O dispositivo e o princípio de operação da válvula borboleta

A válvula borboleta é uma das partes mais importantes do sistema de admissão de um motor de combustão interna. Em um carro, ele está localizado entre o coletor de admissão e o filtro de ar. Nos motores a diesel, o acelerador não é necessário, no entanto, ele ainda é instalado nos motores modernos em caso de operação de emergência. A situação é semelhante com motores a gasolina com um sistema de controle de levantamento de válvula. A principal função da válvula borboleta é fornecer e regular o fluxo de ar necessário para formar a mistura ar-combustível. Assim, a estabilidade dos modos de operação do motor, o nível de consumo de combustível e as características do carro como um todo dependem do correto funcionamento do amortecedor.

Dispositivo de estrangulamento

Em termos práticos, a válvula borboleta é uma válvula de escape. Na posição aberta, a pressão no sistema de admissão é igual à atmosférica. À medida que fecha, diminui, aproximando-se do valor do vácuo (isso acontece porque o motor está na verdade funcionando como uma bomba). É por esta razão que o servofreio a vácuo está conectado ao coletor de admissão. Estruturalmente, o amortecedor em si é uma placa redonda que pode ser girada 90 graus. Uma dessas revoluções é um ciclo da abertura total ao fechamento da válvula.

O corpo do acelerador (módulo) inclui os seguintes elementos:

• Carcaça equipada com múltiplos bicos. Eles são conectados a sistemas de ventilação, recuperação de vapor de combustível e refrigerante (para aquecer o amortecedor).
• Atuador que coloca a válvula em movimento pressionando o pedal do acelerador pelo motorista.
• Sensores de posição ou potenciômetros. Eles medem o ângulo de abertura da válvula borboleta e enviam um sinal para a unidade de controle do motor. Nos sistemas modernos são instalados dois sensores para controle da posição do acelerador, que podem ser de contato deslizante (potenciômetros) ou magnetorresistivos (sem contato).
• Regulador de marcha lenta. É necessário manter uma determinada velocidade do virabrequim no modo fechado. Ou seja, o ângulo mínimo de abertura do amortecedor é fornecido quando o pedal do acelerador não é pressionado.

Tipos e modos de operação da válvula borboleta

O tipo de acionamento do acelerador determina seu projeto, modo de operação e controle. Pode ser mecânico ou elétrico (eletrônico).

Dispositivo de acionamento mecânico

Os modelos de carros antigos e econômicos possuem um atuador de válvula mecânica, no qual o pedal do acelerador é conectado diretamente à válvula de derivação por meio de um cabo especial. O acionamento mecânico da válvula borboleta consiste nos seguintes elementos:

• acelerador (pedal do acelerador);
• hastes e braços oscilantes;
• Corda de aço.

Pressionar o pedal do acelerador aciona um sistema mecânico de alavancas, hastes e cabo, que força o amortecedor a girar (abrir). Como resultado, o ar começa a fluir para o sistema e uma mistura de ar-combustível é formada. Quanto mais ar for fornecido, mais combustível entrará e, conseqüentemente, a velocidade aumentará. Quando o acelerador está na posição inativa, o acelerador voltará para a posição fechada. Além do modo básico, os sistemas mecânicos também podem incluir o controle manual da posição do acelerador por meio de uma alavanca especial.

O princípio de operação do acionamento eletrônico

O segundo e mais moderno tipo de amortecedor é um acelerador eletrônico (operado e controlado eletronicamente). Suas diferenças de prioridade são:

• Nenhuma interação mecânica direta entre o pedal e o amortecedor. Em vez disso, o controle eletrônico é usado, o que também permite que o torque do motor seja variado sem a necessidade de pressionar o pedal.
• A velocidade de marcha lenta do motor é ajustada automaticamente movendo o acelerador.

O sistema eletrônico inclui:

• sensores de posição do pedal do acelerador e do acelerador;
• unidade de controle eletrônico do motor (ECU);
• acionamento elétrico.

O sistema de controle do acelerador eletrônico também leva em consideração os sinais da caixa de câmbio, sistema de controle de temperatura, sensor de posição do pedal de freio e controle de cruzeiro.

Ao pressionar o acelerador, o sensor de posição do pedal do acelerador, composto por dois potenciômetros independentes, altera a resistência do circuito, que é um sinal para a unidade de controle eletrônico. Este último transmite o comando adequado ao acionamento elétrico (motor) e gira a válvula borboleta. Sua posição, por sua vez, é monitorada por sensores apropriados. Eles enviam informações de feedback sobre a nova posição da válvula para a ECU.

O atual sensor de posição do acelerador é um potenciômetro com sinais multidirecionais e uma resistência total de 8 kΩ. Ele está localizado em seu corpo e reage à rotação do eixo, convertendo o ângulo de abertura da válvula em uma tensão contínua.

Na posição fechada da válvula, a tensão será de cerca de 0,7 V, e na posição totalmente aberta, será de cerca de 4 V. Este sinal é recebido pelo controlador, aprendendo sobre a porcentagem de abertura do acelerador. Com base nisso, a quantidade de combustível fornecida é calculada.

As formas de onda de saída dos sensores de posição do amortecedor são multidirecionais. A diferença entre os dois valores é considerada o sinal de controle. Essa abordagem ajuda a lidar com possíveis interferências.

Manutenção e reparo do acelerador

Se o acelerador falhar, seu módulo muda completamente, mas em alguns casos basta fazer um ajuste (adaptação) ou limpeza. Assim, para um funcionamento mais preciso dos sistemas com acionamento elétrico, é necessário adaptar ou ensinar a válvula borboleta. Este procedimento envolve o armazenamento de dados nas posições extremas da válvula (abertura e fechamento) na memória do controlador.

A adaptação para a válvula borboleta é obrigatória nos seguintes casos:

• Ao substituir ou reconfigurar a unidade de controle eletrônico do motor do carro.
• Ao substituir o amortecedor.
• Se for observada uma marcha lenta instável do motor.

O corpo da borboleta é treinado no posto de serviço por meio de equipamentos especiais (scanners). A intervenção não profissional pode levar à adaptação incorreta e à deterioração do desempenho do veículo.

Se ocorrer um problema no lado do sensor, uma luz de problema no painel acenderá. Isso pode indicar uma configuração incorreta e um contato interrompido. Outro defeito comum é o vazamento de ar, que pode ser diagnosticado por um aumento acentuado na rotação do motor.

Apesar da simplicidade do projeto, é melhor confiar o diagnóstico e o reparo da válvula borboleta a um especialista experiente. Isso garantirá uma operação econômica, confortável e, o mais importante, segura do carro e aumentará a vida útil do motor.