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Detalhes técnicos do motor FPT 2.0 Turbodiesel 16V Multijet II que equipam os modelos Renegade e Toro


Uma das boas novidades introduzidas pela FCA - Fiat Chrysler Automóveis Brasil é a nova geração do motor turbodiesel produzido pela FPT (Fiat Powertrain Technologies)

Por: Claudemir Diaz - 21 de outubro de 2016

Nesta edição do Consultor OB, iremos abordar as tecnologias utilizadas nos motores Fiat 2.0 FAM diesel, motorização utilizada nos veículos Fiat Toro Diesel e Jeep Renegade, e veremos tecnologias aplicadas neste motor que proporcionam menor consumo, maior conforto e uma significativa redução do índice de emissões de poluentes. 

Especificações Técnicas

Potência

170 cv a 3.750 rpm

Torque

35,7 kgf.m a 1.750 rpm

Cilindrada total

1.956 cc

Disposição dos cilindros

4 em linha

Diâmetro x curso do pistão

83,0 x 90,4 mm

Taxa de compressão

16,5 : 1

Bloco

Ferro fundido

Ordem de combustão

1 3 4 2

Sistema eletrônico

Bosch EDC 17C69

 

Foto 1O bloco do motor é fabricado em ferro fundido com cilindros integrados, e este motor não possui sub-bloco, estando o eixo virabrequim apoiado por mancais individuais. Este eixo é composto por 8 contrapesos e cinco mancais fixos.

Ligado ao eixo virabrequim (foto 1) existem dois eixos contrarrotantes (BSU) responsáveis por equilibrar as forças rotativas do motor. Os contrarrotantes possuem duas massas excêntricas engrenadas entre si e com o virabrequim. Na parte traseira do eixo virabrequim está localizada a roda fônica para o sensor de rotação.

A folga axial é controlada por dois semianéis instalados no mancal fixo central.

A folga radial específica para mancais fixo é de 0,011 a 0,071 mm e a folga radial para os mancais móveis e de 0,030 a 0,056mm.

O motor MultiJet II vem equipado com um conjunto BSU para eliminação de vibrações.

O conjunto é acionado pelo eixo virabrequim e apoiado por calços que devem ser dimensionados no caso de troca do eixo, das bronzinas fixas ou do próprio BSU. Para o procedimento deve ser instalado o relógio comparador e fazer a medição do deslocamento do relógio após um giro completo do motor.O valor do calço é obtido pela interpolação do valor medido conforme tabela abaixo.

Os calços são fornecidos nas seguintes espessuras:

Classe

Dimensão do calço

1

1.90 mm

2

1.95 mm

3

2.00 mm

4

2.05 mm

5

2.10 mm

6

2.15 mm

7

2.20 mm

 

Para retirada do BSU, deve-se travar o conjunto com ferramentas específica e o motor na posição de sincronismo.

O cabeçote do motor Multijet é dividido em cabeçote superior e inferior. No cabeçote superior estão alojados os comandos de válvulas de admissão e escape. Na parte inferior estão localizadas as válvulas, balancins, as galerias de água, óleo e gases.

Os eixos de comando são ligados entre si por um par de engrenagens na parte traseira e sincronizados entre si (foto 2). 

Foto 2 e 3
A junta de união do cabeçote ao bloco (foto 3) é composta de material multicamadas, fornecidas em três espessuras diferentes.A espessura da junta é selecionada de acordo com a medida da projeção do pistão, e deve ser observada quantidade de furação ou não. 

Projeção

Furação

1.90 mm

-

1.95 mm

0

2.00 mm

00

 

SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO

O sistema de lubrificação do motor 2.0 Diesel é composto por cárter de alumínio, bomba volumétrica acionada pelo eixo virabrequim, radiador de óleo e filtro tipo ‘green filter’.

Uma característica do sistema é a existência de dois interruptores de óleo para segurança do sistema e uma eletroválvula de controle de pressão de óleo, ligada à central de comando do motor, nas seguintes estratégias:

- O interruptor de baixa pressão controla o acendimento da luz do quadro de instrumentos, o seu acionamento varia entre 0,2 a 0,5 bar.

-O sinal do interruptor de alta pressão é utilizado pela central do motor para controle da eletroválvula. O interruptor de alta pressão monitora valores de pressão de 1,95 a 2,4 bar.

-A eletroválvula é normalmente fechada e está alimentada com baixa rotação, mantendo a válvula aberta em altas rotações a alimentação da válvula é cortada, a válvula se fecha e a pressão do óleo do sistema se eleva.

-A eletroválvula é alimentada com negativo pela central do motor e positivo pelo +30 da bateria.

Especificação técnica

Óleo do motor

Sintético SAE 5W30 ACEA C2

Capacidade sem o filtro

3,8 litros

Capacidade com o filtro

4,2 litros

Intervalo de troca

20.000 km

Pressão de trabalho

1.1 a 4.25 bar

 

Foto 4
O coletor de admissão (foto 4) possui um sistema controlado eletronicamente de variação para aumentar a turbulência no fluxo de ar de admissão.

O coletor possui dois dutos de entrada de ar para cada cilindro, em um dos dutos de cada cilindro existe uma portinhola para direcionamento de ar controlado pelo atuador do variador.

Através da regulação das portinholas é possível adaptar a turbulência do ar fresco no interior da câmera de combustão às respectivas condições de carga do motor.

Em baixas rotações, nas quais a entrada de ar é menor no motor as portinholas do atuador encontram-se fechadas promovendo maior turbulência. Com aumento de rotação, ocorre a abertura das portinholas, facilitando a entrada de ar. 

TURBOCOMPRESSOR VARIÁVEL

O motor 2.0 Diesel vem equipado com turbo de geometria variável (foto 5) que proporciona excelente rendimento nos diversos regimes de rotação.

Foto 5
O turbo VGT é composto pelo compressor ligado à entrada de ar fresco, a turbina que recebe a força dos gases de escapamento, e um modulo eletrônico de controle do VGT e uma haste de controle.

O seu funcionamento leva em  conta as condições de trabalho do motor como rotação, massa de ar, pressão de sobrealimentação, etc, que são monitoradas pelos diversos sensores do sistema de gerenciamento eletrônico e avaliadas pela central de injeção.

Em baixas cargas e rotações, o modulo eletrônico do VGT comanda a haste de controle para a movimentação das paletas da turbina no sentido do fechamento, diminuindo a seção entre elas e aumentando-se a velocidade com que os gases passam pelas aletas da turbina.

Quando a rotação da turbina chega a valores críticos, as aletas adotam uma posição aberta, aumentando a seção entre elas e reduzindo –se consecutivamente, a velocidade com que os gases passam pela turbina. Este efeito é semelhante ao que ocorria com a conhecida válvula Waste Gate, ausente na turbina VGT (foto 6).

Características elétricas do módulo de controle eletrônico VGT               

Tensão de alimentação do atuador

12v

Frequência de trabalho

1 kHz

Alimentação do sensor de posição

5v

Sinal com atuador fechado

4v

Sinal com atuador aberto

1v

 

Tensão do sensor de posição do atuador conforme seu acionamento

% de acionamento

Tensão do sensor de posição

100%

3.8v

80%

3.3v

60%

2.8v

40%

2.2v

20%

1.6v

 

Foto 6
SISTEMA DE ESCAPAMENTO

O sistema de escapamento do motor 2.0 Diesel possui componentes modificados para atender às mais modernas normas de controle de emissões de poluentes.

Incluem-se nestes componentes o catalisador integrado ao filtro DPF e a válvula EGR.

O Nsc requer temperaturas devidamente controladas  para seu correto funcionamento, para isto, existem dois sensores de temperatura um antes e o outro abaixo do sistema do NSC.

A temperatura verificada por estes dois sensores é enviada à central de controle do motor para gerenciar pós-injeções e consequentemente a temperatura de trabalho do catalisador para sua maior eficiência.

SISTEMA DPF

O DPF (foto 7) é um filtro mecânico destinado a reter partículas de fuligem integrado ao catalisador.

Foto 7
Com o uso contínuo do veículo o DPF pode vir a saturar, sendo necessário um procedimento de regeneração.

A saturação do DPF é monitorada por um sensor de variação de pressão (foto 8) com ligações antes e depois do filtro.

Foto 8
Uma vez observada uma obstrução no DPF caracterizada por elevada perda de carga dos gases de escape, a central do motor inicia o processo de regeneração na tentativa de desobstruir.

Para isto são realizadas injeções suplementares de combustível para elevação de temperatura dos gases, a tensão de alimentação é de 5V e a resistência 150 a 1000 Ohm.

Caso haja obstrução do DPF uma luz acende no quadro de instrumentos para o condutor dirigir em determinadas condições de aceleração e distância  para tentar fazer a regeneração.

A duração é de 15 minutos em média, o processo é atingido mantendo o veículo em marcha a 60 km /h com regime superior a 2.000 rpm.

Através do scanner é possível monitorar a quantidade de partículas retirada no DPF e a resistência ao fluxo do ar.

SISTEMA EGR

O sistema EGR (recirculação de gases de escape) destina-se à redução da emissões do NOx, pois verifica-se que os maiores níveis de emissões deste gás nocivo acontecem com temperaturas da câmara de combustão mais elevadas. Então o sistema EGR retira um percentual do gás queimado na combustão e alimenta novamente o motor. Isto proporciona abaixamento da temperatura da câmera de combustão e consequentemente redução no níveis de emissões.

Na extremidade da EGR existe um trocador de calor para abaixamento da temperatura dos gases que saem do motor e serão novamente utilizados na admissão. Uma válvula eletropneumática comandada pela central do motor, quando acionada, permite que uma depressão chegue ao atuador pneumático que mecanicamente direcionará o gás para o trocador de calor.

SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO DE COMBUSTÍVEL

O sistema de alimentação de combustível (foto 9) é dividido em baixa pressão e alta pressão.O sistema de baixa pressão é responsável em captar o diesel do tanque e enviar ao sistema de pressão alta que inicia na bomba de alta.O sistema de alta é responsável por fornecer o combustível sob alta pressão para alimentar o motor, este sistema é composto pela bomba de alta pressão, tubo distribuidor (Common Rall) e eletro-injetores.

Foto 9
A bomba de alta pressão (foto 10) é acionada pela correia de distribuição e recebe o diesel sob baixa pressão e eleva seu valor até os limites ideais para o funcionamento do motor.

Foto 10
A válvula reguladora de pressão da linha de baixa é uma válvula mecânica e tem a função de manter a pressão constante de 5 bar na entrada do regulador de vazão. 

A válvula reguladora de vazão Mprop é um solenoide controlado pela central do motor por pulsos PWM. Ela tem a função de ajustar a pressão no Rail de acordo com as condições de carga do motor, esta pressão do rail em marcha lenta é de 334 bar. O sistema dos eletroinjetores do motor 2.0 Diesel pertence a segunda geração de motores Multijet, o obturador dos injetores é hidraulicamente equilibrado, neste sistema o obturador não é mantido fechado por ação de mola e sim pela própria pressão do combustível.

Atenção: Em necessidade de substituir os injetores é importante observar a classificação de acordo com o código numérico gravado no topo dos injetores.

FILTRO DE COMBUSTÍVEL

Foto 11
O sistema de filtragem de combustível (foto 11) é monitorado por um sensor integrado que detecta a presença de água no filtro, e também marca a temperatura do diesel. Agregada ao sensor atua também a função de pré-aquecimento do combustível. 

ELAS DE PRÉ-AQUECIMENTO

A atuação deste componente (foto 12) visa a facilitar a partida do motor e reduzir o nível de emissão de HC, através do aquecimento prévio da câmara de combustão em cada um dos cilindros. 

Foto 12
O acionamento das velas é controlado por um módulo específico (foto 13), que também protege o sistema e detecta qualquer anomalia, e quando isso ocorre, ele se comunica com a ECU registrando o código de falha.

Foto 13
Em hipótese alguma deve-se testar as velas pré-aquecedoras com alimentação da tensão da bateria, sob risco de provocar graves danos aos componentes do motor.