ola  pessoal do flatout  nesse segundo post vamos contar um pouco sobre o funcionamento do nosso motor e os desafios que encontramos para adaptar uma injeçao eletronica a um motor de roçadeira   como o proposito da equipe ecocar e construir um prototipo que consuma o minimo de combustivel possivel  o motor tem um papel muito importante nessa tarefa  o que e usado no nosso carro e o honda gx 35 que  apesar de ser um motor comprado pronto para ser usado  ha varios parametros nele que podem ser alterados para se minimizar o consumo de combustivel     dessa forma  visando aumentar a eficiencia de nosso motor  a equipe decidiu trocar o carburador original de fabrica por um sistema de injeçao eletronica  primeiramente  posicionamos e instalamos todos os sensores  os sensores utilizados foram  sensor de temperatura do ar  ar da admissao   sensor de temperatura do liquido refrigerante  sensor hall  sensor map e sensor tps  alem destes  foi instalada uma bobina e um injetor feito sob medida  para baixas vazoes de combustivel  abaixo  e possivel conferir quais os componentes mais importantes no ajuste do consumo e funcionamento do motor      sensor hall  e o sensor responsavel por captar a rotaçao do motor  como o virabrequim do nosso motor possui um ima  instalamos um sensor hall magnetico  a cada rotaçao do motor  o ima passa uma vez pelo sensor  que envia um sinal a unidade de controle do motor  ecu   contabilizando 1 rotaçao  a ecu entao utiliza este dado para o calculo da rpm do motor e para acionar o injetor e a vela no tempo correto   sensor map    e responsavel por medir a pressao absoluta no coletor de admissao  com o motor em funcionamento e o corpo de borboleta inteiramente aberto  a pressao do coletor e igual a atmosferica de cerca de 100kpa ao nivel do mar  ja quando o motor esta em cargas parciais  ou seja  com o corpo de borboleta parcialmente aberto e devido ao motor forçar o ar para dentro do cilindro  o coletor de admissao apresenta um certo vacuo indicando uma pressao menor que a atmosferica  por nosso motor de uso e estudo ser monocilindrico  ha uma  grande pulsaçao no coletor de admissao que impede a leitura correta do map na maior parte do seu regime de funcionamento  quanto mais cilindros tem o motor  mais atenuada fica a pressao no coletor de admissao e o uso do map se torna mais facil      sensores de temperatura  sao utilizados para medir a temperatura do ar na admissao  iat  e do fluido refrigerante  ect   com estes dados  a ecu controla diversos parametros de funcionamento do motor  como enriquecimentos para facilitar a partida e o aquecimento do motor  alem de correçoes na quantidade de combustivel injetado         sensor tps    e montado no coletor de admissao  junto a borboleta do acelerador  e responsavel por detectar a porcentagem de abertura da borboleta  informando a ecu que o acelerador foi acionado      linha de combustivel  para a linha de combustivel  foi adotado um sistema de retorno para ela mesma  ha uma restriçao de regulamento na maratona da eficiencia energetica que impede o retorno de combustivel diretamente ao tanque para impedir fraudes na mediçao  no sistema  ha a utilizaçao de uma bomba de combustivel  um regulador de pressao e um filtro de combustivel     como a bomba de combustivel nao possui regulagem de fluxo  ela esta  quando ligada  bombeando combustivel em sua maxima capacidade  porem  quando o motor esta em funcionamento  apenas uma parte deste e necessaria  parte esta que e descarregada pelo bico injetor  como a bomba fornece muito mais combustivel que o injetor consegue expulsar  ocorre um aumento de pressao na linha  quando essa pressao ultrapassa um certo limite  o regulador de pressao e ativado  desviando parte do fluxo de volta para a linha  promovendo alivio de pressao na linha do injetor       corpo de borboleta    basicamente  o corpo de borboleta e a peça onde se encontra a valvula de admissao de ar chamada de borboleta  alem disso  e nele que se encontram o mecanismo de recolho do acelerador que conta com uma mola de torçao  o tps e  no nosso caso  o bico injetor      bico injetor    o bico injetor e responsavel pela entrada da quantidade certa de combustivel dentro do cilindro  a gasolina do linha de combustivel pressurizada aguarda o momento em que a central de injeçao eletronica manda um pulso para o injetor que abre a valvula solenoide e permite a saida de combustivel pelo bico  por fim  a quantidade de combustivel que o bico insere no cilindro depende da quantidade de tempo que ele fica aberto  a seçao de saida do bico injetor e de extrema importancia  pois ela faz a parte de atomizaçao do combustivel que consiste na separaçao do jato em minusculas gotas de combustivel que podem facilmente evaporar e queimar  apenas vapor de gasolina queima no cilindro  por isso este processo se torna tao importante   por mais que a central controle o bico injetor  este ainda possui um certo atraso de resposta tanto para o inicio da vazao de combustivel quanto para o seu cessar  e por este motivo que deve ser determinado o  dead time  do bico injetor  parametro importante para o bom funcionamento do motor principalmente em baixas rotaçoes onde qualquer variaçao pode parar o motor     na figura acima temos o pulso que a central manda para o injetor que começa no ponto  a   depois de certo tempo  temos o inicio da vazao que atinge o ponto maximo constante de  c  ate  d   no ponto  e  o pulso encerra e a vazao de combustivel ainda leva o tempo de  e  ate  f  para cessar   o  dead time  e a correçao desse atraso na vazao  se temos um atraso no inicio de 1 2ms de  a  ate  b  e outro no cessar de  e  ate  f  de 0 4ms  temos um dead time de 0 8ms  isso quer dizer que se eu preciso no motor de uma quantidade de 6 0ms de combustivel  eu devo realizar adicionar a esse tempo 0 8ms de dead time para que a central mande um pulso de 7 8ms  durante 0 8ms portanto  nenhum volume de combustivel sera injetado   conforme se sabe a vazao maxima do injetor junto do seu dead time  os parametros basicos estao setados  pode se entao começar a definir os tempos de pulso para cada condiçao de rotaçao e adequando a cada cenario enriquecimentos ou empobrecimentos da mistura ar combustivel      desafios  por se tratar de um motor monocilindrico e de pequena cilindrada  foram necessarias muitas adaptaçoes e peças especiais  como o injetor  por exemplo  como o motor e pequeno  a vazao de combustivel que passa pelo injetor deve ser pequena  e possivel obter esta pequena vazao de duas formas  diminuindo o tempo de abertura do injetor ou usando injetores menores  cada injetor  porem  possui um limite minimo de tempo de abertura  conforme nos aproximamos deste limite  entramos em uma zona nao linear de funcionamento do injetor  nesta regiao  nao e possivel predizer exatamente qual sera o comportamento do injetor  causando instabilidade nos tempos de abertura e perda de controle sobre a injeçao de combustivel     para contornar este problema  a equipe optou por usar injetores especialmente dimensionados para este tipo de uso   alem do injetor  a equipe enfrentou diversos problemas quanto a entradas de ar falsas no motor  a presença de entradas de ar no motor inviabilizam o controle de aceleraçao do mesmo  pois a quantidade de ar que entra para a camara de combustao e maior do que aquela que passa pelo corpo de borboleta  com isso  a ecu da injeçao computa a quantidade errada de ar que entra no coletor  causando instabilidade no funcionamento do motor e dificultando o ajuste fino dos parametros de injeçao de combustivel do motor  para corrigir as entradas de ar  foi necessaria a construçao de um coletor de admissao que atendesse as demandas do projeto  deveria ser compacto  oferecer espaço para todos os sensores e ser completamente vedado contra a entrada de ar   por ultimo  precisavamos fabricar um corpo de borboleta pequeno o suficiente para o nosso motor e que garantisse que nao haveriam falsas entradas de ar  tentamos fabricar um corpo de borboleta similar ao modelo do carburador original  porem nao obtivemos sucesso na vedaçao contra o ar  decidimos entao usar o proprio carburador do motor como corpo de borboleta  desabilitando suas vias de injeçao de combustivel e adaptando seu acoplamento para o encaixe do sensor tps  com isto  eliminamos todas as falsas entradas de ar e conseguimos leituras concisas do sensor tps  o que possibilitou o inicio das configuraçoes dos parametros da injeçao eletronica      configuraçoes  para a configuraçao dos parametros de injeçao  foi usado o software tunerstudio  ele oferece uma interface simples e intuitiva para o uso  alem de oferecer leitura de dados em tempo real e a gravaçao de logs de funcionamento do motor  os parametros mais utilizados pela equipe foram os dados basico do motor  parametros de partida  enriquecimento pos partida  assistente de aquecimento  tabela de eficiencia volumetrica e mapa de ponto      dados basicos do motor  fornece a injeçao os parametros basicos do motor  como o numero de cilindros  cilindrada  numero de injetores  etc       parametros de partida  seta os tempos de pulso para o s  injetor es  durante a partida do motor    enriquecimento pos partida  informa o enriquecimento dado em cima da tabela de eficiencia volumetrica durante o periodo posterior a partida  sendo a duraçao deste periodo configuravel em ciclos ou em segundos     assistente de aquecimento  e o enriquecimento dado  tambem na forma de porcentagem em cima da tabela de eficiencia volumetrica  que e utilizado para que o motor atinja a temperatura de funcionamento mais rapidamente  este enriquecimento permanece ativa ate que o motor atinja esta temperatura     tabela de eficiencia volumetrica  e a tabela que serve de base para todos os calculos de tempos de pulso usados  a quantidade de combustivel a ser injetado dependera dos valores contidos nesta tabela  sendo que estes valores sao obtidos de forma experimental  tentativa e erro   cada lacuna da tabela e dependente de 2 parametros  porcentagem de abertura do sensor tps  configuraçao em alpha n  e rotaçao do motor  alternativamente a configuraçao alpha n  ha tambem o speed density  que utiliza a leitura de pressao do sensor map  alternativamente a porcentagem de abertura do tps  em motores monocilindricos  a leitura de pressao e muito instavel  dificultando seu uso  por este motivo  adotamos o uso do alpha n      mapa de ponto  define o quao antes do ponto morto superior a vela ira emitir faisca  para extrair o maximo de energia do combustivel  deve ocorrer a queima total na camara de combustao  fornecendo o maximo de energia durante o ciclo de explosao  para isto e ideal que a faisca seja dada um pouco antes do inicio deste ciclo  ou seja  antes do pistao atingir o ponto morto superior  pois desta forma  ha tempo suficiente para a formaçao de uma frente de chama uniforme que consiga queimar a maior quantidade de combustivel antes do fim do ciclo de expansao  ocorrendo assim o melhor aproveitamento da energia disponivel no combustivel     apos a instalaçao dos sensores  as informaçoes basicas sobre o motor  sensores e injetor foram fornecidas a ecu e os parametros de partida foram estabelecidos  apos algumas tentativas e ajustes  conseguimos dar partida no motor   o proximo passo foi estabilizar o funcionamento do motor  na primeira partida  o motor encontrava se muito instavel em marcha lenta  com uma rpm muito alta e inconstante  oscilando entre 2500 e 4000 rpm  alem de morrer em determinados momentos  durante o processo de estabilizaçao  mudamos alguns parametros da tabela de eficiencia volumetrica e do mapa de ponto  ate que a rpm do motor se estabilizasse em uma faixa de rotaçao arbitraria para a marcha lenta  apos isto  empobrecemos os valores contidos na tabela de eficiencia volumetrica a fim de reduzir a faixa de rotaçoes do motor ate o minimo possivel primeiramente  conseguimos reduzir a velocidade de marcha lenta para valores proximos a 1700 rpm   [youtube id= a5zc0ouu hw  width= 620  height= 350 ]  depois  conseguimos uma melhor estabilizaçao um pouco mais concisa na faixa das 1200 rpm  [youtube id= 3qc7k3m4xks  width= 620  height= 350 ]  apos o acerto da marcha lenta e a configuraçao dos enriquecimentos de pos partida e de aquecimento  acoplamos o motor a um dinamometro  a fim de conseguir oferecer resistencia a rotaçao e  com isso  conseguir atingir e configurar todas as regioes da tabela de eficiencia volumetrica e do mapa de ponto   foi utilizado um dinamometro hidraulico de bancada  com acoplamento direto no eixo do motor  o maior problema encontrado foi o fato de o dinamometro em questao ser dimensionado para motores entre 3 5 e 10 hp  como nosso motor possui apenas 1 5 hp  precisamos fazer algumas adaptaçoes  para isso  pesquisamos e aprendemos um pouco mais sobre o funcionamento do dinamometro   primeiramente  deve se entender o principio de funcionamento de um dinamometro qualquer  esse equipamento deve ser acoplado diretamente ao motor  aplicando uma carga sobre o mesmo e reduzindo sua rotaçao  por exemplo  se queremos estudar o comportamento do motor com uma determinada abertura na borboleta e uma rotaçao especificada  e aplicada uma carga no motor de modo a controlar a rotaçao ate obter o desejado  os dinamometros tambem medem o torque transmitido pelo motor  sendo que alguns modelos conseguem ate medir a vazao da entrada de ar  consumo de combustivel  entre outras coisas  no caso do dinamometro hidraulico  a carga e aplicada pelo uso de agua     a figura acima ilustra melhor esse conceito  quando abrimos a valvula de entrada de agua  o dinamometro vai enchendo lentamente  e e justamente a altura do nivel de agua que regula a carga dada ao motor  conforme o motor rotaciona  ele gira pas internas que expulsam a agua por pequenos furos que existem na parte superior  dessa forma  e possivel abrir a valvula de modo a equilibrar a entrada e a saida de agua  para dinamometros hidraulicos  a agua ainda ajuda a resfriar todo o sistema  evitando o super aquecimento do sistema  devido a grande capacidade de carga oferecida  precisao nos dados e robustez  esse modelo de dinamometro e um dos mais duraveis e mais confiaveis ate hoje   conhecendo um pouco mais sobre o funcionamento do dinamometro  concluimos que era possivel fornecer uma vazao intermitente de agua  de forma a reduzir a carga oferecida a um nivel utilizavel para a potencia do nosso motor   a primeira configuraçao foi feita de forma a conseguirmos um funcionamento estavel e confiavel do motor  oferecendo cargas baixas com o dinamometro e ajustando parametros de eficiencia volumetrica e mapas de ponto  o comportamento obtido com a primeira configuraçao foi satisfatoria  apesar de estar ainda muito rica em combustivel  a faixa de corte de rpm foi setada para 6 500 rpm  [youtube id= iql1nzo0ney  width= 620  height= 350 ]  em seguida  varias outras configuraçoes foram feitas  de forma a reduzir cada vez mais o consumo de combustivel  a montagem de bancada do motor acoplado ao dinamometro ficou como abaixo     para o futuro  a equipe ira adquirir uma sonda lamba de banda larga  wideband  de cinco fios   que permitira o monitoramento constante em relaçao aos gases de combustao e  por consequencia  obter dados sobre como a combustao esta ocorrendo  de maneira rica ou pobre  alem de informar o quao rica ou pobre ela se encontra   isto oferece tambem mais formas de correçao e controle durante o funcionamento do motor  possibilitando maior economia de combustivel   por enquanto  estas sao as novidades  ate o proximo post   por carlos eduardo ramponi  project cars #98