A injeção eletrônica em motocicletas

A injeção eletrônica em motocicletas

Com a chegada da nova regulamentação a respeito de emissões, poucas motos carburadas, apenas as menores, conseguem ser aprovadas sem a tecnologia de injeção eletrônica.

Num país onde a educação anda aquém de um mínimo necessário para um desenvolvimento bem estruturado pelos diversos setores industriais, comerciais e até civil, a difusão dessa tecnologia fica muito dificultada.

A experiência adquirida no processo por que passou a indústria de automóvel na implantação dessa tecnologia mostra que é necessário um treinamento específico para o entendimento do sistema e a difusão das técnicas aplicadas por cada fabricante. Como cada um deles investe na sua própria solução, pequenas diferenças entre elas causam bastante transtorno aos técnicos, para combinar o conhecimento de várias marcas, várias terminologias e os vários aspectos tecnológicos.

O Motonline e o SEBRAE se adiantam na preocupação em divulgar essa tecnologia e aceitam o desafio de oferecer o conhecimento inicial para que os técnicos e os próprios usuários possam entender o sistema e se desejarem, desenvolver e se especializar nas diversas marcas de injeção e variações na tecnologia.

A injeção eletrônica é basicamente um sistema de computador que se especializa em administrar o motor. É composto de uma central de processamento (ECU, Electronic Control Unit ou Unidade de Controle Eletrônico) e vários periféricos (sensores) que informam essa central a situação de cada aspecto importante nessa administração. Ela altera o ponto de ignição e tempo de injeção para a quantidade de combustível necessária a cada situação de carga e condições ambientais.

Desde o advento da ignição eletrônica, que é um sistema de centelhamento para iniciar a explosão de cada cilindro processada eletronicamente, a evolução no sentido de incluir outras funções no processamento eletrônico ficou sendo um desafio natural e passar à injeção eletrônica foi uma meta possível, até porque sistemas analógicos-mecânicos já tinham sido feitos para motores de competição e amplamente difundidos na tecnologia dos motores Diesel.

Hoje em dia, as motos mais comuns à venda no Brasil têm sistemas inteligentes para administrar o motor e manter as emissões de poluentes num nível extremamente baixo. Alimentando a ECU existem vários sensores, o sistema de funcionamento desses sensores resulta em um valor elétrico que pode ser identificado pela central. Em ordem de importância verificamos:

TPS = Throttle Position Sensor – que é um sensor da posição do acelerador, uma informação primordial para cálculo da quantidade de combustível a injetar. Equivale a um resistor variável (Potenciômetro) que dá um valor de resistência a cada posição do acelerador (borboleta) e assim a central percebe a sua posição para indicar a carga do motor.

CKP = Crank Shaft Position Sensor – Indica a posição do virabrequim e informa à ECU a rotação por minuto do motor e o momento ideal para injetar.

Estes dois sensores eram utilizados nas ignições digitais para cálculo do ponto de ignição e continuam presentes nas injeções eletrônicas. Outros sensores dedicados apenas à injeção são:

MAP = Manifold Admission Pressure – Ou medidor de pressão do coletor de admissão, também chamado de IAP, onde o I significa Intake, ou Entrada da Admissão. É um manômetro com saída de sinal elétrico, em geral alimentado em 5 v. que dá uma voltagem de saída proporcional à pressão indicada.

IAT é a abreviação de Intake Air Temperature, medidor da temperatura do ar na admissão, variável importante no cálculo da injeção, representado por um sinal elétrico.

CTS ou Coolant Temperature Sensor traduz-se como Sensor de Temperatura do líquido refrigerante, ou simplesmente sensor de temperatura do motor. Como esses, outros sensores menos comuns nas motos mais antigas mas cada vez mais presentes nas mais modernas são:

CMP = sensor da posição do comando de válvulas – utilizado para identificar a seqüência das explosões em multi cilindricas.

AP = sensor para medir a pressão atmosférica

TO = sensor de inclinação da moto para desligar o motor no caso de queda.

STPS = sensor de posição de borboleta secundária

SVCE = Sensor de posição de válvula de controle da vazão do escapamento (tipo EXUP Yamaha)

O2 = O sensor atualmente mais importante para minimizar as emissões, também chamado de Sonda Lambda. Percebe a presença de oxigênio no escapamento identificando uma queima imperfeita do combustível. Fornece uma voltagem à central que recalcula a quantidade necessária de combustível para a situação. Como há limitações na faixa útil dessa medição, a maioria das motos importadas devem ser remapeadas para funcionarem de acordo com nosso combustível.

O mapa de injeção é uma tabela multidimensional em que se coloca a variável de cada sensor, no seu âmbito de trabalho e se indica como resultante o tempo de abertura da válvula injetora, alimentando o cilindro em cada rotação e em cada posição do TPS (acelerador).

Pode ser representada em gráfico ou como tabelas numéricas, onde se relacionam os números de cada variável associada à rotação e à posição do acelerador. Na verdade a aplicação desse mapa se faz de forma contínua, pois a central interpola os valores intermediários, não relacionados nas tabelas.

O atuador da injeção é uma válvula que segura o combustível em alta pressão e sob o comando da central recebe um pulso elétrico que faz liberar o combustível pelos orifícios projetados para dentro do coletor que está com ar em movimento para dentro do motor. O tempo de permanência da abertura dessa válvula vai resultar em uma quantidade maior ou menor de combustível na mistura com o ar que entra na câmera de explosão.

Para cada situação há uma mistura ideal, um combustível específico requer uma quantidade específica de ar para a combustão completa, alguma quantidade adicional é necessária para atingir na prática a combustão completa. Abaixo desta quantidade, que é uma função do tipo de combustível, do rendimento da ignição e das condições de combustão, é desperdiçado combustível e esta condição pode ser reconhecida pelo aparecimento de quantidades excessivas de monóxido de carbono no gás expelido, um pouco antes da produção da fumaça preta (fuligem). Por outro lado, acima desta quantidade, o excesso de calor é perdido junto com quantidades excessivas de gás de combustão e é reconhecido pela grande quantidade de oxigênio.

A aplicação do sensor de O2 para interpretar a análise do gás de combustão pode levar à descoberta de deficiências no processo de combustão, causados por vazamentos ou a má qualidade do combustível. Mas na aplicação prática, as motos não conseguem regular automaticamente a mistura de ar originalmente concebida, de 14,7 partes de ar para 1 de gasolina pura no país de origem por causa da nossa mistura com álcool.

O álcool puro necessita de 9 partes de ar para 1 de álcool para queimar completamente e um sistema misto (flex), deve se ajustar partindo dessa proporção até aquela de 14,7:1 automaticamente, obrigando a uma alta variação de mistura, uma grande diferença. Calculando para a nossa mistura de 25% de álcool a proporção deve cair para 13,3 :1, por isso, se fazem necessários ajustes internos na central, nem sempre realizados pelos representantes das indústrias, principalmente as mais recentemente implantadas no Brasil.

O objetivo da injeção é fornecer um número de moléculas de combustível que seja totalmente combinado com o número de moléculas de oxigênio do ar eliminando assim todas as emissões tóxicas. Podem ser resultantes de falta de oxigênio, o monóxido de Carbono (CO) e os Hidrocarbonetos não queimados (HC). Como resultado da presença de excesso de oxigênio na mistura, ou falta de combustível aparece o Óxido de Nitrogênio (NOx ).

A fórmula usada para calcular o tempo de permanência da válvula injetora, dadas todas as variáveis internas do motor, é alterada ainda por índices de correção aplicados pelos sensores de temperatura, pressão e sensor de oxigênio (O2).

Os tipos de injeção podem ser, quanto ao tipo de ECU: Analógica ou digital (as mais modernas). Quanto ao número de injetores podem ser multiponto (MPFI) com uma válvula injetora para cada cilindro ou com um único ponto ou uma válvula apenas(EFI) para todos os cilindros. Quanto à forma de abertura das válvulas injetoras, elas podem ser Intermitentes ou simultâneas, semi-seqüencial – banco a banco ou seqüencial, forma encontrada nas injeções modernas das motocicletas.

Para a forma simultânea não importa muito a fase em que está o cilindro, no ciclo Otto. (admissão, compressão, expansão, exaustão). Os pulsos de injeção vão ocorrendo ao longo do ciclo e o ar admitido no coletor vai se adensando de combustível com o passar do tempo até que a válvula de admissão puxe toda mistura para dentro. Assim não é necessário o sensor de fase, colocado no eixo da árvore de comando de válvulas dos motores mais modernos.

A forma seqüencial ajusta a injeção ao momento exato da abertura da válvula de admissão e então é necessário saber a posição do comando de válvulas nesse momento. Daí a existência do sensor CMP acoplado à arvore de comando de válvulas para indicar o primeiro cilindro em que será feita a injeção.

Para controlar a entrada de ar há um corpo que comporta uma borboleta que se abre e fecha conforme a posição do acelerador. É dado o nome de Corpo Borboleta ou TBI (throttle body injector). Essa peça se assemelha aos carburadores mas não tem cuba por onde seria pulverizado o combustível. Às vezes esse corpo suporta a válvula injetora, como nos motores atuais e existe uma para cada cilindro nas multicilindricas.

Cada marca de moto segue um padrão de fabricação e as marcas principais das injeções utilizadas são Magneti Marelli, KeiHin, Mikuni, Bosh, Delphi, VDO/Walbro, Sagem (Johnson controls). A partir de agora, o treinamento deve ser específico para a marca de sua preferência e há várias ferramentas para diagnóstico e desenvolvimento para competições. Nosso enfoque aqui fica como uma introdução da teoria básica. Variações são aplicadas por cada fabricante e na verdade ainda se desenvolve essa tecnologia objetivando total controle das emissões aliado ao máximo rendimento.



Pioneiro no Motocross e no off-road com motocicletas no Brasil, fundou em 1985 o TCP (Trail Clube Paulista), que organizou a 1ª prova de enduro tipo FIM (Enduro da Mentira). Desbravou trilhas em torno da capital paulista enquanto testava motos para revistas especializadas. É editor técnico e consultor no Motonline.