Em um motor, é difícil sempre obter a eficiência volumétrica otimizada ao longo de todas as posições, desde a baixa rotação até a alta rotação. Se o comando das válvulas de sincronismo não é variável, quando a eficiência volumétrica na posição de baixa rotação é aumentada, a eficiência de rotação na posição de alta rotação será reduzida.
A eficiência volumétrica é altamente afetada pelo sincronismo das válvulas, tanto pela porcentagem de abertura e levantamento da válvula da admissão, como pelo comprimento, diâmetro interno e forma do coletor de admissão. Um sincronismo apropriado é necessário para o fechamento da válvula da admissão. O sistema VVT (válvula de sincronismo variável) melhora esta eficiência volumétrica.
O sistema VVT continuamente altera o sincronismo das válvulas de admissão para atingir a otimização para as condições de funcionamento do motor.
As mudanças no sincronismo das válvulas de admissão são ajustadas através do conjunto de dentes do sincronismo do comando de admissão (atuador VVT), que é instalado sobre a parte da frente do comando de válvulas de admissão.
O rotor dentro deste conjunto é que conduz a pressão de óleo do motor, a qual varia com as fases do comando de válvulas de admissão e com a engrenagem de sincronismo do comando de admissão que está conectada no rotor por meio de parafuso.
A válvula de controle de óleo é controlada com o controle de serviço pelo ECM. A válvula muda a pressão de óleo do motor que é enviado para a câmara de avanço e para a câmara de retardamento dentro do conjunto de engrenagens do sincronismo do comando de admissão.
O ECM determina a otimização da válvula de sincronismo (porcentagem de avanço) para as várias condições de operação baseado na rotação do motor, porcentagem de abertura da borboleta, pressão do coletor de admissão e temperatura do líquido de arrefecimento. Então, ele controla o OCV conforme a necessidade. O ECM também detecta a porcentagem atual do avanço do sensor CMP e controla o retorno do rendimento para obter um valor que é fechado para o objetivo da porcentagem de abertura do avanço.
A figura 1 mostra os principais componentes do sistema.
A figura 2 exibe o diagrama esquemático de funcionamento do sistema e seus principais componentes.
Já a figura 3 apresenta didaticamente o avanço e retardo máximo das válvulas de admissão e escape provenientes da atuação do sistema.
Objetivos do Sistema VVT
• Melhoria no torque de baixa para média de rotação
Na situação de alta carga, em baixa para média rotação, com baixo para médio torque é mais eficiente o fechamento antecipado da válvula de admissão (avançado) para o aumento da eficiência volumétrica.
A figura 4 exibe o comparativo entre o sistema convencional e o sistema que utiliza o VVT.
• Melhoria na economia de combustível
Na faixa de média carga, o cruzamento é aumentado (avançado), de modo que o efeito EGR interno (quando alguns dos gases de escape a partir do final do curso de escape são recirculados para o coletor de admissão pela pressão negativa) diminui a pressão negativa no coletor de admissão. Isso reduz a perda de bombeamento (atrito do motor quando o pistão se move para baixo) e melhora a economia de combustível.
Além disso, o cruzamento é reduzido (máximo atraso) durante marcha para eliminar o retorno de fluxo no lado da entrada e estabilizar a combustão. Isto reduz a quantidade de ar e melhora a economia de combustível.
• Melhoria no controle de emissão
Na posição de média carga, o cruzamento da válvula é aumentado (avançado) e o efeito interno no EGR é usado para reduzir a temperatura de combustão e a geração de NOx. Os HC são também reduzidos novamente pela queima do gás não queimado. A figura 5 mostra o efeito EGR interno.
Função da válvula solenoide
A válvula de controle de óleo está instalada sobre a caixa da bomba de óleo (tampa da corrente de sincronismo). Ela controla a pressão do óleo aplicada para o atuador hidráulico que é montado dentro do conjunto de engrenagem de sincronismo do comando de admissão, para as mudanças contínuas do sincronismo das válvulas de admissão. O ECM utiliza o sinal de trabalho para controlar a válvula de carretel que muda o canal de pressão de óleo.
A figura 6 exibe detalhes da construção da válvula solenoide.
Engrenagem do sincronismo do comando e variador de fase
O atuador hidráulico que controla o ângulo de funcionamento do rotor está instalado sobre a engrenagem do sincronismo do comando de válvulas. O rotor e o comando de válvulas estão conectados. Alterações no ângulo de rotação do motor mudam o sincronismo das válvulas de admissão.
O pino trava está posicionado sobre o rotor. Quando a pressão de óleo do motor está baixa quando se dá a partida no motor, o pino trava está assentado dentro do alojamento para a posição de máximo retardamento através da mola. Isto minimiza as mudanças de fases do comando de válvulas de admissão e da engrenagem do sincronismo do comando de admissão.
Quando a pressão de óleo do motor está ajustada para o lado da câmara de avanço após a partida do motor, ele libera o pino trava.
A figura 7 mostra os principais componentes do variador de fase.
Detalhes do funcionamento
• Retardamento
Quando é enviado pelo ECM o sinal de retardamento (atraso), a válvula de carretel do OCV move-se para a direita. A pressão de óleo é enviada para a câmara de retardamento, é aberto o dreno sobre o lado da câmara de avanço.
Isto faz com que ocorra a rotação do rotor para o lado de retardamento.
A figura 8 exibe detalhes dessa fase de funcionamento do sistema.
• Manutenção
Quando um sinal do ECM para manter uma posição (carga 50%) é aplicado para a parada da válvula carretel OCV na posição do meio, não há mudanças no ajuste da pressão de óleo para a câmara de retardamento ou para a câmara de avanço.
Desta maneira o posicionamento do rotor é fixado.
A figura 9 mostra detalhes dessa fase.
• Avanço
Quando o sinal de avanço (alta carga), é enviado do ECM a válvula carretel do OCV move-se para a esquerda. A pressão de óleo é ajustada para a câmara de avanço e o dreno sobre o lado de retardamento se abre. Isto faz com que a rotação do rotor ocorra para o lado do avanço.
A figura 10 apresenta como se comportam os componentes nesta fase.
Estudo de caso
SINTOMA: Proprietário de outra oficina trouxe o veículo Hyundai HB20, figura 11, que já havia passado por outras oficinas, onde já tinham desmontando o motor 2 vezes, o dono relata que o carro não tem força nas retomadas de velocidade.
DIAGNÓSTICO: Decidimos realizar a análise com o analisador de motor na função osciloscópio, conforme mostra a figura 12, com o sinal de CKP, CMP e Atuador da VVT.
Pela captura sabíamos que a UCE do motor estava enviando sinal PWM para o solenoide, entretanto, para comprovar que a atuador da VVT estava realizando a variação da posição do comando teríamos que executar o script fase do analisador MTPRO.
E sem perda de tempo aplicamos o script.
Utilizamos o script fase, como mostra a figura.
Ao realizar o script identificamos que durante os 2 primeiros acionamentos do solenoide houve variação da posição do comando, entretanto, no terceiro e quarto acionamentos, como exibe a seta, não houve variação do comando, o que indicava falha no variador de fase.
SOLUÇÃO: Ao substituirmos o variador de fase, o veículo voltou a funcionar perfeitamente.
Até a próxima!!!