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Desenvolvido em parceria com a BMW, o motor THP (Turbo High Pressure) da
PSA Peugeot Citro�n � um dos mais avan�ados propulsores dispon�veis no
mercado mundial. V�rias vezes premiado pela imprensa internacional, o
THP � um verdadeiro s�mbolo do downsizing: baixa cilindrada e alta
pot�ncia para substituir motores maiores sem perda de desempenho, mas
com a maior economia de combust�vel poss�vel.
No caso do THP a gasolina, o motor 1.6 (1.598 cm�) de quatro cilindros
gera 156 ou 165 cv a 6000 rpm, com torque de 24,5 kgfm a 1.400 rpm �
n�meros equivalentes ao de um motor maior, por�m, resultantes de menor
consumo de combust�vel.
Conhecido tecnicamente pelo nome EP6CDT, este motor estreou no Brasil na
vers�o de 156 cv em 2010. A diferen�a para a vers�o de 165 cv (chamada
de EP6CDTM) � apenas o software que comanda a inje��o direta de
gasolina, desenvolvido pela Bosch. Com a atualiza��o, o sistema muda de
nome: de MED 17.4 (156 cv) para MED 17.4.2 (165 cv), assim como o n�mero
regulamentar inscrito no chassi do ve�culo nos 6�, 7� e 8� caracteres,
podendo ser 5FV (156 cv) ou 5FM (165 cv).
As solu��es diferenciadas de engenharia adotadas neste projeto exigiram
um complexo gerenciamento eletr�nico para elevar ao m�ximo a efici�ncia
no consumo de combust�vel, desde as estrat�gias de inje��o at� a
pilotagem de elementos como turbo e bomba d��gua.
O resultado � um motor vers�til, que equipa diversos ve�culos vendidos
no Brasil das duas marcas francesas. Na linha Peugeot, est� presente nas
linhas dos modelos 3008, 308 THP (hatch), 308 CC (convers�vel), 408 THP,
508 e no esportivo RCZ. Na linha Citro�n, o motor equipa os modelos DS3,
DS4 e DS5.
A vers�o flex do THP estreou recentemente nos modelos Citro�n C4 Lounge
e Peugeot 2008, com diferentes solu��es em rela��o ao propulsor que
equipa o restante da linha. Nesta reportagem, entretanto, vamos focar
nas duas vers�es a gasolina, mecanicamente id�nticas, que j� est�o
saindo da garantia e, consequentemente, precisam do apoio das oficinas
independentes em todo o Brasil.
Apresenta��o de sensores e atuadores
Para mostrar como o sistema de gerenciamento eletr�nico do motor THP
funciona, conversamos com Jos� Martinho Leal Neto, instrutor do m�dulo
PSA Peugeot Citro�n no SENAI-Ipiranga em S�o Paulo/SP, que apresentou os
sensores e atuadores da inje��o direta, do circuito de alimenta��o de
gasolina, e do circuito de alimenta��o de ar, identificando os
componentes e algumas estrat�gias de funcionamento.
Sensores do motor
1) Sensor de press�o
de admiss�o de ar: localizado no coletor, este mede apenas a press�o;
outro sensor mede tamb�m a temperatura do ar al�m de medir a press�o.
2) Sensor de press�o
de gasolina: localizado no tubo de distribui��o de gasolina (tamb�m
chamado de flauta, rampa ou �rail�), tamb�m pr�ximo � eletrov�lvula de
regulagem de press�o do turbocompressor.
3) Sensor de
detona��o do motor: fornecido pela Bosch, a fun��o do sensor de
detona��o (ou sensor de grilagem) � corrigir o avan�o da igni��o para
controlar a combust�o da mistura ar/combust�vel. Atrav�s da informa��o
transmitida pelo sensor, a ECU diminui o avan�o da igni��o e enriquece
simultaneamente a mistura ar/combust�vel.
4) Sensor de medi��o
de n�vel de �leo: fornecido pela Valeo, o sensor de n�vel de �leo motor
fornece informa��es completares sobre o n�vel do �leo do motor ao
condutor atrav�s de uma mensagem no painel de instrumentos, sempre ao
ligar o carro. Alimentado constantemente em 12V, envia um sinal com
tens�o de sa�da proporcional ao n�vel de �leo presente no c�rter do
motor. O n�vel de �leo faz variar a resist�ncia interna: quanto mais
alto o n�vel do �leo, mais fraca a resist�ncia, fazendo com que a tens�o
de sa�da diminua.
5) Sensor de
rota��o: localizado pr�ximo ao volante, fica protegido por uma capa
pl�stica. Esta capa pode ser removida com o aux�lio de uma chave de
fenda para desencaixar o pino de fixa��o.
6) Sensor de fase:
localizado na parte superior do motor, no lado do volante, preso � tampa
do cabe�ote.
Atuadores da alimenta��o, inje��o e igni��o
7) Eletrov�lvula do
VVT (sistema de varia��o do comando de v�lvulas na admiss�o): fabricada
pela Delphi, est� localizada pr�ximo ao coletor de admiss�o, no lado do
sincronismo, comandando hidraulicamente o sistema. A ECU, por sua vez,
comanda a eletrov�lvula em fun��o do regime do motor, da carga do motor
e da posi��o das v�lvulas de admiss�o.
8) Borboleta
motorizada: fornecida pela Continental, possui um sensor duplo integrado
que permite � ECU determinar a posi��o exata da borboleta. Outro sensor,
este no acelerador, transmite � ECU a posi��o do pedal de acordo com a
demanda de acelera��o pelo condutor. A borboleta possui estrat�gia de
avaria �limp home�, que mant�m a borboleta aberta atrav�s de uma mola
espec�fica. Na presen�a de certos defeitos, a ECU pode cortar a
alimenta��o da borboleta. A Peugeot frisa que o mec�nico n�o deve tentar
regular ou desmontar uma caixa da borboleta por motivo de seguran�a.
9) Injetores de
gasolina: fornecidos pela Bosch, os injetores s�o comandados
separadamente pelo calculador do motor na ordem de inje��o (1-3-4-2)
durante a fase de admiss�o. Sua resist�ncia � de cerca de 2,5 ?. A
press�o de alimenta��o combust�vel pode variar de 40 a 120 bar.
10) Eletrov�lvula de
regulagem de press�o de �leo: presa � bomba de �leo, a eletrov�lvula
fica dentro da bomba de �leo no c�rter. � respons�vel por manter a
press�o da bomba de �leo em seu funcionamento nominal (pilotagem
el�trica), que fica entre 2 e 4,5 bars. Quando a eletrov�lvula de
modula��o de d�bito de �leo apresenta um defeito, ela passa a ser
aut�noma (sem comando el�trico) e fornece press�o de �leo de 5,7 � 0,2
bars.
11) Caixa de
distribui��o do l�quido de arrefecimento: este atuador possui dentro de
si a v�lvula termost�tica e um termostato pilotado. O conector el�trico
tem quatro vias: duas s�o destinadas � alimenta��o da resist�ncia do
termostato pilotado e duas para a medi��o de temperatura do motor
atrav�s do termostato.
12) Resist�ncia de
aquecimento dos vapores de �leo do motor: o motor THP possui duas
tubula��es de encaminhamento de vapores de �leo. Uma delas tem sua
extremidade localizada pr�ximo � entrada de ar do turbocompressor, onde
est� a resist�ncia, cuja fun��o � evitar a obstru��o da tubula��o por
condensa��o e congelamento dos vapores de �gua contidos no �leo em
temperaturas muito baixas. O congelamento nessa tubula��o pode causar
danos irrevers�veis ao motor por aumento da press�o no c�rter.
13) Bobinas de
igni��o: s�o individuais, uma para cada cilindro, do tipo �l�pis�, ou
seja, dispensa o uso de cabos de igni��o. As bobinas n�o possuem reparo,
mas, caso haja defeito em uma bobina, ela pode ser substitu�da
individualmente. A remo��o � bastante simples, mas requer cuidados:
basta levantar a trava para desligar o conector (13a) e puxar a bobina
pelo corpo (13b). Para facilitar a remo��o, levante o l�bio do vedador
de borracha para entrar ar pela lateral da pe�a (13c). Nunca puxe pela
trava do conector, que pode quebrar.
13a
13b
13c
14) Velas de
igni��o: fabricada pela Bosch, o aspecto da vela � comum, exceto pelo
formato do encaixe no castelo met�lico, que � estrela, ao inv�s do
sextavado convencional. Portanto, a chave de vela comum n�o conseguir�
remover a vela. � necess�rio utilizar um soquete estrela 14 mm para tal.
A resist�ncia varia entre 3 e 7 k?. A folga nominal entre os eletrodos �
de 0,8 mm (toler�ncia de � 0,1 mm).
15) Acionador da
bomba d��gua: fornecido pela Dayco, tem a fun��o de pilotar o
funcionamento da bomba d��gua, n�o permitindo sua rota��o quando a
temperatura de �gua do motor est� abaixo de 70�C. Atrav�s desse
componente, a ECU desliga a bomba d��gua durante as fases em que o motor
est� frio, para fazer com que atinja mais rapidamente sua temperatura
ideal de trabalho, o que auxilia na economia de gasolina e reduz a
emiss�o de poluentes. Sua atua��o acontece essencialmente na partida do
motor (15a).
15a
Funcionamento: O
acionador em si � um solenoide ligado por uma mola a um rolete,
respons�vel pelo contato com a polia da bomba (que n�o est� ligada a
quaisquer correias, como � comum em outros motores). No momento em que o
solenoide est� alimentado com sinal de 12 V, o acionador permanece com o
rolete �solto�, o que deixa a polia da bomba d��gua inoperante. Quando a
ECU corta essa alimenta��o, a mola interna do acionador �puxa� o rolete,
fazendo com que entre em contato com a polia da bomba, e tamb�m, com
costas da correia de acess�rios na polia do virabrequim, movimentando o
mecanismo (15b).
15b
16) Eletrov�lvula de
purga do c�nister: possui duas sa�das: uma ligada ao coletor de admiss�o
depois da borboleta do acelerador; outra ligada � entrada de ar do
turbocompressor. O fluxo dos vapores do c�nister � comandado pela ECU e
varia de acordo com o regime do motor, porque � necess�rio que haja
depress�o para que os vapores entrem no coletor de admiss�o e sejam
somados � mistura ar/combust�vel. A modula��o entre as sa�das �
comandada por sinal PWM, em fun��o da carga do filtro e da vaz�o da
eletrov�lvula. Essa vaz�o � uma constante conhecida, logo, se a ECU
comanda uma abertura de 50% na eletrov�lvula, a unidade sabe a
quantidade de vapores de gasolina que entrou na admiss�o. Isso
influencia no tempo de abertura dos injetores, que ser� reduzido, j� que
uma parte da massa de gasolina necess�ria � mistura j� foi adicionada
atrav�s dos vapores (16a).
16a
Funcionamento: Durante
a acelera��o, em fun��o da sobrealimenta��o de ar do turbocompressor,
n�o vai existir depress�o no coletor de admiss�o, mas, sim, uma press�o
positiva. Nesse momento, se a eletrov�lvula abrir a sa�da para o
coletor, os vapores ser�o empurrados de volta para o tanque. Por isso,
quando o motor est� sendo acelerado, a ECU ordena que os vapores sejam
encaminhados para a entrada de ar do turbo. Quando a borboleta do
acelerador � fechada, acontece a depress�o no coletor e os vapores do
c�nister s�o enviados direto para a admiss�o (16b).
16b
17) Bomba de
gasolina de alta press�o: localizada no lado do volante, a bomba de
gasolina de duplo pist�o � o principal diferencial para a vers�o flex do
THP. O circuito de baixa press�o varia entre 4,5 e 5,5 bar (press�o
nominal de 5 bar), enquanto o circuito de alta trabalha entre 40 e 120
bar. Para regular a press�o de combust�vel, a bomba � acompanhada da
eletrov�lvula de regulagem da press�o e da v�lvula de sobrepress�o de
combust�vel (esta, que limita a press�o m�xima a 120 bar).
Obs: Jamais solte a tubula��o de alta press�o com o motor em
funcionamento, sob risco de acidente grave para o mec�nico.
18) Eletrov�lvula de
regulagem da press�o de gasolina: comandada pela ECU, sua fun��o de
controlar a quantidade de combust�vel em cada fase de funcionamento do
motor. O combust�vel entra pelo circuito de baixa press�o e a
eletrov�lvula controla a quantidade que ser� comprimida pelos pist�es
internos e enviada ao tubo de distribui��o para os injetores, de acordo
com a demanda do sistema. Quanto mais combust�vel, mais press�o ser�
gerada.
19) V�lvula de
sobrepress�o de �leo da bomba de combust�vel: tamb�m chamada de
absorvedor de pulsa��o, a v�lvula de sobrepress�o de �leo permite
compensar as dilata��es do �leo devidas ao funcionamento da bomba.
Conjunto da bomba de gasolina de alta press�o
1) Entrada de combust�vel a baixa press�o
2) Sa�da de combust�vel a alta press�o
3) V�lvula de sobrepress�o de �leo
4) Eletrov�lvula de regulagem da press�o do combust�vel
5) V�lvula de baixa press�o de combust�vel
6) V�lvula de sobrepress�o de combust�vel
7) Pist�es integrados na bomba
Turbocompressor e atuadores perif�ricos ou de pilotagem
20) Turbocompressor:
O turbo tem geometria fixa, arrefecido pelo �leo do motor e tamb�m pelo
l�quido de arrefecimento do motor. A particularidade � o sistema Twin
Scroll de dupla entrada dos gases de escape no lado quente. Segundo Jos�
Martinho, esse sistema evita que os gases de escape voltem ao coletor de
exaust�o pelo movimento do rotor e dos pist�es. O circuito de ar tamb�m
conta com refrigerador do ar de sobrealimenta��o entre o turbocompressor
e o coletor de admiss�o.
Obs: Antes de desligar o motor, Jos� Martinho aconselha que ele seja
mantido alguns segundos em marcha lenta para garantir que o
turbocompressor n�o perca lubrifica��o em alta rota��o, o que provocaria
desgaste prematuro.
21) Eletrov�lvula de
regulagem de press�o do turbocompressor: fornecida pela Pierburg, este
componente pilota a c�psula pneum�tica da v�lvula wastegate. Em seu
funcionamento, a ECU gera o comando da eletrov�lvula de acordo com o
regime do motor, carga do motor, temperatura da �gua do motor e
temperatura do ar na admiss�o.
22) C�psula
pneum�tica de movimenta��o do wastegate: respons�vel por controlar a
press�o dos gases no lado quente do turbo. Sua movimenta��o � controlada
por uma bomba de v�cuo.
23) Bomba el�trica
do arrefecimento do turbocompressor: o turbo conta com um sistema de
arrefecimento adicional atrav�s do pr�prio l�quido de arrefecimento do
motor, controlado por uma bomba el�trica comandada pela ECU do motor,
fornecida pela Pierburg. Esta bomba el�trica possui duas conex�es com
setas, uma delas indicando a sa�da para o turbocompressor e a outra, o
retorno para a bomba.
24) V�lvula de
controle de al�vio de press�o do turbocompressor (dump valve): fornecida
pela BorgWarner, � respons�vel por evitar o fen�meno conhecido como �bombagem�:
quando a borboleta do acelerador � fechada, a press�o do ar comprimido
gerado pelo turbo provoca uma for�a contr�ria ao movimento de rota��o do
turbocompressor. Isso pode for�ar o eixo, que pode sofrer danos ou at�
se romper. A v�lvula de controle de al�vio abre para liberar essa
press�o do ar (�by-pass�), garantindo que o turbocompressor mantenha a
in�rcia do movimento.
25) Bomba de v�cuo:
como o motor trabalha com sobrealimenta��o de ar, o sistema de admiss�o
n�o gera depress�o suficiente para aux�lio na frenagem (servo-freio).
Por isso, se fez necess�ria a ado��o da bomba de v�cuo. A mesma
depress�o � utilizada no controle da press�o do turbocompressor atrav�s
da eletrov�lvula.
Desmontagem do lado da admiss�o
No sistema de inje��o direta de gasolina, para ter acesso aos injetores,
se faz necess�rio desmontar diversos perif�ricos do lado do coletor de
admiss�o � incluindo o pr�prio coletor. Veja o passo a passo com o motor
no cavalete:
1) Solte o parafuso
torx que faz a fixa��o da caixa do filtro de ar no motor.
2) Em seguida, solte
a abra�adeira que liga a caixa do filtro de ar com o tubo de alimenta��o
de ar para o turbocompressor. Use uma chave 7 mm.
3) Estando solta a
abra�adeira, basta desencaixar a caixa do filtro de ar de suas outras
fixa��es, que s�o encaixadas. S�o tr�s pontos de encaixe.
4) Agora remova
todas as conex�es el�tricas que ligam o coletor de admiss�o ao motor.
Comece pelo sensor do coletor de admiss�o, o qual basta apertar a trava
e puxar. Aten��o: nunca puxe qualquer conector pelo cabo ou pelo chicote
el�trico. Isso pode danificar a conex�o el�trica.
5) Desencaixe a
eletrov�lvula de regulagem de press�o do turbocompressor. N�o h�
parafusos de fixa��o: basta pux�-la no sentido do volante do motor para
desconect�-la do coletor de admiss�o. Solte tamb�m o conector do chicote
el�trico na eletrov�lvula.
6) Com uma pequena
chave de fenda, solte tamb�m a trava do tubo que leva depress�o da
eletrov�lvula at� a c�psula pneum�tica do wastegate.
7) Para remover a
v�lvula de controle do c�nister, solte a mangueira que fica presa ao
coletor de admiss�o. Pressione os dois lados da trava na conex�o e puxe
para fora. Depois, puxe a pr�pria v�lvula no sentido do volante,
semelhante ao passo 5.
8) Solte a mangueira
de reaspira��o dos vapores do c�rter. S�o duas conex�es: no coletor e no
cabe�ote. A mangueira passa debaixo do coletor. As travas s�o do mesmo
tipo da utilizada na mangueira da v�lvula de controle do c�nister no
coletor, vista no passo anterior.
9) Remova a conex�o
do chicote que fica presa no suporte das v�lvulas de controle do
c�nister e de controle da press�o do turbo.
10) Depois, solte o
suporte do coletor de admiss�o ao bloco, pr�ximo � borboleta motorizada.
Utilize soquetes 10 e 13 mm para soltar as porcas de fixa��o.
11) Retire a conex�o
el�trica da borboleta motorizada soltando a trava vermelha. Depois,
empurre o conector para fora levantando a trava cinza com a ajuda de uma
chave de fenda.
12) Retire a fixa��o
do chicote el�trico pr�xima � borboleta motorizada.
13) Estando soltas
as conex�es el�tricas e das eletrov�lvulas, solte as cinco porcas de
fixa��o do coletor de admiss�o, sempre de fora para dentro. Em seguida,
remova o coletor.
14) A cada remo��o
do coletor, � necess�rio trocar as juntas individuais de borracha. Uma
junta sem condi��o de uso pode causar perda de rendimento do motor por
falta de veda��o do ar nessa regi�o.
15) Para remover o
conector do injetor, utilize novamente uma chave de fenda fina para
empurrar a trava para cima. Observe que o injetor possui uma esp�cie de
pino pl�stico como guia de montagem.
A montagem segue o sentido inverso da desmontagem.