Vectra

GM Vectra 2.2, ano 2001 Turbo com modulo de Injeção Eletrônica Autronic SM 2 funcionando com álcool hidratado.

Breve relato sobre a unidade de injeção eletrônica utilizada.

Após ler e experimentar, vários tipos de preparação de motores turbo tais como; bicos refuradas (retrabalhados), clamper para M.A.P., reguladores de pressão com ajuste, e etc...
Resolvi utilizar uma unidade de injeção eletrônica inteiramente reprogramavel, partir para vários contatos por telefone, e-mail e outros, mundo afora na tentativa de descobrir qual a melhor unidade reprogramavel a venda em meados de 2001 consegui adquirir uma unidade SM 2 da Autronic.
Com a unidade na mão partir para estudar a mesma e saber como poderia tirar o maior proveito de toda a sua capacidade.
Só para que vocês possam quantificar a capacidade dessa unidade com relação à programação e uso vou citar algumas:

1. Podem ser usadas em motores de 1 a 16 cilindros.

2. Podem funcionar em motores de 4 ou 2 tempos.

3. Podem controlar pressão de turbo em função de rotação e da temperatura do motor. Por exemplo, a 3000 rpms quero 1,2 kg de pressão de turbo, mais a 6000 rpms quero 0,8kg de pressão, mais isso só ira ocorrer caso a temperatura da água seja superior a 70 graus, abaixo desse valor manter a pressão de turbo em 0.4kg, serve para proteger o motor na fase fria de funcionamento ou não deixar a pressão passar de 0,4kg se a temperatura subir acima de 110 graus.

4. Podem acionar a função Anti-Lag, (um sistema no qual a unidade atrasa o ponto e enriquece a mistura, mantendo dessa forma uma grande quantidade de ar aquecido para com isso diminuir o atraso (lag) do turbo nas retomadas de aceleração e soltar as formidáveis labaredas de fogo e estampidos na descarga).

5. Podem acionar o eletroventilador de arrefecimento na temperatura desejada pelo preparador, por exemplo, ligar aos 95 e desligar aos 90 graus centrigados em função do sinal do sensor de temperatura da água (saída - fan cooler).

6. Podem modificar o valor do tempo de injeção de cilindro para cilindro (útil quando existem variações do coletor de admissão ou rendimento diferente entre cilindros ou temperaturas de descarga).

7. A unidade acima descrita possui no seu interior um M.A.P. com capacidade de medir depressão e pressão 0 até 3bar, com isso pode ser usada em carros aspirados ou turbos, sendo necessário ligar uma mangueira após a borboleta para que a unidade leia essas informações (carga do motor).

8. Podemos determinar o valor da mistura em cada faixa de rotação e carga do motor e analisar o que esta acontecendo fazendo um Datalogging - a unidade acumula dados de carga do motor depressão ou pressão no coletor de admissão, valor lido no M.A.P. interno da unidade, rotação, posição de borboleta, temperatura da água e do ar do motor, mistura, valor programado na unidade de injeção e valor lido pela sonda colocada no escape durante o processo de ajuste do motor, tempo de injeção, ângulo final de injeção, ângulo de avanço de ignição e etc. Mostrando tudo isso para o preparador em forma de gráfico.

9. Utilizando a mesma com um motor de quatro cilindros controla todas as funções até 16000rpms. E muito mais.

10. Partida a frio do motor, compensa rotação de marcha lenta e corrige a mistura enriquecendo para facilitar o funcionamento do motor nessa condição (função afogador). Etc.....

Obs: Essas unidades de injeção eletrônica mais famosas, Autronic, Motec, Haltech, Xede, e outras tantas, são todas fabricadas na Austrália, acho eu que isso aconteceu em função do filme Mad Max.























Partindo para a instalação propriamente dita.

Sensor de Rotação

Primeiro passo e colocação de dois sensores HALL um no eixo de manivelas que irá gerar dois pulsos a cada volta do motor e outro no eixo do comando de válvulas para gerar um pulso a cada duas voltas do eixo de manivelas (motor).
Os sensores escolhidos foram os da WV usados no gol geração III, tendo sido feita uma polia de alumínio com dois pinos separados a 180 graus de distancia para sensibilizar o sensor quando passar pelo mesmo, montada internamente na polia do eixo de manivelas. O suporte para o sensor tem furos oblongos para ajustar o valor do ponto do motor com o valor setado na unidade de injeção (avanço), por exemplo, foi setado 10 graus de avanço inicial na unidade de injeção, com a pistola de ponto e usando a graduação feita na polia de alumínio verificamos o ponto real e a partir desse valor ajustamos a posição do sensor (como se fossemos colocar um carro no ponto usando o distribuidor).

Sensor de Fase

Para o eixo do comando de válvulas foi usinada uma polia de ajuste na qual um dos parafusos de fixação sai na parte de trás da mesma e passa na frente do sensor instalado na capa da correia dentada logo à frente da tampa de óleo do motor.
Esse sensor e utilizado pela unidade para realizar a injeção de combustível em fase com a abertura da válvula de admissão.
Injeção seqüencial de combustível.

Sensor de Temperatura do Ar

O sensor de temperatura do ar de admissão foi colocado logo após o intercooler o mais próximo possível da borboleta para podemos ter a temperatura mais fiel possível do ar admitido, o mesmo acompanha o kit de instalação da unidade de injeção eletrônica, pois se trata de um sensor especialmente fabricado com tempo de resposta de leitura extremamente rápido.

Sensor de Temperatura da Água

O sensor de temperatura da água e o mesmo utilizado no Vectra 2.2, ano 2001 (a unidade funciona com sensor de temperatura Bosch comum disponível no nosso comercio).

Sensor de Borboleta (TPS)

O potenciômetro de borboleta (TPS) utilizado e o mesmo do carro original, a unidade de injeção têm um procedimento de aprendizado que quando executado determina o 0 e os 100% de abertura da borboleta.

Regulador da Marcha Lenta (IAC)

O atuador de controle da marcha lenta foi retirado e adaptado do Omega 2.0, da marca Bosch com dois fios e trabalhando no liga e desliga(PWM pulse wave modulation), pois a unidade Autronic só funciona com esse controlador de marcha lenta ou o da Ford (proporcional analógico).

Intercooler

Logicamente não pode ser esquecida a instalação do kit turbo com turbina.
O intercooler usado veio da Mitsubishi L200 e possui um sistema de eletroventilador e jateamento de água acionados pela unidade de injeção em função da temperatura do ar de admissão, da pressão de turbo e rotação do motor, sendo que o eletroventilador começa a funcionar toda vez que a temperatura do ar admitido ultrapassar os 60 graus centígrados, o jateamento de água só funciona a uma determinada pressão de turbo e rotação com a finalidade de poupar água do reservatório essas funções acima descritas podem ser ligadas e desligadas do interior do carro através de um botão no painel.

Botão da Alavanca de Marcha              e Solenóide de Controle (Pressão)

Na frente da alavanca de cambio foi colocada uma segunda alavanca com o botão na cor vermelha conforme a foto ao lado cuja função e trocar a pressão de turbo de 0.4kg, (alavanca para baixo e pressão constante em 0,4 kg em toda a faixa de rotação do motor de aproximadamente de 2500 a 6000 rpms) para 0,7kg alavanca para cima, sendo que a pressão de 0,7kg esta programada para existir a partir de 2500rpms e continuar até os 5000rpms daí em diante começar a cair, terminando em 0,4kg a 6000rpms programada através da unidade de injeção eletrônica utilizando uma das suas inúmeras saídas (boost control), ligada a um solenóide funcionando com um sinal PWM).

Botão do Painel Anti-Lag

Ainda no painel temos o botão do Bang-Bang ou Anti-Lag acima descrito, botão vermelho ao lado do botão do A/C.

Módulos de Ignição

O carro utiliza um sistema de ignição usando dois módulos Bosch que contem um circuito para gerar o ângulo de permanência. O sistema funciona baseado no principio da centelha perdida (ignição estática sem uso de distribuidor), diretamente ligado à unidade de injeção eletrônica e utilizando a bobina original do carro e cabos.A ignição e toda mapeada em função de carga e rotação do motor.

Painel Auxiliar Sobre              o Porta Luvas

No painel auxiliar de instrumentos existe um sensor de detonação eletrônico que avisa através Led e sinal sonoro da existência de detonação para possíveis correções do mapa de avanço no dinamômetro durante a programação ou na rua quando em uso normal.
Ainda no painel de instrumentos auxiliar foi colocado um pirômetro para medir a temperatura dos gases da descarga (equipamento auxiliar para ajuste do motor em dinamômetro) e um voltímetro.

Instrumentos ao Lado do Painel

Na parte de instrumentação ainda existem dois medidores um de depressão ou pressão de turbo (monovacuometro), e o outro um medidor novo para muitos por isso vou falar um pouco mais sobre o mesmo.
Nome UEGO (Universal Exhaust Gas Oxygen), esse medidor possui uma sonda extremamente rápida e pouco sensível à variação de temperatura dos gases fazendo uma leitura extremante linear da mistura na faixa de 9,72:1 a 19,56:1 de razão estequiométrica da gasolina, possuindo ainda uma saída de tensão proporcional a mistura de 0volts = (9,72:1) a 5volts = (19,56:1) usada pela unidade para fazer o Datalogging e o alvo para ajuste da mistura requerida para funcionamento normal do carro na fase aspirada baixa carga (14,7:1) ou (11,6:1) com pressão de 1kg.
Ainda podemos chamar atenção de vocês para o seguinte: quando qualquer combustível e queimado a sua razão estequiométrica, a quantidade de oxigênio restante da combustão será igual a zero, sendo assim:

AFR (Air Fuel Ratio) razão entre ar e combustível para estequiometria.

Gasolina   = 14,7:1
Metanol     = 6.47:1
Etanol       = 9,00:1
Diesel       = 14,50:1

Ou seja, nesse momento podemos dizer que o valor lambda e igual a 1.
Se estiver usando um lambda meter (medidor de lambda) e quisermos saber o valor estequiométrico da mistura podemos simplesmente multiplicar o valor por ele lido em lambda pela razão AFR do combustível que queremos saber ou estamos usando.

Por exemplo:

Medidor de lambda registra um valor de 0,8 qual a estequiométrica dos combustíveis gasolina e do etanol.

Gasolina : 14,7:1 X 0,8 = 11,76:1
Etanol     : 9,00:1 X 0,8 = 7,2 :1

Dessa mesma forma podemos utilizando um medidor AFR calibrado para medir a razão estequiométrica da gasolina, para medir a do álcool hidratado bastando para tanto dividir o valor lido por 1,627.Por exemplo, valor lido no medidor 14,7:1, sendo que o motor esta funcionando com álcool hidratado e o medidor calibrado para medir AFR da gasolina.Qual o valor da razão estequiométrica do álcool que esse referido motor esta trabalhando.

14,7:1 / 1,627 = 9,03

Esse tipo de medidor utiliza um sonda lambda que pode ser fabricada pela NTK (divisão da NGK) ou BOSCH com cinco fios e um resistor de equalização e necessita de um circuito eletrônico para seu controle e correto funcionamento, por isso tem um preço relativamente alto se comparada a sonda lambda comum.
Face ao exposto acima a Sonda Lambda normal varia a sua leitura em função da temperatura da descarga de 400 graus a 800 graus, numa faixa grande demais para ser aproveitada com instrumento de medida de precisão para ajustar um motor.
Continuando a nossa explicação à região da curva de uma Sonda Lambda comum linear e extremamente pequena, ela trabalha mais como uma chave, liga – desliga (on-off), mistura rica ou mistura pobre, o que para os carros de fabrica ajustados no dinamômetro e que possuem uma tabela bastante aproximada de tempo de injeção fica fácil seguir aumento ou diminuindo esse tempo em função do estado da Sonda Lambda ligado ou desligado (mistura pobre ou rica), ainda vale lembrar que os carros de rua quando a plena carga ignoram o valor lido pela Sonda Lambda e só usam a tabela de tempo de injeção para garantir uma mistura mais rica em torno de 13,00:1 a 12,5:1.
Face ao exposto acima fica difícil saber com o pessoal calibra a mistura dos carros usando Sonda Lambda comum, ligada a um multímetro medindo mV(escala) e ainda chama isso de Hallmeter? Esse nome talvez tenha sido aproveitado de um equipamento produzido pela Haltech, chamado de haltuner, que seria uma caixa retangular contendo uma barra de leds coloridos medindo mistura pobre ou rica através de uma sonda lambda comum, instalada na descarga.
Equipamento este que servia apenas como indicativo, e não era usado como um instrumento de medição.

Ainda sobre o carro, amortecedores koni com regulagem de ação, freio power brakes com disco fresados e pastilhas especiais para competição, descarga toda feita artesanalmente em cano de 2,5 polegadas, abafador central projetado para garantir a menor contra pressão dos gases de descarga (back pressure) e com duas saídas individuais, isolado termicamente com fita para garantir todo o aproveitamento térmico do motor (Termo Tape), o assoalho do carro foi isolado para evitar aquecimento interno excessivo inclusive próximo ao tanque de combustível e fundo da mala, usando alumínio (chapa fina) e amianto (manta).

Retrabalho no capot do motor feito em chapa de aço, para facilitar a entrada de ar fresco para o filtro de ar, e intercooler, relocação da bateria na mala e troca do reservatório de óleo da direção hidráulica para facilitar o trabalho de instalação do kit turbo.
Instalação de radiador de óleo do motor.
Comando de válvulas desenhado e fabricado especialmente para a Charger, sendo grau e levante conhecidos respectivamente 272 graus e levante original, agora o enquadramento é o segredo.
Temporizador eletrônico para manter o carro funcionando dois minutos após ser desligado, fabricado na empresa.
Volante feito à mão em alumínio e pinho de riga (madeira nobre), totalmente artesanal pela www.bulgarelli.eng.br . Especialmente para o Vectra.
Bancos dianteiros do EVO VI de Rally edição Tomy Makinem adaptados na nossa própria oficina Charger (J.J.J. Mecânica Ltda).
Nossa oficina dispõe de Dinamômetro próprio e toda à instrumentação necessária para analise de gases UEGO Sensor (Mistura), Pirômetro para gases da descarga (Temperatura, total ou individual por cilindro), analisador de quatro gases (O2,CO,CO2e HC), opacimetro de fluxo parcial (para analise de gases de diesel) e equipamento para medir a vazão de bicos injetores com pressão ajustável de 1 a 6kg.

















Download do Esquemas Elétricos da Unidade Eletrônica

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Caso seja necessário:


Proprietário e projetista:
José Augusto de Miranda (Sócio da Charger).

Agradecimentos aos colaboradores:
Montagem mecânica – Marcelo de Oliveira (Sócio da Charger).
Montagem da parte elétrica do carro – Gerson Correa Dias (funcionário da Charger).
Lanterneiro, trabalho no capot – Gilson Alves Farias.
Pintor, capot e pára-choque – Nilson Alves de Souza.
Desenho do esquema elétrico - Fábio Ribeiro Von Glehn. www.cicloengenharia.com.br
Fotos - Jô Rocha (AutoPower)