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Ford Ranger equipada com motor 3.2 Duratorq de 5 cilindros injeta diesel no escapamento

Os sistemas de exaustão dos veículos diesel estão muito sofisticados e agora temos uma forma de aumentar a temperatura no Filtro de Partículas Diesel – DPF que é o uso de um injetor Diesel de baixa pressão

Por Antônio Gaspar

O motor Diesel turbo de injeção direta 3.2 L Power Stroke®, com 5 cilindros em linha, integra a nova família global de motores puma. 

O motor 3.2L possui muitos recursos nos sistemas de combustível e pós-tratamento mas nesta matéria vamos explorar os recursos tecnológicos de redução e tratamentos das emissões de gases poluentes. 

Imagine você chegando na sua oficina e lá está uma picape branca de quase 5 metros de comprimento com a luz do DPF acesa, lembrando que nem todos têm o domínio pleno da mecânica e eletrônica diesel mas o cliente quer que você resolva o problema. 

Isso aconteceu em São Paulo na oficina do Bruno, que cuidadosamente fez o procedimento de regeneração e a luz apagou. Fez a troca do óleo lubrificante e filtro porque ele fica contaminado com diesel após a regeneração. 

Após a realização do procedimento de regeneração, acusou uma avaria indicando temperatura baixa no DPF.

Desmontando o escapamento e verificando os componentes, foi encontrado um bico injetor com uma resistência parecido com uma vela aquecedora e com um tubo de entrada que gerou a princípio um espanto. Por este tubo é injetado diesel que é aquecido pela resistência que vaporiza e sai por um orifício que vai queimar no DPF, elevando a temperatura para a sua regeneração. Este injetor estava totalmente entupido, o que impedia o seu funcionamento.

Também foi identificada uma bomba que envia o diesel para este injetor, mas o seu funcionamento é através de pulsos modulados –PWM, e logo foi confirmado que estava inoperante devido ao esforço e elevação da amperagem devido à obstrução do injetor e a consequência foi a sua queima.

Pode não parecer mas até aqui foi relativamente fácil porque ao ligar para as concessionárias Ford para comprar as peças, os vendedores acharam um absurdo alguém querendo comprar um bico injetor de diesel que vai no escapamento, parece que o Bruno foi chamado de doido porque eles nunca viram injetar diesel no escapamento. Esta picape Ranger tem 100 mil quilômetros e é ano 2015. 

Depois de ligar para várias concessionárias Ford, uma boa alma de nome Caio, que trabalha na Souza Ramos, verificou no sistema de estoque e disse calmamente: eu tenho o injetor e a bomba. 

Com as peças novas que chegaram na oficina, foi realizada a montagem e a picape virou um foguete, para a alegria de toda equipe da oficina e também do proprietário da Ranger. 

Vamos conhecer este sistema de auxílio ao DPF 

 

Sistema de exaustão 

Para o correto funcionamento do sistema de controle de emissões de gases, existem vários sensores que contribuem no monitoramento e controle dos poluentes. 

Os gases de escape saem pelo coletor de escape no lado direito do motor e são direcionados para a entrada da turbina e para a válvula de derivação do resfriador de EGR. O gás de escape movimenta a turbina e a exaustão que sai da turbina é direcionada ao SBS e ao sistema de exaustão. O PCM controla a operação da válvula que direciona os gases através do resfriador EGR ou do bypass do resfriador EGR. Depois que os gases fluem pelo resfriador de EGR, a válvula EGR controla o fluxo de gás de exaustão que entra no coletor de admissão e combina com o ar fresco.

Item 

Componentes da figura 7 

IAT – sensor de temperatura ar admitido 

Tubo de saída da válvula EGR 

Válvula EGR 

Trocador de calor da EGR 

Coletor do escapamento 

Protetor de calor 


SBS 

No sistema de escapamento do motor 3.2L, o Catalisador de Oxidação de Diesel (DOC) e o Filtro de Partículas Diesel (DPF) foram integrados em um conjunto chamado Sistema de Bloco Único (SBS). O SBS é construído com uma liga de titânio e alumínio altamente projetado que oxida os hidrocarbonetos no escapamento e captura as partículas. 

O DOC oxida os hidrocarbonetos no escape e gera calor para que o SCR e o DPF funcionem adequadamente. 

O DPF é um catalisador que retém partículas, reduzindo a quantidade de fumaça preta emitida pelo tubo de escape. Os três modos de regeneração do DPF são: ativos, passivos e manuais. 

 

Sensores de Pressão DPF 

Existem duas tomadas de pressão no DPF, a primeira está montada na parte anterior do filtro de partículas diesel que coleta informações para determinar quando a regeneração é necessária. A segunda tomada de pressão do filtro de partículas diesel está montada na parte posterior do DPF, que informa a pressão após o DPF. 

Estas informações são enviadas através de tubos até o sensor de pressão diferencial do DPF que fica atrás do filtro de ar no compartimento do motor. 

O sensor envia os sinais obtidos pela diferença de pressão e envia para o PCM, que determina se é necessária a regeneração do DPF.

 

Item 

Componentes da figura 9 

Protetor de calor do DPF 

DPF 

Gancho isolador 

Flexível do escapamento 

Conversor catalítico 

Coletor do escapamento 

Sensor de temperatura 

Sensor de pressão diferencial 

Vaporizador de combustível 

10 

Tubos de pressão do sensor 

11 

Sensor de temperatura 

 

Redução Catalítica Seletiva (SCR) 

O SCR reduz o NOx no escape. Para fazer isso, o sistema SCR injeta fluido de escapamento de diesel (DEF) no fluxo de escape enquanto ele passa por um catalisador cerâmico revestido com cobre e ferro. 

Vela aquecedora do sistema do atomizador do combustível 

A vela incandescente do sistema de vaporização de combustível é montada no sistema de pós-tratamento antes do SBS.  

 

Bomba De Combustível Do Sistema De Vaporizador De Combustível 

A bomba de combustível do injetor no escapamento está localizada logo atrás da transmissão no centro do veículo, que fornece combustível para a vela de incandescência do sistema vaporizador de combustível quando o PCM comanda uma regeneração do DPF. 

O combustível filtrado da linha de suprimento de combustível de baixa pressão fornece o combustível para a bomba do vaporizador. 

Observe que a vela de ignição do sistema de vaporização não queima o combustível, que apenas é vaporizado e a sua queima ocorre dentro do DPF. 

 

Sensores de Temperatura do Gás de Escape (EGT) 

Os sensores EGT são sensores do tipo Resistance Temperature Detector (RTD) que medem a temperatura do gás de escape passando pelo sistema de escape em diferentes pontos e enviam as informações para o PCM. 

 

Operação do Sensor EGT 

A resistência elétrica do sensor aumenta à medida que a temperatura aumenta e a resistência diminui à medida que a temperatura diminui. 

A resistência variável altera a queda de tensão nos terminais do sensor e fornece energia elétrica sinais para o PCM correspondente à temperatura. O PCM usa a entrada dos sensores EGT para monitorar a temperatura dos gases de escape. 

Após a realização do processo de regeneração do DPF, é imprescindível que o óleo de motor seja trocado. 

Utilize óleo da Motorcraft® ou equivalente em conformidade com as especificações da Ford ou com as categorias de serviço da American Petroleum Institute (API) CJ-4 ou CJ-4 / SM.  

É importante usar esses óleos porque eles são compatíveis com o equipamento de controle de emissões do veículo para atender aos padrões de emissão mais rigorosos. O óleo CJ-4 é pobre em cinzas sulfatadas e tem qualidades que mantêm a vida útil do SBS, DOC e DPF. 

O uso de viscosidades de óleo corretas para motores a diesel é importante para uma operação satisfatória.  

SAE 5W-40 API CJ-4 é a especificação recomendada pela Ford. 

Para operação fora da estrada ou operação do veículo em condições de poeira ou areia, recomenda-se trocar o óleo do motor e filtrar a cada 8000 km (5000 milhas) ou seis meses. 

O que pode acontecer se não atender às recomendações de manutenção: 

• Aumento do material particulado no sistema de pós-tratamento pode causar mais cinzas na SBS; 

• Regenerações de DPF mais frequentes; 

• Redução da vida útil do SBS.  

 

Processo de Regeneração 

Como a fuligem se acumula no sistema de pós-tratamento, o escape começa a ficar restrito. Regeneração é o processo no qual a fuligem é queimada do interior do SBS. A regeneração pode ser comandada pelo PCM ou pelo uso de scanner. 

O PCM inicia a regeneração do SBS se a carga de fuligem exceder um valor calibrado e outras condições, como a temperatura do motor, a temperatura do combustível e, no caso de velocidade de regeneração ativa do veículo, forem atendidas. O PCM determina a condição de carga do SBS, com base na pressão do gás de exaustão antes do SBS.  

Essa fuligem pode ser limpa por regeneração passiva, ativa ou manual. A regeneração manual é executada usando o scanner que atende este tipo de veículo. 

 

Regeneração Passiva 

A regeneração passiva ocorre quando as temperaturas de exaustão excedem 300º C. Esse processo não afeta o desempenho do sistema de exaustão e o motorista não percebe alterações enquanto a regeneração ocorre. 

 

Regeneração Ativa 

A regeneração ativa ocorre quando as temperaturas de exaustão são insuficientes para obter regeneração passiva e o PCM indica a necessidade de regeneração. 

O PCM ativa automaticamente o vaporizador DSI, vaporizador de combustível, para elevar a temperatura de exaustão e iniciar a regeneração enquanto o veículo estiver em movimento. 

O desempenho do motor não é afetado pela regeneração ativa; no entanto, o ruído do motor ou do escapamento pode mudar. 

 

Regeneração Manual 

O scanner pode ser usado para realizar uma regeneração manual do SBS na oficina e definir o valor de cinza sob condições estacionárias para limpar e calibrar o sistema.  

A lâmpada indicadora de mau funcionamento (MIL) pode acender quando a manutenção ou manutenção do SBS for necessária. 

 

CUIDADO:  

A regeneração manual do SBS produz altas temperaturas no sistema de escape. Devido às altas temperaturas e quantidade dos gases de escape, procure fazer esta operação em área ventilada para evitar o acúmulo de gases no ambiente da oficina. 

 

Frequência de Regeneração 

A quilometragem entre regenerações varia significativamente, dependendo do uso do veículo. Em veículos que são raramente dirigidos acima de 24 a 32 km / h, o processo de regeneração pode ser desativado temporariamente, para que possa ser realizado em um horário diferente. 

 

Regeneração Pós 

Após a regeneração, o PCM lê a pressão no sensor de pressão do DPF e compara-o com um valor calibrado.

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