MOTORES TÉRMICOS

PROF.: KAIO DUTRA

AULA 26 – MCI: INJEÇÃO MOTOR DIESEL

Requisitos do Sistema◦No motor Diesel, o combustível deve serinjetado diretamente na câmara decombustão, finamente nebulizado à altapressão (acima de 200 bar, podendo chegar avalores superiores a 2.000 bar), no fimdo tempo de compressão e mesmo durante ode expansão.

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Requisitos do Sistema◦Os requisitos do sistema injetor são:◦ Dosar a quantidade correta de combustível em cada

cilindro, em função da carga e rotação desejadas.◦ Distribuir o combustível, finamente nebulizado, para

facilitar sua mistura com o ar.◦ Iniciar a injeção no instante correto.◦ Injetar o combustível com a velocidade de injeção

desejada (taxa de injeção).◦ Dosar o combustível com taxas de injeção adequadas.◦ Finalizar a injeção instantaneamente, sem provocar

gotejamento ou pós-injeção.

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Unidade de Comando Eletrônica◦ O acionamento da válvula magnética das

unidades injetoras modulares é feito pelaunidade de comando eletrônica. Essa unidaderecebe todos os sinais vindos dos sensoresinstalados no sistema tais como os de posiçãodo pedal do acelerador, de rotação e posiçãodo virabrequim do motor, de pressão etemperatura do óleo e da água. Por meio deseus mapas de calibração, define aenergização adequada da válvula magnéticade forma a promover o início e a duração dainjeção otimizada, sincronizada com a posiçãodo pistão do motor.

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Bicos Injetores◦ Os bicos injetores são componentes de extrema precisão,

responsáveis por nebulizar finamente o combustível nacâmara de combustão do motor. Quanto melhor for apulverização, maior será a eficiência térmica do motor.

◦ Em consequência, se obtém mais economia de combustívelcom menor emissão de gases poluentes.

◦ Os bicos de pino são mais utiliza dos em motores de injeçãoindireta e têm a vantagem de exigirem manutenção menosfrequentes, pois o próprio movimento do pino promove alimpeza dos depósitos. Os bicos de agulha são utilizados emmotores de injeção direta por causa da necessidade demelhor nebulização do combustível. Podem ser utilizadosum ou mais orifícios de pequeno diâmetro, conhecendo-secasos de 12 furos de 0,2 a 0,3 mm.

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Configurações dos Sistemas◦ Para atingir os requisitos, os motores Diesel utilizam um dos

seguintestipos de sistema de injeção:◦ Bomba em Linha: elementos bombeadores montados conjuntamente numa

mesma estrutura que possui um eixo de ressaltos comum para seusacionamentos.

◦ Bomba-Tubo-Bico: Elementos bombeadores associados à linha de injeção eporta-injetor formando conjuntos completos para cada cilindro do motor,acionados por um eixo de ressaltos comum montado no bloco do motor.

◦ Bomba-Bico: Com uma unidade integrada de elemento bombeador e bicoinjetor para cada cilindro do motor, acionada por eixo de ressaltos montadono cabeçote.

◦ Bomba distribuidora ou rotativa: com regulagem mecânica ou eletrônicaque utiliza uma bomba de um único elemento bombeador acoplado a umsistema distribuidor rotativo para dosar o combustível para cada cilindro domotor.

◦ Common Rail: Sistema acumulador que utiliza uma bomba única para acompressão do combustível e elementos dosadores individuais para cadacilindro do motor.

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Sistemas de Bomba Em Linha◦É constituído por uma bombacom eixo de ressaltos e umelemento dosador para cadacilindro. Acoplado à bombainjetora fica o regulador dedébito e velocidade, disponívelnas versões mecânica oueletrônica.

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Sistemas de Bomba Em Linha◦O regulador (2) é um componente dosistema de injeção que regulaautomaticamente as condições de injeção eestabelece a rotação máxima de rotação domotor, evitando a ocorrência desobrevelocidades. Nele são montadas asalavancas que fazem a interface com ooperador do motor-veículo.

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Sistemas de Bomba Em Linha◦A bomba injetora tem afunção de acrescentarpressão ao combustível eenviá-lo ao injetor noinstante mais oportuno ena quantidade desejadapara cada ciclo.

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Sistemas de Bomba Em Linha◦O pistão tem um curso constante definidopelo excêntrico (13). Durante o movimentodescendente do pistão da bomba, ocombustível da galeria, fornecido pelabomba de transferência preenche o volumeformado no cilindro (4). Movido peloexcêntrico (13), o pistão ultrapassa o orifíciode comando no cilindro (4) e estabelece oescoamento do combustível através daválvula (3) e do porta-válvula (1), dirigindo-opara o injetor.

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Sistemas de Bomba Em Linha◦Girando o pistão injetor (5) por meio dahaste de regulagem ou cremalheira (7), orasgo helicoidal de controle descobrirá oorifício de comando em posições diferentesde seu curso, variando o débito decombustível.

◦A válvula de entrega ou de alívio de pressão(3) tem a função de manter o condutor deinjeção cheio de combustível, de tal formaque a injeção resulte praticamente imediata.

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Sistema modular de Bombas Individuais◦ Os sistemas modulares de bombas

individuais controladas eletronicamenteincluem as unidades bomba-bico ebomba-tubo-bico. Esse tipo de sistemamodular tem como vantagens a suaconstrução robusta e compacta,facilitando a obtenção de pressões deinjeção superiores a 2.000 bar.

◦ O seu circuito de alta pressão é bastantereduzido, o que contribui para aobtenção de uma dinâmica de injeçãomais otimizada, alta durabilidade emenores problemas decorrentesda contaminação do combustível.

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Unidade Injetora Bomba-Bico

◦Trata-se de um módulo injetor deum cilindro com bomba de altapressão, bico injetor e válvulaeletromagnética integrados. Suamontagem é feita diretamente nocabeçote sendo acionado pormeio de um balancim acionadopor um ressalto existente no eixode comando do motor.

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Unidade Injetora Bomba-Bico◦ Com a válvula magnética desenergizada, o combustível

entra pelo orifício de admissão e flui através dos dutos internosdiretamente para o orifício de retorno o que possibilita oenchimento da câmara da bomba durante o curso de retorno dopistão impulsionado pela mola de retorno.

◦ No ciclo seguinte, com o pistão impulsionado pelo eixo deressaltos e seu balancim para bombear o combustível e com aenergização da válvula magnética, o circuito de retorno se fechae o combustível à alta pressão é bombeado ao bico. Quando aintensidade da onda de pressão ultrapassa os valores de pré-tensão da mola do bico, o injetor se abre e permite anebulização do combustível na câmara de combustão do motor.Com a desenergização da válvula, abre-se novamente o canal deretorno de combustível, a pressão de injeção diminuirapidamente e a injeção se encerra.

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Unidade Injetora Bomba-Tubo-Bico◦ Outro tipo de sistema modular de bombas

individuais por cilindro é a unidade bombeadoratipo bomba-tubo-bico. De funcionamentosemelhante ao das unidades bomba-bico, ele sediferencia na construção. Nesse caso, o bico ebomba não são integrados num únicocomponente.

◦ Esse sistema tem a bomba de alta pressãomontada no bloco do motor, onde existe tambémo eixo de comando com os ressaltos de injeção.

◦ O conjunto porta-injetor, que contem o bicoinjetor, é montado numa posição centrada nocabeçote do motor. Bomba e injetor são unidospor um curto tubo de alta pressão.

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Sistema Distribuidor/Bomba Rotativa◦Essas bombas compactas ecom um regulador acopladoforam, e ainda são, utilizadasem pequenos tratores emotores de geradores. Suaconstrução compacta e ofato de serem lubrificadaspelo próprio combustíveltraz vantagens de custo,porém as torna muitosensíveis à exposição decombustível contaminadoe/ou mal filtrado.

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https://www.youtube.com/watch?v=_OFr926zdXM&t=1s

Sistema Distribuidor/Bomba Rotativa◦ Nessa bomba injetora, a bomba de

transferência (de palhetas) alimenta umdistribuidor constituído de um cabeçotehidráulico por meio de uma válvula demedição ou dosadora, que controla odébito em função da carga desejada. Ovolume existente entre os êmbolos éalimentado por um canal do cabeçoteque, ao girar, coloca outro canal decomunicação com os injetores de cadacilindro; simultaneamente os êmbolossão empurrados para o centro, peloanel excêntrico.

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Sistema Acumulador/Common Rail◦ A principal vantagem é aliar altapressão de injeção, de mais de 2.000bar, com a possibilidade de realizarinjeções múltiplas (pré-injeção, injeçãoprincipal e pós injeção) e comflexibilidade para ajustar o início deinjeção, de modo a adaptá-los a cadaregime de funcionamento do motor,realizando essas funções compequenas tolerâncias e alta precisãodurante toda a vida útil.

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Sistema Acumulador/Common Rail◦ O processo de injeção é comandado pelaprogramação e mapas armazenados naunidade eletrônica de comando (ECU) queaciona eletricamente cada um dos injetores.

◦ No sistema de injeção Common Rail, aprodução de pressão e a injeção sãofenômenos independentes. A bomba fornececombustível sobre pressão mesmo em baixasrotações do motor. Por outro lado, o instante ea quantidade de injeção são calculados naunidade de comando eletrônico, e oacionamento elétrico dos injetores permiteinjeções com precisão, independentementedas tolerâncias dos componentes mecânicosdo motor.

Prof.: Kaio Dutra https://www.youtube.com/watch?v=dNq8gs2Y-Y8&t=3s

Sistema Acumulador/Common RailBomba de Alta Pressão

◦A bomba de alta pressão tem a função dedisponibilizar combustível suficientementepressurizado em todas as faixas defuncionamento e por toda vida útil do motor.Ela é acionada pelo motor por meio deacoplamento, engrenagem, corrente oucorreia dentada. A sua lubrificação é feitapelo combustível ou pelo óleo lubrificante domotor.

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Sistema Acumulador/Common RailInjetor◦ O instante do início e o volume de injeção são ajustados porintermédio do injetor de comando elétrico. Ele substitui oconjunto injetor (bico e porta injetor) dos sistemasconvencionais de injeção Diesel.

◦ O injetor pode ser dividido em diversos blocos de função,injetor de orifício com agulha do injetor, sistema servohidráulico, válvula magnética e as ligações pertinentes e canaisde combustível.

◦ O combustível é conduzido da ligação de alta pressão (4)através de um canal (10) para o bico, bem como através doestrangulador de admissão (7) para a câmara de controle daválvula (8). A câmara de controle é ligada ao retorno decombustível (1) através do estrangulador de saída (6), que podeser aberto pela válvula magnética.

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Sistema Acumulador/Common RailInjetor◦ Quando o estrangulador de saída está fechado, predomina a

força hidráulica sobre o pistão de comando da válvula,consequentemente, a agulha é pressionada no assento e vedao canal de alta pressão em relação ao compartimento domotor. O combustível não pode fluir para a câmara decombustão.

◦ Na ativação da válvula magnética o estrangulador de saída éaberto. Isso faz com que a pressão na câmara de comando daválvula caia, diminuindo também a força hidráulica sobre opistão de comando da válvula. Assim que a força hidráulica seapresenta inferior àquela sobre o estágio de pressão da agulhado injetor, a agulha se abre para que o combustível possapassar pelos furos de injeção para dentro da câmara decombustão. A quantidade injetada portanto, será proporcionalao tempo de abertura do bico, e por consequência, ao deativação da válvula magnética.

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