Capítulo 1 – Motor EA189 2.0 4-cilindros
Capítulo 1 – Motor EA189 2.0 4-cilindros O motor EA189 2.0 que equipa a Amarok teve o seu projeto inicial para equipar o veículo Tiguan comercializado na Europa
Por: Da Redação - 24 de julho de 2024
Capítulo 1 – Motor EA189 2.0 4-cilindros
O motor EA189 2.0 que equipa a Amarok teve o seu projeto inicial para equipar o veículo Tiguan comercializado na Europa. Tempos depois este projeto sofreu algumas adaptações, dentre elas a possibilidade de ser montado na posição longitudinal (por ser montagem transversal na Tiguan), o formato do cárter para atender as necessidades de inclinações dos veículos Off Road e também algumas modificações no conjunto de turbina. E com isso este motor foi aplicado na Amarok desde a sua primeira versão de picape.
Este motor recebe em todas as versões unidade de sobrealimentação, ou simplesmente uma conjunto de turbina (ou turbinas). Nas versões de entrada este motor é monoturbo, ou seja recebe uma Turbocompressor de Geometria Variável (TGV), que é capaz de entregar 140 CV (103 KW) de potência e com um torque de 340 Nm (34 Kgfm) entre 1750 a 2500 RPM. Já nas versões mais completas ele recebe uma unidade biturbo que entrega 180 CV (132 KW) de potência e 420 Nm (42Kgfm) de torque, na mesma faixa de 1750 a 2500 RPM nas versões equipadas com transmissão automática de 8 velocidades, juntamente com tração integral permanente.
Dando continuidade ao assunto sobrealimentação do motor EA189 vamos entender o funcionamento destes conjuntos de turbinas. Estes turbocompressores trabalham aproveitando a energia dos gases de escapamento para fazer girar a sua turbina (parte quente), que por sua vez seu rotor está ligado por um mesmo eixo ao rotor do compressor (parte fria) que este irá sobrealimentar o sistema de admissão do motor, o que proporciona um considerável ganho de torque/potência, chegando a quase dobrar a capacidade de produção de energia em relação a um motor aspirado com as mesmas características. Ainda na linha da sobrealimentação o sistema dispõe de sensores de pressão de ar atmosférico (MAP), de fluxo de ar (MAF), de pressão de sobrealimentação G31 e de temperatura do ar G42 (estes dois últimos formam um sensor combinado próximo a entrada do corpo de borboletas). No caso do conjunto biturbo ainda há mais um sensor de pressão de sobrealimentação na carcaça da unidade biturbo (entre os compressores de alta e de baixa pressão). Todos estes sensores informam à ECU valores relacionados ao ar que será admitido e com isso contribuem para um perfeito gerenciamento da mistura ar combustível.
Este ar sobrealimentado sofreu um aumento da temperatura por conta da elevação da pressão (que no biturbo pode chegar a 1,8 bar), por conta disto está instalado junto ao radiador do sistema de arrefecimento um intercooler, cujo este tem a função de refrigerar o ar sobrealimentado, com o intuito de diminuir a temperatura, concentrando a massa de ar que será admitido.
O controle de rotação da sobrealimentação é feito por meio de um sistema de vácuo, onde a ECU modula sinais de PWM sobre atuadores eletromagnéticos, que através de mangueiras de borracha liberam ou impedem o fornecimento de vácuo a atuadores pneumáticos. No caso da turbina TGV somente um conjunto de atuadores eletromagnético e pneumático é utilizado para este controle. Já na unidade biturbo são necessários dois conjuntos de solenoide e atuador pneumático, sendo um conjunto para atuação na válvula Wastegate, que controla a rotação de todo o conjunto biturbo e um outro para atuar especificamente na válvula de controle de rotação da turbina de alta pressão.
Isto é possível porque o sistema de vácuo atua fechando as válvulas de controles de pressão das turbinas assim que o motor entra em funcionamento, fazendo com que a produção de energia seja total já em marcha lenta. À medida em que o motor vai ganhando rotação e, por consequência, há o aumento das rotações das turbinas de baixa e alta pressão, a ECU determina que as válvulas de controle Wastegate e da turbina de alta iniciam suas aberturas, com isso parte dos gases de escape são desviados por estes canais, diminuindo a incidência destes gases de escape sobre as turbinas, havendo assim um controle das rotações de ambas. Isto é extremamente necessário, pois a fabricação de energia por parte das turbinas é exponencial, ou seja, se não houver um controle a tendência dos valores de sobrealimentação é elevarem-se podendo danificar os tubocompressores por excesso de rotação.
Funciona da seguinte forma:
a sobrealimentação gerada no compressor da turbina de baixa pressão (de diâmetro maior) é direcionada para o compressor da turbina de alta pressão (com menor diâmetro). Esta potencializa a produção da energia gerada na turbina de baixa, fornecendo ainda mais energia para o ar que será direcionado ao intercooler para receber um resfriamento antes de ir para o coletor de admissão e, por fim, para a câmara de combustão.
Função da Turbina de alta pressão: Por causa do seu diâmetro menor proporciona uma maior rotação proporcionando o ganho de torque máximo em baixas rotações.
Função da turbina de Baixa pressão: Por ser maior do que a turbina de alta pressão não garante a eficiência de seu funcionamento em baixa rotação, porém quando o motor está em regimes de rotação mais elevados, a sua atuação é fundamental na fabricação da sobrealimentação, obrigando o conjunto alterar a definição do circuito de série para paralelo, onde praticamente esta turbina assume a responsabilidade de suprimento da energia. Essa alteração do circuito acontece por meio da válvula By pass que sofre a incidência da elevação da pressão da sobrealimentação e se abre mecânica e automaticamente permitindo um novo canal de passagem desta pressão.
Capítulo 2 – Ajustes dos atuadores pneumáticos do conjunto biturbo
O controle da sobrealimentação deste motor é feito por meio de um sistema de alimentação de vácuo. Para isso ele possui uma bomba de vácuo instalada na parte traseira do cabeçote, que fornece esta depressão para atuadores pneumáticos instalados no conjunto biturbo. Esta linha de vácuo não deve apresentar nenhum tipo de falha, em caso de deficiência neste sistema a potência do motor ficará limitada.
Os problemas que podem vir a ocasionar falhas nestes circuitos são:
· Mangueiras rasgadas, furadas ou simplesmente soltas
· Falta de estanqueidade nas solenoides do sistema
· Válvula unidirecional invertida ou inestanque
· Bomba de vácuo do motor avariada
· Estanqueidade dos atuadores pneumáticos
· Atuadores pneumáticos montados, porém sem o ajuste
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Quando o conjunto de turbocompressores são desmontados ou reparados são necessários os ajustes dos posicionamentos das hastes dos atuadores pneumáticos.
Retirar a mangueira de alimentação de vácuo 1 do atuador e instalar a bomba de vácuo e o manômetro digital, ambos interligados em paralelo para a mesma tomada de vácuo
Aplicar 290 mBar de pressão de vácuo. A partir de 80 mBar a haste do atuador 5 irá iniciar o seu deslocamento no sentido de entrada do válvula do atuador (sentido da seta da imagem). É
importante que a haste se movimente livremente em função do vácuo aplicado, sem que haja impedimento por parte das porca e contra-porca.
Assim que a haste parar de se deslocar no valor de aproximadamente 290mBar pressione com a mão a alavanca da válvula Wastegate no sentido da válvula do atuador (sentido da seta indicadora) até que encontre o batente final. Desta forma a válvula wastegate ficará posicionada em totalmente fechada
Encostar a porca 3 na alavanca da válvula adicionando 1\4 de volta. Em seguida encoste a contra-porca 4 e dê em ambas um torque de 8Nm
Conferindo o ajuste
Este atuador pneumático não possui nenhum sensor para registrar os movimentos de sua haste. Sendo assim se faz necessário a certificação da eficácia do ajuste.
Após o relógio devidamente instalado, aumentar o valor da pressão de vácuo para aproximadamente 310 mbar (ou seja, 290 + 20). O ponteiro do relógio comparador não deve se movimentar, porém é aceitável uma tolerância de 0,10 mm de deslocamento. Se os valores de deslocamento estiverem dentro do esperado estarão corretos a instalação e o ajuste do atuador. Caso o deslocamento ultrapasse os 0,10 mm de tolerância máxima, o ajuste deverá ser refeito.
Iniciaremos agora o ajuste do atuador pneumático da válvula de controle do turbocompressor de alta pressão
Para realizar o ajuste deste atuador, os procedimentos seguem de forma muito semelhante ao ajuste do atuador da wastegate. As diferenças ficarão por conta do valores de pressão de vácuo aplicados, a não necessidade da utilização de relógio comparador e da necessidade de utilização de um multímetro para a conferência do ajuste, visto que este atuador contém um potenciômetro que informa para a ECU a exata posição da haste do atuador, independente se o seu deslocamento axial seja abrindo ou fechando a válvula de controle.
Aplique uma pressão de vácuo de aproximadamente 500 mBar. À partir de 150 mBar já é possível perceber o deslocamento da haste do atuador.
Encoste a contra-porca 2 na alavanca da válvula de controle de pressão e aperte ambas as porcas com um torque de 8 Nm.
Retire a pressão de vácuo do atuador. A haste do componente deverá se deslocar para baixo. Espere a haste ficar totalmente parada e faça a leitura de medição do potenciômetro novamente. O valor deverá ser de aproximadamente 4 Volts.
Caso seja encontrado este valor, retire a bomba manual de vácuo e o manômetro digital, porém mantenha o multímetro conectado ao sensor. Reinstale a mangueira do circuito de vácuo no atuador, funcione o motor e deixe-o em marcha lenta. O sensor deverá estar informando o valor de 0,750 Volt (750 mVolt). Caso tenha encontrado este valor o ajuste foi realizado com sucesso. Finalize os trabalhos.
