figura 5.1. Geralmente nos veı́culos, estes resistores já se encontram
instalados na rede e não é necessária sua adição.
31
32
5.3
CAPÍTULO 5. COMUNICAÇÃO
Porta Serial RS-232
O módulo dispõe de porta serial do tipo RS-232, com nı́veis de tensão padrão
TTL. Esta porta comunica em velocidade de 115.200kbps para transferência de
dados.
6 Software Pro Tune WORKBENCH
6.1
Área de Trabalho
Ao executar o Pro Tune Workbench, a tela principal do programa é aberta,
como mostra a figura 6.1.
Figura 6.1: Tela principal do Workbench.
Através da figura 6.1 é possı́vel visualizar a área de trabalho com os diferentes componentes de visualização dos parâmetros da ECU. Esta área de trabalho é
totalmente configurável é permitido ainda criar diferentes designs dessa área de
trabalho, acessı́veis facilmente através de abas no programa.
33
34
CAPÍTULO 6. SOFTWARE PRO TUNE WORKBENCH
6.2
Elementos Básicos do Software
A figura 6.2 mostra os principais elementos que compões o software Pro Tune
Workbench.
Figura 6.2: Elementos básicos do Workbench.
Estes elementos são descritos brevemente abaixo:
• Barra de Menus - Através dos Menus desta barra, podem ser acessadas todas as funcionalidades do programas. Estas funcionalidades são divididas
em Arquivo, Mapas, Configurações da ECU, Ferramentas, Informações
da ECU, Configuração do Software e Ajuda.
• Barra de Botões - Esta barra apresenta atalhos para as principais funções
do software.
• Abas de Seleção da Área de Trabalho - Cada uma destas abas do programa
representa uma área de trabalho diferente. É possı́vel configurar múltiplas
áreas de trabalho com diferentes layouts em cada uma.
• Área de Trabalho Selecionada - Esta é a área de trabalho selecionada nas
abas. Nela é que são dispostos os instrumentos e listas de parâmetros do
ECU.
A figura 6.3 mostra a Barra de Status do programa. Nesta barra são apresentadas as condições principais de operação da ECU.
Figura 6.3: Barra de Status do Workbench.
6.2. ELEMENTOS BÁSICOS DO SOFTWARE
35
Nesta barra é possı́vel encontrar as seguintes informações:
• Condição da conexão - Indica se a ECU está conectada ou não.
• Condição de Erro - Mostra se existe algum alarme de erro ativo.
• Trim - Indica se algum trim é colocado na injeção.
• Tempo e Taxa de Atualização - Mostra quanto tempo (em segundos) e ECU
já está em execução. Isso é utilizado para verificar se o módulo está em
operação contı́nua, ou foi sofreu algum tipo de reset. A taxa de atualização
mostra a frequência de atualização dos parâmetros na tela.
• Condição de Partida - Indica se a ECU está operando em condição de partida
ou operação normal.
• Senha - Indica se a ECU possui senha configurada.
• Modo de Injeção - Indica qual o modo de injeção que o módulo está operando (semi-sequencia ou sequencial).
No canto superior direito, o software apresenta ainda duas funcionalidades
importantes, visto de forma ampliada na figura 6.4.
Figura 6.4: Scroll da área de trabalho e indicador de modificações.
• Scroll da Área de Trabalho - Através do uso do mouse nesta região é
possı́vel percorrer por toda a área de trabalho, quando esta é maior que o
tamanho da tela. Isso permite usar um espaço para colocar ferramentas de
visualização de parâmetros, muito além das dimensões da tela útil do monitor.
• Indicador de Modificação da Configuração - Este indicador identifica
quando foi feita alguma modificação nas configurações da ECU e portanto
sua configuração está diferente da gravada na ECU. Aparece então um
botão vermelho escrito SALVE DADOS! para que o usuário possa salvar as
informações modificadas na ECU.
36
CAPÍTULO 6. SOFTWARE PRO TUNE WORKBENCH
6.3
Botões de Atalho
Cada uma das funções da barra de botões é apresentada abaixo:
Tabela 6.1 – Ícones dos botões do Workbench
Botão ABRIR - Este botão permite carregar as
configurações de um arquivo e salvar na ECU. O formato do arquivo a ser carregado é .tdc
Botão SALVAR - Este botão permite salvar as
configurações da ECU no computador.
Botão DESCARREGAR DATALOG - Acessa o menu para
descarregar os dados de datalog da ECU no computador.
Botão ACESSO AO SITE - Acessa o site da Pro Tune
para verificar a existência de versões mais novas do
software.
Botão REINICIAR COMUNICAÇÃO - Através deste
botão, a comunicação é reiniciada, e o módulo tenta
reconectar novamente.
Botão
INFORMAÇÕES DA ECU
Mostra
as
informações da ECU, como por exemplo, versão do
firmware e número de série.
Botão FERRAMENTAS - Acessa os menus de
configuração de injeção, sincronismo e controle
de marcha lenta.
6.4. CONECTANDO O ECU NO PC
37
Tabela 6.1 – Ícones dos botões do Workbench (continuação).
Botão OSCILOSCÓPIO - Abre a tela com o osciloscópio em tempo real, que permite visualizar a
variação de parâmetros da ECU no tempo.
Botão DESLIGAR MOTOR - Desliga o motor, cortando
a injeção de combustı́vel.
6.4
Conectando o ECU no PC
Para configurar a ECU, basta conectar o cabo USB no módulo e no PC e alimentar a ECU pelo chicote principal. O cabo USB da ECU é isolado da alimentação
principal, portanto não há risco de interferência ou problemas de aterramento em
relação ao computador em que será ligado.
Quanto ao Workbench, o software passa o tempo inteiro tentando localizar a
ECU na portas USB do computador. Uma vez conectado, ele indica na barra de
status do programa com a palavra Conectado, conforme mostra a figura 6.5.
Figura 6.5: Indicação de conexão entre a ECU e o Workbench.
Caso o Workbench não encontre o módulo, ele apresenta neste quadro a
mensagem Desconectado. Se isto ocorrer, verifique a conexão USB ou então
verifique se o módulo está conectado a alimentação pelo chicote principal.
6.5
Ajuste do Layout da tela
A área de trabalho do usuário é totalmente configurável. Existem basicamente
4 tipos de componentes visuais para para apresentar os parâmetros da ECU. São
eles:
• BARRA - Mostra o parâmetro em forma de uma barra gráfica;
• GAUGE - Apresenta o parâmetro em forma de ponteiro;
38
CAPÍTULO 6. SOFTWARE PRO TUNE WORKBENCH
• CAIXA - Abre uma caixa com o nome do parâmetro e o valor correspondente.
Não utiliza nenhum recurso gráfico;
• MAPA - Cria na tela um mapa para preenchimento e visualização.
Cada um deste elementos pode ser arrastado e posicionado no lugar da tela
que convêm. Para isso, basta clicar com o botão esquerdo do mouse e arrastar o
componente.
Para alterar o parâmetro associado ao elemento gráfico, basta dar um duplo clique com o mouse sobre o componente. Aparecerá a lista dos possı́veis parâmetros
a serem visualizados.
Para remover qualquer componente, basta clicar com o botão direito do mouse
sobre ele.
Em cada uma das abas do programa, é possı́vel configurar uma tela diferente,
ou seja, é possı́vel criar uma combinação de componentes visuais diferente para
cada tipo de análise a ser feita. Essa é a vantagem de se trabalhar com múltiplas
Abas no programa.
6.6
Salvando o Datalog no PC
Para fazer o download dos dados salvos no módulo, é necessário acessar o botão
Descarregar Datalog da barra de ferramentas. Este botão é mostrado na figura
6.6.
Figura 6.6: Menu de acesso ao download de datalogs.
Ao acessar esta função, um novo menu se abrirá como mostra a figura 6.7.
6.6. SALVANDO O DATALOG NO PC
39
Figura 6.7: Menu de download de datalogs.
Este menu apresenta apenas duas funções:
• Download - Salva o datalog em um arquivo tipo .dlf. Possui também a
função de apagar o datalog depois de realizado o download. Para isso, basta
marcar o checkbox Apagar dados da ECU após finalizar o download.
• Apagar Log - Apaga toda a memória de datalog interna do módulo.
Os dados que são baixados do datalog do módulo podem ser visualizados
e analisados em outro software da Pro Tune. O software se chama Pro Tune
Analyzer. Este software acompanha os dashboards da Pro Tune e abre diretamente
arquivos tipo .dlf.
A figura 6.8 mostra uma tela do software de análise.
Figura 6.8: Amostra da tela do Analyzer para visualização de datalogs.
40
CAPÍTULO 6. SOFTWARE PRO TUNE WORKBENCH
6.7
Atualização do Firmware
O firmware corresponde ao código (programa) que é executado internamente
no módulo. A sua atualização pode ser feita acessando o menu correspondente
chamado Atualização do Firmware (Software) do Produto.
A tela da figura 6.9 apresenta as informações disponı́veis para a atualização do
produto. pode-se verificar nesta tela, a versão atual instalada e número de série do
produto.
Figura 6.9: Tela de atualização do firmware.
Podemos destacar três operações principais referentes a atualização:
• Selecionar Arquivo de Atualização - Neste botão, acessa-se o arquivo com
a extensão .frw que contém o novo firmware a ser instalado
• Ler Módulo - Esta função é utilizada para atualizar as informações referentes a eletrônica do produto e versão de firmware instalado.
• Atualizar! - Este botão executa a gravação do firmware selecionado no
módulo. Ao final do processo, aparece uma mensagem informando se a
atualização foi bem sucedida ou não. Caso a atualização ocorra normalmente, aparecerá a mensagem “O firmware foi atualizado com sucesso.”
6.8
Análise em Tempo Real
O software Pro Tune Workbench possui uma ferramenta de análise em tempo
real através de um analisador gráfico. Permite visualizar parâmetros variando
no tempo e acompanhar o histórico de variação de um determinado sensor, por
exemplo. Em geral esta forma gráfica fornece mais informações do que a simples
6.8. ANÁLISE EM TEMPO REAL
41
visualização dos números apresentados pelos sensores isoladamente. Abaixo, na
figura 6.10 podemos ver a apresentação do analisador gráfico.
Figura 6.10: Amostra da tela do visualizador gráfico do Workbench.
42
CAPÍTULO 6. SOFTWARE PRO TUNE WORKBENCH
7 Solução de Problemas
Descreve-se nesta seção, um conjunto de possı́veis dúvidas comuns no uso do
ECU PR440. Procure consultar essa seção antes de contatar a assistência técnica.
Q: A ECU não mede rotação.
R: Verifique se os pulsos do sensor de rotação (sensor da roda fônica ou distribuidor) estão chegando na ECU e principalmente se a configuração do modo de
sincronismo principal está correta e de acordo com o sistema existente no motor.
Em caso de configuração incorreta a ECU NÃO irá medir sinal algum. Especificamente para o caso das rodas fônicas com sensor indutivo a POLARIDADE da
ligação é fundamental para a correta leitura do sinal de rotação. Nesse caso se a
configuração estiver correta, inverta a ligação dos fios de sinal do sensor indutivo.
Q: Esporadicamente, o motor perde potência durante meio segundo e depois
volta ao normal, sem motivo aparente.
R: Neste caso é importante verificar se o contador de tempo interno da ECU
volta para 0. Em caso positivo, a ECU está resetando (reiniciando) provavelmente
devido a interferências do sistema de ignição.
Verifique fios do chicote próximo aos cabos de ignição. Verifique se os cabos de
vela utilizados são realmente resistivos ou supressivos. 100% destes problemas são
causados por componentes de baixa qualidade na ignição ou má instalação. Cabos
não supressivos ou de má qualidade, quando novos, costumam ser responsáveis
por esses sintomas após 6 horas de exposição ao calor do motor.
Q: A bomba de combustı́vel não liga ao dar a partida.
R: Verifique com um testador ou multı́metro se a ECU aciona o relé da bomba
e se os fusı́veis não estão queimados. Se as ligações estão corretas e o relé não
for ativado, significa que a ECU não está recebendo pulsos do sensor de rotação.
Verifique o sensor de rotação.
Q: A ECU desliga, perde a conexão com o computador durante a partida e o
motor não parte.
R: É comum ligar a alimentação do módulo em um 12Volts que é desligado
pela chave de ignição durante o acionamento do motor de arranque. Neste caso ao
acionar o motor de arranque o módulo perde sua alimentação. Para resolver isso,
alimente o módulo via um 12Volts que permanece ligado durante o acionamento
do motor de arranque.
43
44
CAPÍTULO 7. SOLUÇÃO DE PROBLEMAS
Q: Ao dar a partida, o motor não parte e os injetores e/ou ignição não funcionam.
R: Verifique se na alimentação do relé principal e na sua saı́da tem 12Volts
durante a partida. Como no caso anterior, também é comum ligar o relé principal
em um 12Volts que é desligado durante o acionamento do motor de arranque.
Q: Ao dar partida no motor, o mesmo arranca mas logo depois desliga e
ocorre explosão forte no escapamento.
R: Nesse cado, deve-se configurar corretamente a fase do motor no menu de
sincronismo do software de configuração Workbench.
TESTE FUNDAMENTAL DA ECU
Todo o funcionamento da ECU é baseado na leitura do sinal de rotação do
motor, via distribuidor ou roda fônica. Se na partida, o software do PC
(Workbench) não exibir a rotação do motor, então NADA IRA FUNCIONAR
pois a ECU entende que o motor está parado. É fundamental que a ECU
esteja lendo a rotação corretamente.
8 Especificações Técnicas
Item
Caracterı́stica
Alimentação
7 à 22 volts
Consumo
150mA @ 12volts
Corrente máx.
(saı́das auxiliares)
Entradas Analógicas
2 amperes - saı́da auxiliar
5 amperes - saı́da aux. potência
6 entradas de 0 à 5 volts
2 entradas 0 à 12 volts (IN-5 e IN-6)
0,5 à 6500 Hz
Entradas Digitais Frequência
Protocolo Protune SP
Serial à 115.2 kbps / 500 kbps
Protocolo CAN
100 à 1000 kbps - resistor de terminação externo
Temperatura de
Operação
Proteções
-10 à +105◦ C
Sensor MAP
MAP integrado de 250kPa absoluto - ECU versão
standard
MAP integrado de 700kPa absoluto - ECU versão
DRAG
Inversão de polaridade da bateria;
Transiente de tensão nas linhas de alimentação;
Resistente a poeira ou respingos d´água.
Sonda Lambda
LSU 4.2
(Modelos Suportados) LSU 4.9
NTK
Sonda Narrowband
Peso
320 gramas
Tabela 8.1: Especificações Técnicas da ECU PR440
45
46
CAPÍTULO 8. ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS
A Sistemas de Injeção Eletrônica
A.1
Introdução
O sistema de injeção é o conjunto de componentes do motor com a função de
adicionar uma quantidade adequada de combustı́vel ao ar que está sendo admitido pelo motor.
Atualmente todos os sistemas de injeção incorporaram também a função de gerar
a ignição da mistura de ar e combustı́vel que foi admitida pelo motor. Todos os
sistemas de injeção eletrônica possuem uma unidade controle, chamada de ECU
(Electronic ou Engine Control Unit), que recebe os sinais dos vários sensores, analisa estes sinais e envia comandos aos atuadores.
Sensores são os componentes que detectam as condições do motor. Por exemplo: sensor de pressão na admissão, sensor de posição do virabrequim, sensor de
posição do acelerador.
Atuadores são os componentes que agem de alguma forma sobre o motor. Por
exemplo: bobina de ignição, bico injetor, bomba de combustı́vel. Apesar do sistema de injeção efetuar as funções de injeção e ignição, é mais simples abordar as
duas funções separadamente.
A.2
Ignição
A cada ciclo do motor, cada uma das
câmaras de combustão de cada cilindro
se enche da mistura ar e combustı́vel.
Esta mistura deve queimar para que
o motor gere energia mecânica em
forma de força de rotação. Porém a
mistura não pode queimar a qualquer
momento. Sua queima deve iniciar no
momento mais favorável para que se
obtenha uma grande pressão dentro
da câmara de combustão, mas sem
Figura A.1: PMS e PMI do motor
gerar riscos ao motor. O momento do
inı́cio da queima, ou ignição da mistura, é chamado de ’Ponto de Ignição’, ou
simplesmente ’Ponto’.
O Ponto é definido pela posição do pistão. Há duas posições do pistão que podem
ser usadas como referência: PMS (Ponto Morto Superior) e PMI (Ponto Morto
Inferior). A figura ao lado mostra a posição do pistão quando ele está no PMS e no
PMI.
Para identificar a posição do pistão utiliza-se a posição do virabrequim ou volante.
Como o pistão está preso no virabrequim pela biela e o virabrequim está preso ao
volante, suas posições estão diretamente ligadas.
47
48
APÊNDICE A. SISTEMAS DE INJEÇÃO ELETRÔNICA
A posição do virabrequim é medida em ° (graus), sendo que quando o pistão está
no PMS considera-se o virabrequim em 0º. A cada volta completa do virabrequim
(360º) o pistão sai do PMS, passa pelo PMI e retorna ao PMS. Na grande maioria
dos motores, o Ponto sempre ocorre Antes do PMS (APMS). Assim sendo, o Ponto
é medido ou definido em ºAPMS. Por exemplo: Se o Ponto ocorrer quando o
virabrequim está na posição de 350º, então ocorreu em 10ºAPMS.
Para um bom rendimento do motor, o Ponto deve variar de acordo com algumas
condições de uso do motor, entre elas: velocidade de rotação do motor, quantidade
de mistura dentro do motor, temperatura, entre outras.
O aumento da posição do Ponto em ºAPMS chama-se avanço do Ponto. Sua
diminuição chama-se atraso do Ponto. Por exemplo: se o Ponto passou de
10ºAPMS para 20ºAPMS então ele avançou 10º.
A variação do Ponto, atraso e
avanço, quando relacionada com as
condições de uso do motor é chamada
de curva de avanço e é definida por
uma tabela de dados.
Para a ignição da mistura no Ponto
definido é necessário que ocorra algum
fenômeno dentro da câmara de combustão. O mais comum é a centelha,
ou faı́sca, gerada nos eletrodos da vela
de ignição por uma descarga elétrica
de alta tensão.
Para gerar uma descarga de alta tensão
sempre é utilizada uma bobina de
ignição.
A bobina de ignição, de
maneira bem simples, pode ser considerada como um multiplicador de
Figura A.2: Faı́sca na vela de ignição.
tensão, que ao receber um impulso
elétrico de baixa ou média tensão em um dos seus terminais faz aparecer no outro
terminal que fica ligado na vela de ignição, um pulso de alta tensão.
O impulso elétrico de baixa ou média tensão sobre a bobina é gerado pela
descarga de uma quantidade de energia elétrica que foi previamente armazenada
na própria bobina de ignição.
A.3. INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL
A.3
49
Injeção de Combustı́vel
A cada ciclo do motor, a câmara de combustão recebe uma quantidade de ar. Este
ar deve receber uma quantidade adequada
de combustı́vel para que quando esta mistura queime, se obtenha um bom rendimento do motor sem comprometer ou gerar
danos aos seus componentes.
A.3.1
Mistura Rica, Pobre e Estequiométrica
Quando a mistura de ar e combustı́vel dentro da câmara de combustão
queima, o oxigênio deste ar é consumido.
Se a quantidade de combustı́vel misturado
no ar é pequena (falta combustı́vel) então
nem todo o oxigênio presente será consu- Figura A.3: Admissão da mistura de
mido na queima. Esta situação é chamada ar e combustı́vel.
de mistura pobre.
A mistura pobre tem vantagens e desvantagens:
Tabela A.1: Mistura Pobre
Vantagem da Mistura Pobre Desvantagens da Mistura Pobre
Economia.
Pode causar superaquecimento e até quebra
do motor; Baixo rendimento (potência).
Se a quantidade de combustı́vel misturado no ar é grande (sobra combustı́vel)
então todo o oxigênio presente será consumido na queima e sobrará combustı́vel
sem queimar. Esta situação é chamada de mistura rica.
Assim como a mistura pobre, a mistura rica possui vantagens e desvantagens:
Tabela A.2: Mistura Rica
Vantagens da Mistura Rica
Desvantagens da Mistura Rica
Alto rendimento (potência);
Alto consumo;
Aquecimento reduzido;
Excessivamente rica pode causar
Condição segura para o motor. falhas na queima da mistura.
50
APÊNDICE A. SISTEMAS DE INJEÇÃO ELETRÔNICA
Uma terceira possibilidade é quando a quantidade de combustı́vel é exatamente a necessária para consumir todo o oxigênio presente. Após a queima não
sobra nem oxigênio e nem combustı́vel. Esta situação é chamada de mistura
estequiométrica.
Como as outras possibilidades, há vantagens e desvantagens:
Tabela A.3: Mistura Estequiométrica
Vantagens da Estequiométrica
Desvantagens da Estequiométrica
Boa condição de uso;
Não é a situação de maior rendimento
Reduzida emissão de poluentes; do motor (potência);
Consumo moderado.
É difı́cil de ser mantida em condições
de variação, como em aceleração.
Entre as três possibilidades para a mistura, a mais usual é a mistura rica,
pois é a mais segura para o motor.
Algumas informações sobre combustı́vel e ar:
1 kg de Gasolina Pura tem aproximadamente 1,35 litros;
1 kg de Álcool Hidratado tem aproximadamente 1,25 litros;
1 kg de Ar tem aproximadamente 800litros.
Formam uma mistura estequiométrica (aproximadamente):
14,7kg de Ar com 1 kg de Gasolina Pura;
9,0kg de Ar com 1 kg de Álcool (Etanol) Puro;
13,3kg de Ar com 1 kg de Gasolina Brasileira (mistura de 75% e gasolina com
25% de álcool)
A.3.2
Quantidade Adequada de Combustı́vel
A quantidade adequada de combustı́vel que será misturada ao ar depende de
uma grande quantidade de fatores, e também deve atender alguns requisitos, entre
eles:
A.3. INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL
51
Tabela A.4: Quantidade adequada de combustı́vel
Requisitos que influenciam a mistura Fatores que influenciam a mistura
Desempenho;
Eficiência volumétrica do motor;
Economia;
Pressão no coletor de admissão;
Durabilidade;
Velocidade de rotação do motor;
Normas (poluição);
Temperatura do motor;
Temperatura do ar;
Pressão barométrica;
Condição de aceleração;
Condição de desaceleração;
Condição de partida;
Condição de marcha lenta;
Condição de afogamento do motor;
A quantidade adequada de combustı́vel é definida, normalmente, por uma
quantidade básica e correções.
A.3.3
A Quantidade Básica
A quantidade básica é baseada na quantidade de ar que entra no motor a cada
ciclo. A quantidade de ar deve ser definida em massa e não em volume, pois para
saber quanto combustı́vel deve ser misturado ao ar é necessário saber quantas
moléculas de ar há e não qual seu volume (litros). A quantidade de ar pode ser
medida diretamente ou indiretamente.
Diretamente pode ser medida por um sensor de massa de ar (MAF), porém este
método é pouco usado devido ao alto valor do sensor.
Indiretamente, que é o método mais comum, é medida baseada nos sinais de
três sensores: de velocidade de rotação, de pressão na admissão (MAP) e de
temperatura do ar (IAT) na admissão.
• A Pro Tune trata sempre a pressão como pressão absoluta. Assim o vácuo
total é igual a 0kPa, e a pressão atmosférica ao nı́vel do mar será 101kPa.
• A velocidade de rotação e a pressão do ar são usadas para obter a eficiência
volumétrica (EV) do motor, que é sua principal caracterı́stica.
• O método que define a EV do motor em função da velocidade de rotação e
da pressão do ar é chamado de Speed Density. É o método mais usado.
• A temperatura do ar é usada para definir a densidade do ar admitido. Normalmente a temperatura do ar entra no cálculo da quantidade básica de combustı́vel como uma correção, sendo que a temperatura padrão (sem correção)
é 20ºC.
52
APÊNDICE A. SISTEMAS DE INJEÇÃO ELETRÔNICA
Outra forma de definir a EV do motor é através do sensor de posição do
acelerador (TP). São usados então o TP e a velocidade de rotação do motor. Este
método é usado principalmente em caso de falha do MAP ou em baixas rotações,
quando o sinal do MAP pode ser instável.
A forma mais comum é usar o sinal do TP e da velocidade de rotação para
definir um valor correto para a pressão na admissão. Neste caso o sensor MAP é
ignorado e é usado o valor de pressão definido.
O método que define a EV do motor em função da velocidade de rotação e da
posição do acelerador é chamado de Alpha-N. É o método normalmente usado
quando o sensor de pressão na admissão falha ou quando a leitura da pressão é
inconsistente.
Um exemplo: se em uma situação de velocidade de rotação de 4.000 RPM e
pressão absoluta na admissão de 30kPa (quilo pascal) um motor de 1 litro,
com 4 cilindros, tem eficiência volumétrica de 50%, então nessa condição este
motor admite o correspondente a 50% do volume de 1 litro de ar, ou seja: 0,5
litro de ar na pressão de 30kPa. Note que além do volume do cilindro não
”encher”completamente, o ar que entrou está na pressão de apenas 30kPa.
Resumindo: quanto maior a eficiência volumétrica do motor, maior será
a quantidade de ar que ele conseguirá admitir por ciclo e por conseqüência
maior será a quantidade de combustı́vel necessária.
Sabendo a massa de ar que está entrando no motor pode-se definir quanto combustı́vel será necessário, sem as correções. A quantidade de combustı́vel é definida
pelas caracterı́sticas do combustı́vel, e por algumas caracterı́sticas do sistema. De
forma básica define-se qual o tempo que a válvula injetora de combustı́vel (bico
injetor) deve ficar aberta para atender uma eficiência volumétrica de 100%, com
pressão na admissão de 100kPa, estando o ar a 20°C.
No exemplo anterior, a eficiência volumétrica foi de 50% e a pressão na admissão de 30kPa, o que indicaria que o bico injetor deveria ficar apenas 15% do
tempo aberto quando comparado à situação de eficiência volumétrica de 100%
com pressão de 100kPa, sendo considerado a variação da eficiência volumétrica e
a pressão na admissão.
O tempo de abertura em função da eficiência volumétrica corresponde à quantidade básica de combustı́vel.
A.3.4
As Correções
As correções são modificações no tempo que o bico injetor fica aberto ou acionado. As correções são diversas e aplicadas de várias formas. Não são citadas
todas as correções neste capı́tulo, apenas algumas que servirão de exemplo para a
compreensão.
Ò Como em muitos casos as correções são somadas, é usual definir 100% para sem
A.3. INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL
53
correção, acima de 100% para acréscimos e abaixo de 100% para decréscimos.
A temperatura do ar indica sua densidade. Quanto mais quente o ar, menos denso;
quanto mais frio, mais denso.
Exemplo: em uma situação onde o tempo de abertura do bico injetor é de 10ms
quando o ar está a 20ºC, então se o ar estiver a 40ºC (93,6% da densidade do ar a
20ºC) o tempo será de:
10msx93, 6% = 9, 36%
Em outras palavras: se o ar está mais quente a quantidade de moléculas de ar
para o mesmo volume é menor, logo a quantidade de combustı́vel deve ser menor
também.
O bico injetor tem a caracterı́stica de demorar um tempo para abrir, porém fecha
quase instantaneamente. O tempo para abrir depende da tensão aplicada ao bico
injetor, que por sua vez depende da tensão da bateria.
Exemplo: com uma tensão de bateria de 13,2V um bico injetor leva 0,8ms para
abrir, mas com uma tensão de 11,2 levará mais tempo: 1,0ms. Assim o tempo em
que o bico injetor fica acionado deve aumentar 0,2ms para que o tempo em que ele
está aberto se mantenha o mesmo.
A.3.5
Sensores
No sistema de injeção, sensores são os componentes usados para detectar ou
medir uma determinada condição do motor ou do veı́culo. Já foram mencionados
alguns sensores como o MAP e o TP.
A grande maioria dos sensores é conhecida pela abreviatura do seu nome em
inglês. Dentre os exemplos de sensores, podemos destacar:
MAP - Manifold Absolute Pressure Sensor, IAT - Intake Air Temperature,TP - Throttle Position Sensor, ET - Engine Temperature , Sonda Lambda ou Sonda O2,
MAF - Mass Air Flow, etc.
A.3.6
Atuadores
No sistema de injeção atuadores são os componentes usados para agir sobre
o motor ou sobre outros componentes do sistema. Já foram mencionados alguns
atuadores como a bobina de ignição.
Os atuadores podem ser eletro-eletrônicos ou não.
Dentre os exemplos de atuadores, podemos destacar: Bico Injetor, Bomba de combustı́vel, Bobina de ignição, IAC - Idle Air Control, Válvula do Acelerador - Throttle Valve, Conversor Catalı́tico ou Catalisador, Regulador de Pressão da Linha de
Combustı́vel, Vela de Ignição, etc.
54
APÊNDICE A. SISTEMAS DE INJEÇÃO ELETRÔNICA
B Cabos de Vela
Os cabos de vela são a maior fonte de ruı́do elétrico do sistema de injeção.
Cabos de vela de má qualidade ou não supressivos podem até fazer com que a
ECU não opere de forma correta.
A Pro Tune recomenda somente o uso de cabos de vela supressivos marca
Bosch® tipo CS ou marca NGK® tipo SC.
Cachimbos de vela resistivos não substituem cabos resistivos. Caso seja utilizado
na instalação outro tipo de cabo que não os indicados verifique se o cabo é
resistivo. Um cabo resistivo possui a forma construtiva mostrada na figura B.1.
Outra caracterı́stica deste tipo de cabo é ter entre 6.000Ω (6KΩ) e 10.000Ω
(10KΩ) de resistência por metro de cabo.
Figura B.1: Forma construtiva de um cabo de vela.
55
56
APÊNDICE B. CABOS DE VELA
C Sonda Lambda - EGO
EGO, Sonda Lambda e Sensor O2 são os nomes mais comuns para o sensor de
oxigênio dos gases do escapamento.
Há basicamente dois tipos de Sonda Lambda:
Narrow Band: Identifica somente se a mistura ar/combustı́vel está pobre (há
oxigênio nos gases do escape) ou rica.
Quando a mistura está rica a sonda gera um sinal elétrico, na faixa de 0,9V.
Quando está pobre o sinal gerado é na ordem de 0,1V. A tensão que identifica
mistura rica é justamente o ponto entre as faixas.
A ECU considera mistura rica sempre que a tensão da sonda está acima do valor
definido no parâmetro “Tensão que identifica Mistura Rica”, e mistura pobre
sempre que estiver abaixo. Sondas Narrow Band podem ter de 1 a 4 fios, e podem
possuir ou não resistência de aquecimento. A figura C.1 mostra a resposta tı́pica
de uma Sonda Narrow Band.
Figura C.1: Resposta de uma Sonda Narrow Band.
Wideband: Identifica a proporção da mistura ar/combustı́vel, gerando um
valor de tensão proporcional.
Permite medir a relação ar/combustı́vel com precisão. Esta relação é chamada de
fator Lambda, onde 1 é o valor para a estequiometria, abaixo de 1 é mistura rica e
acima de 1 é mistura pobre.
Toda sonda Wideband necessita de um controlador. As ECUs Pro Tune suportam
a ligação da Sonda Lambda diretamente na ECU pois Possuem já o condicionador
57
58
APÊNDICE C. SONDA LAMBDA - EGO
Integrado.
A figura C.2 mostra a resposta tı́pica dos controladores das sondas Wideband.
Figura C.2: Resposta de uma Sonda Wideband.
A pinagem tı́pica de uma sonda Wideband Bosch, pode ser vista na figura C.3.
Figura C.3: Pinagem tı́pica de uma Sonda Wideband Bosch LSU 4.2.
D Ordem de Ignição de Motores
As tabelas abaixo apresentam a sequencia de ignição de alguns motores mais
utilizados:
Ford (4c.)
Fiat (4c.)
VW AP (4c.)
VW Golf (4c.)
GM (4c.)
Honda (4c.)
Subaru (4c.)
VW a ar (4c.)
Audi (5c.)
VW Jetta 2.5 (5c.)
Marea 20V (5c.)
Ford Ranger V6 (6c.)
Opala e Omega (6c.)
VW VR6 (6c.)
BMW em Linha (6c.)
Blazer / S10 (6c.)
Ford em Linha (6c.)
Motores 4, 5 ou 6 cilindros
IGN-1 IGN-2 IGN-3 IGN-4
1
3
4
2
1
3
4
2
1
3
4
2
1
3
4
2
1
3
4
2
1
3
4
2
1
3
2
4
1
4
3
2
1
2
4
5
1
2
4
5
1
2
4
5
1
4
2
5
1
5
3
6
1
5
3
6
1
5
3
6
1
6
5
4
1
5
3
6
IGN-5
3
3
3
3
2
2
2
3
2
IGN-6
6
4
4
4
2
4
Tabela D.1: Sequencia de ignição de alguns motores de 4, 5 ou 6 cilindros.
Motores 8 cilindros
IGN-1 IGN-2
GM V8 (8c.)
1e6
8e5
Ford 351, 400 (8c.)
1e6
3e5
Ford 302, 355, 390, 429,460 (8c.)
1e6
5e3
Porsche 928 (8c.)
1e6
3e5
Mercedes (8c.)
1e6
5e3
IGN-3
4e7
7e4
4e7
7e4
4e7
IGN-4
3e2
2e8
2e8
2e8
8e2
Tabela D.2: Sequencia de ignição de alguns motores 8 cilindros.
59
60
APÊNDICE D. ORDEM DE IGNIÇÃO DE MOTORES
E Configurando a ECU com Distribuidor
Primeiramente é necessário identificar o tipo de distribuidor utilizado. Ele
pode ser de dois tipos:
1. Com todos os dentes tem o mesmo tamanho (simétrico);
2. Um dos dentes é menor que os demais, visando identificar o cilindro 1.
Identificado o distribuidor é necessário configurar a borda de trigger.
No distribuidor com sincronismo tipo (2), a borda pode ser identificada dando
a partida no motor. Esse tipo de distribuidor funciona corretamente em apenas
uma das bordas. Ao escolher a borda correta, a leitura da rotação será estável. A
borda incorreta resulta em saltos abruptos na leitura da rotação por parte da ECU.
Nos distribuidores simétricos eletronicamente (tipo (1)), qualquer uma das bordas
pode ser utilizada. Entretanto, questões de alinhamento do distribuidor podem
fazer com que somente uma das bordas funcione corretamente.
Calibrando o avanço:
A distância entre a borda de trigger e o PMS deve ficar entre 45-90 graus. Essa
distância limita o avanço máximo que a ECU é capaz de aplicar no sistema de
ignição. Ex: Se a borda de trigger estiver posicionada 60 graus APMS, então o
avanço máximo aplicado será de 58 graus (2 graus a menos que a referencia).
Esse valor deve ser informado no formato utilizado nos triggers de rodas fônicas.
Ex: número de dentes de distância entre a borda referência e o PMS. Para um
distribuidor esse valor sempre será algo entre 0 ,00 e 1,00.
O ECU assume que 1.00 equivale a 90 graus, então 0.5 dentes equivalem a 45
graus, 0.1 equivalem a 4,5 graus.
Sugestão prática para o ajuste:
Coloque um valor referente a 45 graus (Ex: 0,5), ou 10 graus a mais que o avanço
máximo que se pretende utilizar. Dê a partida, e, com a pistola de medição, gire
o distribuidor até chegar o mais próximo possı́vel do avanço correto. Faça o ajuste
fino alterando o valor se necessário.
Se em um distribuidor simétrico o valor tender ficar fora da faixa 45-90 graus (0.51.00), isso é um indicativo que a borda escolhida para o trigger não é ideal. Mude
a borda do trigger e repita o procedimento.
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62
APÊNDICE E. CONFIGURANDO A ECU COM DISTRIBUIDOR
F Pinagem da ECU PR440
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Pro Tune Sistemas Eletrônicos
Rua Brig. Ivo Borges, 232 - 92420-050
Canoas, RS, Brasil
Indústria Brasileira
www.protuneelectronics.com.br