Na segunda parte do artigo, Diego Riquero apresenta os detalhes desse sistema complexo
Artigo por Diego Riquero Tournier Fotos Arquivo Bosch
Nesta entrega abordaremos os passos de teste e diagnóstico das válvulas EGR e para este objetivo, apresentaremos procedimentos para os dois modelos mais comuns de sistemas de recirculação de gases de escapamento com utilização de válvulas do tipo EGR. Neste caso, estamos falando das válvulas EGR por acionamento pneumático, e as válvulas EGR de acionamento elétrico.
Teste em válvulas EGR pneumáticas
A figura 1 mostra os principais componentes de um sistema com válvula EGR de acionamento pneumático e com sistema de resfriamento dos gases de escapamento (Cooler).
O princípio de funcionamento deste tipo de válvula, está baseado na utilização de uma capsula que atua por diferencial de pressão (de um lado pressão atmosférica e de outro lado depressão ou pressão superior à atmosférica, dependendo do tipo de acionamento), representada na figura 1 com o número (6), a qual determinará um movimento mecânico de uma haste permitindo o by-pass de gases de escapamento para o circuito de admissão, e desta forma, realizar a recirculação dos mesmos.
É importante ressaltar que, por fazer parte de um sistema de controle de emissões poluentes, a válvula EGR possui um subsistema que monitora o correto funcionamento da mesma; ou seja, um sensor de posicionamento (3), informa a ECU sobre o deslocamento efetivo da haste de acionamento, para poder informar com certeza, que a válvula realmente foi acionada na posição de abertura determinada pela ECU.
O conjunto apresentado na figura 1, se complementa com o sistema de refrigeração de gases que tem o objetivo de introduzir os gases de escapamento reciclados pela válvula EGR, um pouco mais frios da condição normal de escapamento, para afetar o mínimo possível a condição de enchimento do cilindro e câmara de combustão do motor, já que sabidamente, os gases quentes ocupam um volumem maior por área física.
Desta forma, é possível ver na figura 1 que, entre a entrada (7), e a saída (8), circula fluido refrigerante estabelecendo um circuito de troca térmica dentro do cooler (2), permitindo que os gases de escapamento que ingressam pela entrada (5), saiam pelo bocal (1), a uma temperatura muito inferior à que ingressaram no sistema.
A figura 2 mostra alguns dos testes que podem ser executados em uma válvula EGR do tipo pneumático, os quais estão baseados na comparação de valores de medição direta (Pressão pneumática), e valores indiretos obtidos via scanner.
Com relação à medição de valores de pressão pneumática, existem sistemas que vão ter o acionamento determinado pela geração de uma depressão (vácuo), e outros que atuam por pressão positiva; neste sentido, o medidor de pressão que está representado na figura 2, poderá ser utilizado com escalas positivas ou negativas de pressão de ar.
Os passos de testes deverão levar em consideração os momentos de atuação de uma válvula EGR a qual segue as estratégias da ECU conforme a condição de carga do motor, RPM, massa de Ar, temperatura do motor, entre outros parâmetros.
A figura 2, mostra um exemplo da aplicação de pressão pneumática no sistema, estabelecendo variações nos parâmetros de funcionamento, os quais são recolhidos via scanner, para serem posteriormente contrastados com valores de massa de ar e incremento de RPM.
Teste em válvulas EGR Elétricas
Na figura 3 vemos os principais componentes características de um sistema de recirculação de gases com válvula EGR do tipo elétrica. A diferencia das válvulas pneumáticas, as válvulas EGR com tipo de acionamento elétrico (1), funcionam com um atuador impulsionado por um motor elétrico de corrente contínua (3), o qual recebe um comando da unidade de controle eletrônico do motor (ECU).
Esta modalidade, permite realizar controles muito mais precisos da válvula EGR, possibilitando estratégias de funcionamento com aberturas proporcionais da válvula, outorgando ao sistema uma ampla variabilidade de operações.
Da mesma forma, o monitoramento da atuação mecânica da válvula, é simplificado mediante a instalação de sensores de abertura angular, similares aos aplicados em corpos de borboletas.
A figura 4 apresenta um sinal típico de uma válvula EGR elétrica, ativada mediante um sinal do tipo PWM. Nos oscilogramas acima, é possível ver sinais recolhidos em 3 condições de operação, nas quais podem ser constatadas as variações nos ciclos de trabalho, assim como na duração dos pulsos elétricos, mas, sempre mantendo a mesma frequência de ativação por tratar-se de um pulso de ativação do tipo PWM.
Para a realização de testes como o exemplo apresentado na figura 4, as 3 condições representam em forma sequencial, a condição de teste em marcha lenta, uma condição em processo de aceleração (incremento de RPM), e por último, um exemplo do comportamento de um sinal, para uma situação funcional de uma válvula EGR em condição de inativa.
Outras condições operacionais e de manutenção
A condição de manutenção e serviço mais frequente de uma válvula EGR, está relacionada com o acúmulo de material particulado (resíduos da combustão), que ao longo do tempo se depositam como carvão nos elementos mecânicos em contato com os gases de escapamento.
Esta situação responde ao fato de que, por mais que as tecnologias de controle de emissões tenham evoluído, as válvulas EGR (principalmente falando de veículos Diesel), reaproveitam os gases de escapamento, antes dos mesmos terem passado pelos diferentes filtros catalíticos e de redução de particulados presentes no sistema de escapamento.
Estra condição faz com que os particulados e resíduos sólidos da combustão, sejam mais propensos a ficarem alojados nos condutos e na própria válvula EGR.
Na figura 5, é possível ver exemplos de 3 condições operacionais as quais são frequentemente encontradas em uma válvula EGR. Na condição de uma válvula nova, assim como a imagem do meio na qual se aprecia uma válvula EGR em condição normal, não será necessário realizar nenhum tipo de invenção corretiva; apenas a inspeção visual da mesma, e o correspondente análise dos parâmetros funcionais.
Por outro lado, uma válvula EGR com excesso de carvão, representa uma das falhas mais comuns encontradas na prática; em algumas oportunidades, o excesso de carvão acumulado é tão excessivo, que acaba travando e danificando peças mecânicas da válvula EGR, sendo necessário a substituição da mesma.
Para os casos nos quais é possível identificar um acúmulo elevado de carvão, mas ainda a válvula se encontra em situação funcional, é possível realizar uma limpeza da válvula EGR, assim como, dos demais componentes do sistema de admissão, permitindo que o sistema volte a uma condição normal de operação.
O sistema de recirculação de gases (EGR), por ser um sistema gerenciado eletronicamente por uma unidade ECU, em situações de anomalia funcional, gera códigos de falha DTC, os quais muitas vezes têm incidência na aplicação de uma redução programada de torque e potência do motor.
Toda vez que for realizada uma intervenção de limpeza ou substituição de uma válvula EGR com acionamento elétrico, passa a ser necessário executar um procedimento de adaptação de parâmetros funcionais via scanner, para que a ECU possa adequar as estratégias de funcionamento em acordo com o novo posicionamento do atuador.
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