Simplício Explica: Sistemas de Injeção Diesel

 


Óleo Diesel

O Diesel, usado em larga escala na área automotiva pesada, é um combustível oleoso obtido a partir do refino do petróleo e possui uma composição complexa, tendo hidrocarbonetos e compostos orgânicos como nitrogênio, oxigênio e enxofre. Dentre todos os produtos oriundos do petróleo, o Diesel é que se encontra em maior abundância.

O óleo Diesel tem aspecto límpido, sua toxicidade é considerada média e não apresenta resíduos sólidos em suspensão na sua composição. Além disso, é um líquido volátil, e inflamável.

No Brasil a utilização do óleo Diesel é direcionada em sua maioria para o transporte de carregamentos, com caminhões, ônibus, furgões, utilitários e etc.  Seu uso também pode ser industrial, usado em geradores elétricos ou para caldeiras de aquecimento e pequenas embarcações.

 

Injeção Diesel

O sistema de injeção Diesel, assim como o de gasolina, permite dosar a quantidade exata de combustível para cada momento de serviço do motor, sendo comandado por uma unidade de comando que processa diversos parâmetros do motor e do meio ambiente. Assim, o sistema garante maior eficiência, menor consumo de combustível e emissões de poluentes. Como o Diesel é mais poluente que outros combustíveis, as inovações tecnológicas são constantes a fim de se adequar as exigentes normas regulamentadoras de emissões no mundo inteiro.

O motor Diesel, comparado ao de gasolina, é mais robusto e tem maior durabilidade tornando sua manutenção mais complexa. Por isso, estes motores têm algumas diferenças comparados aos motores movidos a outros tipos de combustível:

O ar e o combustível são comprimidos na câmara de combustão a 800°C e não necessitam de centelha para a explosão, já que o diesel inflama com a pressão formada. Neste caso, é usada apenas uma vela de aquecimento.

Diferente do motor a gasolina que admite ar/combustível, o motor a Diesel admite somente ar. Na fase de compressão, o ar é comprimido e sua temperatura se eleva consideravelmente, assim quando o pistão chega quase no PMS, o Diesel é injetado a uma alta pressão (200 bar em média) e se inflama instantaneamente.

Os motores a Diesel necessitam de menos rotações do motor (RPM) do que os veículos a gasolina. Por isso, apresentam maior durabilidade. O curso dos pistões é maior e o impacto da explosão é muito menor comparado aos motores a gasolina.

 

Tipos de Unidades Injetoras

 

UP – Unidade de Pressão

 

Neste sistema cada cilindro possui uma bomba de alta pressão conectada ao seu respectivo injetor. A bomba é acionada pelo eixo do comando de válvulas e tem a função de comprimir o combustível e envia-lo ao injetor, comandados pela central de injeção. A unidade de comando calcula a quantidade e o tempo de injeção do Diesel, conforme as condições de rotação e carga exigidas, certificando-se de que o motor funcione melhor em qualquer situação.

 

 

EUI – Unidade Injetora

 

O sistema de unidade injetora UI consegue integrar tanto a bomba de alta pressão como o injetor em uma só unidade em cada cilindro do motor. A unidade injetora substitui os sistemas convencionais que utilizam tubos de alta pressão de combustível, possibilitando valores de pressão elevados. As unidades são montadas no cabeçote, e a injeção do Diesel é controlada por uma eletroválvula que responde aos comandos da central de injeção (ECU), que determina o melhor momento e o volume adequado de combustível que será injetado conforme as condições de funcionamento.

 

 

HEUI – Unidade Injetora com acionamento hidráulico

 

Este sistema possui uma característica importante, seus injetores-bomba estão alojados no cabeçote e possuem um sistema hidráulico de acionamento que utiliza como elemento de ação o óleo do motor em uma galeria de alta pressão.

A bomba hidráulica é alimentada a uma pressão de lubrificação de aproximadamente 45 psi, podendo chegar 3700 psi de forma variável. As unidades injetoras trabalham conforma ordens diretas da ECU que recolhe os dados de sensores e dosa o volume necessário de combustível. Essa tecnologia foi criada pela Caterpillar e é utilizada em motores como o C9, C7 e 3126B. Abaixo está o esquema dos componentes do motor C9 com sistema HEUI.

 

Componentes:

  1. Bomba de óleo
  2. Unidade injetora eletrônica hidráulica
  3. Filtro de óleo
  4. Arrefecedor de óleo
  5. Óleo de alta pressão
  6. Combustível
  7. Conector para a Válvula de Controle da Pressão de Ativação da Injeção (IAPCV)
  8. Bomba hidráulica da unidade injetora
  9. Sensor para a Pressão de Comando da Injeção (IAP)
  10. Filtro de combustível
  11. Filtro primário do combustível e separador de água
  12. Tanque de combustível
  13. Engrenagem do eixo-comando
  14. Sensores de distribuição/rotação
  15. Módulo de Controle Eletrônico (ECM)
  16. Bateria
  17. Regulador de pressão do combustível
  18. Sensor de pressão no coletor de admissão
  19. Sensor de pressão do óleo
  20. Sensor de temperatura do líquido arrefecedor
  21. Sensor de posição do acelerador
  22. Sensor de temperatura do ar de admissão
  23. Sensor de pressão atmosférica
  24. Aquecedor da admissão de ar

 

Commom Rail

 

O sistema Commom Rail é o sucessor do sistema HEUI e é atualmente o sistema mais avançado de injeção eletrônica diesel. Ele funciona de forma que a geração de pressão e a injeção de combustível atuem de forma separada, ou seja, a pressão formada pela bomba está disponível para todos os injetores através de um tubo chamado Rail.

 A pressão é controlada independentemente da rotação do motor pela ECU que reúne dados de diversos sensores instalados no motor, garantindo desempenho e eficiência, além de baixo ruído e menor emissão de poluentes comparada aos outros sistemas.

Como a unidade do motor controla eletronicamente a abertura dos injetores, possibilita a realização de injeções múltiplas em um mesmo ciclo, pré-injeção, injeção principal, pós-injeção. Este sistema é utilizado por praticamente todas as montadoras.

Nos manuais de injeção eletrônica Diesel, encontrados no Simplo, podemos encontrar o esquema elétrico com descrições e testes do sistema Denso i-ART Toyota, utilizado nos modelos Hilux a partir de 2012, que usaremos como demonstração para melhor entendimento. Além disso, o manual Diesel possui quase todos os sistemas de injeção eletrônica diesel existentes no mercado, com diagramas elétricos, descrições de funcionamento e testes de sensores e atuadores.

 

A Hilux com sistema Denso i-ART, caracteriza-se por um conjunto de injetores complexos, onde um sensor de pressão em miniatura se encontra em cada injetor monitorando a atividade de injeção. A injeção de Diesel ocorre até 1.000 vezes por segundo, então o sistema i-ART consegue medir com precisão a flutuação de pressão e temperatura do combustível individualmente para proporcionar um controle ideal de quantidade e sincronismo de injeção. No capítulo encontrado no manual Simplo, temos a descrição de funcionamento e operação desse sistema.

 

Descrição

Operação

Para que o reparador encontre todo o conteúdo disponível para efetuar um trabalho com qualidade e segurança ainda conta com todo o esquema elétrico do sistema de injeção e os testes dos sensores e atuadores, exemplificados abaixo.

 

Esquema elétrico

 

Testes

 

Fonte:

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