Diagnóstico e Manutenção avançada em DCUs – Bombas de ARLA – Parte I

Nesta série, vamos considerar algumas das principais manutenções nos sistemas mais usados no nosso país. O sistema de pós-tratamento SCR possui uma dificuldade bem particular na reparação – a geração de falhas no sistema informadas pelos módulos eletrônicos é muito genérica. Quando temos uma falha no sistema, em geral ela será identificada como “falta de eficiência catalítica no sistema SCR”, ou, “falha no sistema de pós-tratamento”. Portanto, quando temos a luz acesa no painel e uma falha no scanner, a causa real pode estar em qualquer elemento do sistema. Não conseguimos pela falha ou sintoma condenar nenhum dos componentes de imediato. Se faz necessária uma ferramenta de análise especial com funções específicas para testes de cada elemento eletrônico, eletromecânico e hidráulico do sistema SCR para, através de uma sequência técnica e lógica, eliminar possibilidades até que chegamos à verdadeira causa do problema. IMAGEM 1

Essas análises são basicamente as seguintes:

1.           Análises via scanner de diagnóstico (códigos de falhas);

2.           Teste de eficiência catalítica (para confirmar que temos uma falha no sistema SCR);

3.           Análises na química do ARLA 32 (quantidade de ureia e análise de minerais);

4.           Testes nos sensores comuns periféricos do sistema (temperatura, nível, pressão etc.);

5.           Testes no sensor de Nox;

6.           Dosagem de ARLA (ml vs tempo);

7.           Análise avançada da DCU ou Bomba (tanto da função geral final de dosagem quanto dos elementos internos da Bomba);

8.           Teste de eficiência catalítica final (para confirmação da solução da falha).

Quando eliminamos causas periféricas e chegamos à conclusão de que a falha do sistema está na DCU (Dosing Control Unit) encontramos para cada sistema algumas falhas recorrentes. Vamos analisar nesta matéria um desses sistemas, bem como sua principal falha recorrente – sistema EMITEC. IMAGEM 2

Sistema EMITEC

Este sistema é muito usado em nosso país e está presente em várias montadoras, como Ford, MAN, dentre outras. O sistema EMITEC tem a particularidade de trabalhar com ar e ARLA, portanto possui elementos para trabalho pneumático e hidráulico. Devido a este fato, o sistema apresenta algumas falhas recorrentes em sua parte superior – os cabeçotes. A mistura do ar comprimido com o reagente causa algumas falhas relacionadas a cavitação. Essas falhas serão analisadas mais à frente neste artigo. Primeiro, vamos conhecer o sistema em linhas gerais, suas entradas e saídas. IMAGEM 3

1.           Entrada de ARLA na Bomba (reservatório)

2.           Saída para o Dosador

3.           Retorno do ARLA para o reservatório

4.           Conector da eletroválvula de ar para a Bomba

5.           Conector elétrico da Bomba

Sistema de cabeçotes da bomba

Diferente de outros sistemas de DCUs, no sistema EMITEC a mistura do ARLA com o ar ocorre dentro da própria bomba. Essa é a principal funcionalidade dos cabeçotes superiores. Quando o ARLA entra pelo “inlet” da bomba, ele é succionado pela membrana da bomba de diafragma através de uma válvula unidirecional mecânica (composta por mola e esfera de vedação). Após a sucção, o ARLA é bombeado com pressão nominal do sistema para uma câmara de mistura. Enquanto isso, o ar também é direcionado através de uma eletroválvula reguladora de ar para o interior dos cabeçotes e para a câmara de mistura. Dentro dessa câmara, o ar e o ARLA são misturados e seguem sob pressão para o “outlet” da bomba (consequentemente para o bico dosador externo). O retorno (backflow) da bomba também é controlado por uma válvula unidirecional mecânica. IMAGEM 4 / IMAGEM 5

As conexões e elementos do cabeçote superior são:

1.           Válvula unidirecional de admissão (junto ao filtro de entrada – peneira);

2.           Câmara da válvula unidirecional de retorno;

3.           Câmara de mistura (AR + ARLA). IMAGEM 6

As conexões e elementos do cabeçote superior são:

1.           Válvula de entrada de ARLA na câmara de mistura;

2.           Válvula de entrada de ar na câmara de mistura;

3.           Válvula unidirecional de escape;

4.           Câmara da válvula unidirecional de admissão;

5.           Câmara de sucção e pressurização do ARLA;

6.           Câmara de ar;

7.           Conector do aquecedor do ARLA.

Falha comum do sistema

As falhas mais comuns do sistema EMITEC estão nas funcionalidades do cabeçote, podendo estar relacionadas às válvulas unidirecionais, às juntas de vedação entre camadas e à câmara de mistura. As falhas principais estão relacionadas à câmara de mistura ar e ARLA. Isso ocorre por conta da cavitação resultante ao longo do tempo, devido a ARLA de má qualidade comumente utilizado em algumas ocasiões ao longo da vida útil do sistema. O excesso de minerais aliado a ação do ar comprimido cavita a câmara e suas laterais, ocasionando vazamento e perda de pressão do sistema. A perda de pressão impossibilita a dosagem adequada do reagente para o bico dosador. IMAGEM 7

Para a manutenção é necessário efetuar a troca do jogo de cabeçotes, bem como suas juntas de vedação e válvula unidirecionais. Um cuidado importante é estar atento à qualidade dessas peças, não raro os cabeçotes podem vir com vias obstruídas (sem furos, impossibilitando a passagem do reagente). Além disso, é importante verificar se há estanqueidade nas válvulas unidirecionais, teste que pode ser feito usando uma bomba de vácuo manual.

Validações em bancada

Para um correto diagnóstico de que a causa da falha do sistema SCR é a Bomba e para que, após as manutenções, seja possível validar o reparo e garantir 100% de eficiência, é de suma importância efetuar uma simulação em bancada. Para isso, é possível através de ferramenta de funções especiais submeter a bomba a testes de dosagem completos bem como de seus elementos internos. IMAGEM 8

Para avançar no ramo da reparação dos sistemas SCR são necessários conhecimentos avançados da eletrônica embarcada interna das DCUs. Especialize-se nessa área que ainda tem escassez de mão de obra especializada! Na próxima parte desta série de artigos, consideraremos mais um sistema de bombeamento e uma falha comum. Não perca!