Volvo: Eletrônica do Ônibus "D7E"

Eletrônica do Ônibus "D7E" Common Rail

O D7E cumpre as exigências de emissão para Euro 3 e Euro 4 e existe em três variantes de potência: 240, 280, 290 e 320 Hp respectivamente. Trata-se dum motor diesel de 6 cilindros em linha, equipado com turbo, intercooler e injecção de combustível comandada electronicamente (EMS). A distribuição encontra-se na extremidade traseira do motor.

O motor tem como opção um travão de compressão JAK (Jacob's Engine Brake). Os injectores não têm qualquer contacto com a árvore de cames, sendo controlado pelo módulo de comando do motor. A pressão de combustível alta é armazenada no tubo distribuidor de alta pressão (common rail) em todos os injectores.

 

D7E Versão Bus

Este kit de treinamento descreve o motor D7E. Instalacões podem apresentar diferenças de um veículo a outro com respeito ao sistema de resfriamento, sistema de escape, etc.
O Motor D7E que utiliza SCR* (procesamento de gás de escape) cumpre com as regulações de emissão Euro4 e foi introduzido no mercado em 2006. O motor tem um volume de 7 litros e traz um sistema de rail comum totalmente novo. É um motor Diesel de seis cilindros em linha com turbocarregador, intercooler e injeção de combustível eletronicamente controlada.
As engranagenes de sincronismo Do motor estão colocadas na parte traseira do motor, assim como nos motores D9, D13 E D16.
Como opcional, os motores podem ser equipados com freio de compressão (JAK). Os freios de compressão estão descritos mais adiante neste kit de treinamento. O sistema de combustível é distinto dos usados anteriorrmente nos motores Volvo.

Os injetores não tem contato com a arvore de comando de válvulas, porém são controlados por uma unidade de controle eletrônica. A alta pressão do sistema é acumulada no tubo do sistema common raill para todos os injetores.

kW / 2300 rpm hp / 2300 rpm Nm / 1200 – 1700 rpm
D7E 290 213 290 1200

O peso do motor é de aproximadamente 650 kg.Ol diagrama mostra a potência de saida em kW e o torque em Nm, de acordo com as revoluções do motor.

Identificação do motor

Para identificação do motor e diversos dados do motor há duas etiquetas idênticas. Uma das etiquetas está rebitada e a outra está colada na tampa das válvulas. O número de série do motor está inscrito na etiqueta e não no bloco do motor.

A designação completa do motor (D7E 320) significa:

D= Diesel

7 = Cilindrada em litros

E = Geração

320 = Variante (potência em Hp)
 

Sistema de combustível

Generalidades

O sistema de combustível para o motor D7E cumpre as exigências dos standards de emissões de gases de escape para Euro 3 e Euro 4.

Para conseguir um consumo de combustível mais baixo e reduzir as emissões de gases, são impostas grandes exigências ao motor e ao sistema de combustível. Estas exigências são cumpridas por um sistema de injecção que controla o combustível na válvula injectora com uma pressão de injecção precisa e elevada. O volume injectado deve ser cuidadosamente ajustado e o tempo de injecção deve ser preciso, ao mesmo tempo que a pré-injecção e a injecção principal devem ser efectuadas. Estas exigências são cumpridas por um sistema common rail. Em comparação com outros sistemas de injecção, no sistema common rail o combustível está constantemente sob alta pressão, pronto para a injecção.
 

A injecção de combustível é feita com os injectores, através do tubo distribuidor de alta pressão para o tubo de alta pressão, um por cada cilindro. A alta pressão no tubo distribuidor de alta pressão é obtida com duas bombas de alta pressão que trabalham alternadamente. A pressão no tubo de alta pressão, tal como o início e o fim da injecção de combustível para cada cilindro, é controlada electronicamente através do módulo de comando do motor (EECU).

A vantagem deste tipo de sistema de combustível é a flexibilidade no controlo, tanto do tempo de injecção como do volume injectado. A injecção exacta de um sistema decombustível com tubo de alta pressão mostrou valores mais baixos na emissão de ruído do motor e nas emissões NO x.

O sistema de combustível tem as seguintes vantagens:

A pressão de combustível não depende das rotações e da carga do motor, o que resulta num controlo flexível tanto do volume injectado como do tempo de injecção.

A alta pressão de injecção e a boa distribuição de combustível são também possíveis com baixas rotações e carga do motor.

A capacidade de gerar pequenas pré-injecções que podem ser utilizadas para reduzir NO x e o ruído.

Uma desvantagem dos sistema é o risco de acidentes em caso de eventual fuga, uma vez que os injectores e o tubo de pressão têm sempre uma pressão muito elevada.
 

A bomba de combustível accionada por carretos suga o combustível do depósito através do pré-filtro com a válvula termostática e bombeia-o através do filtro principal para as bombas de alta pressão. O volume de combustível que entra nas bombas de alta pressão é controlado por um distribuidor de combustível de comando PWM com electroválvula. As duas bombas de alta pressão são accionadas pela árvore de cames do motor e produzem cada um três cursos de bomba por cada rotação da árvore de cames.

A pressão do combustível é controlada por um sensor de pressão de combustível no tubo distribuidor de alta pressão. Este sinal é utilizado pelo módulo de comando do motor para controlar a pressão no tubo distribuidor de alta pressão, influenciando o distribuidor de combustível. O combustível em excesso é devolvido ao depósito de combustível.

O tubo distribuidor de alta pressão actua como um acumulador de combustível. O volume de combustível no tubo distribuidor de alta pressão amortece também as oscilações causadas pelas bombas de alta pressão e pelo curso de injecção. O combustível é conduzido a partir do tubo distribuidor de alta pressão para os injectores, através dos tubos de alta pressão. A pressão no tubo distribuidor de alta pressão pode variar entre 400 e 1600 bárias.

O módulo de comando do motor (EECU) gera impulsos eléctricos que activam as electroválvulas dos injectores na ordem certa, e decidem o arranque e paragem de cada momento de injecção do respectivo cilindro. O sistema common rail pode deste modo efectuar mais do que uma injecção por curso de compressão, e assim fazer um controlo da injecção mais preciso, se comparado com um sistema de injecção convencional.
 
Sistema de baixa pressão
 
A função do sistema de baixa pressão é armazenar e transportar combustível filtrado para as bombas de alta pressão. Para além disso existe um separador de água incorporado no sistema de baixa pressão. É importante que o filtro e o separador de água funcionem, senão existe o risco de provocar graves danos no sistema de combustível do motor. O transporte do combustível é feito com uma bomba de engrenagens. A tarefa da válvula de controlo do combustível é controlar o volume de combustível em relação à carga e às rotações.
 
Bomba manual com pré-filtro
 
O suporte do filtro inclui uma bomba manual para purga do sistema de combustível e uma válvula termostática para conseguir que a temperatura do combustível aumente mais rapidamente em caso de arranque a frio.


O pré-filtro com separador de água está posicionado por baixo da unidade da bomba manual.

Os novos motores colocam exigências mais elevadas ao combustível limpo e precisam por isso de um filtro especial fabricado em várias camadas sintéticas de celulose, em que cada camada tem a capacidade de separar partículas. Isto também faz com que o filtro seja mais sensível à parafinação.
 
A válvula termostática


Para conseguir um rápido aquecimento do combustível em arranque a frio (abaixo de 15°C), existe uma válvula termostática. A válvula termostática está fechada quando a temperatura de combustível desce abaixo de 15°C. Isto implica que o combustível quente recircule (80% para o sistema de combustível e 20% para o depósito). Em caso de temperatura de combustível entre 15°C e 30°C, a válvula termostática abre gradualmente.
Quando a temperatura do combustível ultrapassar 30°C, a recirculação para o sistema de combustível termina sem que o combustível entre no depósito.

Separador de água

A água no combustível é separada pelo filtro através de um efeito impermeabilizante nas gotas de água, que têm uma tensão superficial diferente do combustível. A água separada é recolhida num depósito por baixo do filtro. O sensor no depósito reconhece o nível de água e indica quando for necessário efectuar drenagem. A drenagem é efectuada manualmente através da válvula de drenagem aberta. As impurezas ou água no combustível podem causar danos no sistema de injecção, cujas peças mais sensíveis são as bombas de alta pressão e os injectores.
Um injector gasto/furado irá verter continuamente, uma vez que a pressão de combustível faz todo o tempo pressão na agulha.
Os estranguladores de enchimento e evacuação do espaço de controlo irão também ficar desgastados, o que afecta a função de abertura e o momento de injecção.

Bomba de combustível


A bomba de engrenagens é accionada a partir da distribuição. Com este accionamento o combustível é apenas levado às bombas de alta pressão quando o motor tiver iniciado. O volume de combustível depende das rotações do motor e a sua capacidade é no máximo de 400 l/h com uma pressão de 7 bárias.
A bomba tem uma válvula de retenção incorporada, cuja função é manter a pressão no sistema de combustível. A válvula de retenção não é substituível.
Para facilitar a purga do sistema de combustível, existe uma válvula by-pass na bomba. A bomba de combustível está localizada no lado direito do cárter do volante do motor.

Filtro de combustível

A caixa do filtro de combustível é composta por filtro, elemento aquecedor e duas válvulas. Na parte superior do filtro há uma válvula by-pass e por baixo do filtro há uma válvula que abre e drena automaticamente quando se purga o ar do filtro. O sensor de pressão de alimentação está montado na caixa do filtro.

Válvula de controlo do combustível

Válvula de controle do combustível

1 - Entrada de combustível

2 - Combustível para as bombas de alta pressão

3 - Combustível de retorno para o depósito

4 - Válvula de descarga

5 - Electroválvula

6 - Estrangulamento

A válvula de regulação do combustível comanda o fluxo de combustível para as bombas de alta pressão. A válvula fornece o combustível necessário para alcançar ou manter a pressão no tubo distribuidor de alta pressão.

A pressão de alimentação para a válvula de alimentação de combustível deve ser no mínimo de 5 a 7 bárias.

A pressão no tubo de retorno de combustível não pode ultrapassar 0,5 bárias, uma vez que isso pode afectar a pressão no tubo distribuidor de alta pressão e assim encher as bombas de alta pressão através do estrangulamento.
 

Bomba de alta pressão

O sistema de combustível tem duas bombas de alta pressão accionadas pela árvore de cames.

Três remates dão seis cursos de bomba por rotação da árvore de cames (três cursos por bomba).

Estes remates estão deslocados 60° uns em relação aos outros para produzir um fluxo de combustível uniforme.

A função das bombas de alta pressão é pressurizar o sistema de combustível. Os lados de pressão baixa e de pressão alta da bomba de alta pressão são hidraulicamente divididos por uma válvula de entrada/saída (válvula I/O). Esta válvula divide o lado de pressão alta durante a admissão.

O enchimento das bombas de alta pressão só é possível com uma pressão acima de aprox. 1,7 bárias.

Tanto a válvula I/O como o pistão da bomba têm um tratamento de C 2 para melhor poder contrariar o corte no caso de o combustível ser de fraca qualidade.

Nota! As bombas de alta pressão sãop muito sensíveis a impurezas. A válvula I/O é sensível a partículas no combustível.
 

Tubo de combustível

Num sistema common rail, as ligações entre as bombas de alta pressão e o tubo de alta pressão funcionam como entre o tubo de alta pressão e os injectores, que são a ligação entre a bomba de injecção e os injecotres.

As ligações de alta pressão têm que constituir uma vedação segura contra as fugas de combustível em caso de pressão máxima.
São utilizados os seguintes tipos de ligações:

Cone de vedação e porca cónica.

Interior da ligação de tubo reforçada.

Tudo o que foi acima descrito utiliza cone de vedação com porca de unidade.

As vantagens deste tipo de ligação são:

Ligação simples ao sistema de injecção de combustível individual.

O cone de vedação pode-se moldar ao material circundante.

Na extremidade dos tubos de alta pressão existe um cone de vedação de tubo comprimido. A porca de unidade pressiona o cone contra a ligação de alta pressão para formar vedação. Certas versões têm ainda uma anilha de pressão. Esta cria uma pressãomais uniforme da porca de unidade para o cone de vedação. O diâmetro do cone de vedação não pode ser limitado de modo a afectar a alimentação de combustível.


O retentor interior fortemente reforçado é utilizado em módulos de bomba e no sistema common rail que existe em veículos pesados.

Com a fixação interior não é necessário puxar o condutor do combustível à volta do topo do cilindro para o injector. Isto significa condutores de combustível mais curtos, o que por sua vez oferece vantagens como uma montagem mais simples e que requer menos espaço.

A ligação aparafusada comprime o tubo de combustível directamente contra o injector. A

montagem implica um filtro que não exige manutenção para filtrar as impurezas no combustível.

Na outra extremidade, o tubo está ligado aos tubos de alta pressão com um cone de vedação e uma porca de unidade.

Os tubos de alta pressão têm que suportar a pressão máxima do sistema, bem como variações de pressão que podem ser bastante grandes.