Glauco Diniz Duarte Empresa – Quais são os principais atuadores do sistema de injeção common rail

Segundo o Dr. Glauco Diniz Duarte, a necessidade de minimizar a emissão de poluentes e o desejo de aumentar a performance e a economia dos motores. Esses são fatores que têm feito com que as montadoras invistam cada vez mais no desenvolvimento dos veículos e tecnologias. Um exemplo disso foi o surgimento da injeção eletrônica.

Essa grande inovação da área elevou a engenharia de motores a outro patamar. O detalhe é que, por apresentar vários mecanismos de atuação e contar com uma linguagem técnica de trabalho, o sistema de injeção eletrônica costuma se mostrar bastante complexo para muitas pessoas. Mas nada de desespero!

Justamente para facilitar sua compreensão sobre o assunto é que resolvemos preparar este post. Ao longo dos próximos tópicos, apresentaremos um panorama completo sobre esse sistema. Assim, você entenderá do que se trata, como funciona, que benefícios traz e por aí vai. Que tal tirar agora mesmo todas as suas dúvidas? Então, continue com a leitura!

Um resumo da evolução

Para começo de conversa, é mais que válido destacar que o carburador foi o primeiro componente usado para equalizar a mistura de ar e combustível nos veículos. Durante décadas, essa peça esteve presente em modelos populares e esportivos. Era, afinal, a forma mais eficiente que se tinha na época de fazer a dosagem da mistura.

Com o tempo, porém, surgiu a necessidade de melhorar o sistema de alimentação. Isso porque até os carburadores mais evoluídos enfrentavam dificuldades em determinadas situações, tendo baixa capacidade de adaptação à diferentes condições de uso. Para somar, ainda vieram as restrições impostas por leis ambientais de emissão de gases poluentes. Unindo demandas, acabou sendo preciso desenvolver novas opções.

Foi então que, em 1988, surgiu no Brasil o primeiro carro equipado com o sistema de injeção eletrônica de combustível: o Volkswagen Gol GTI. Apresentando uma excelente performance, esse modelo tinha um motor 2.0 de 8 válvulas que gerava 112 CV de potência e quase não apresentava problemas mecânicos.

De olho na novidade, outras montadoras começaram a investir na tecnologia, aperfeiçoando ainda mais os processos de alimentação e gerenciamento do motor. Nos dias atuais, todos os veículos lançados já contam com o sistema. Em alguns modelos é possível alcançar grandes vantagens, como ganho extra de economia, gerenciamento de outras funções do carro e resposta rápida do veículo.

O boom da injeção eletrônica

O carburador faz a injeção de combustível segundo uma regulagem fixa. Já a injeção eletrônica dispõe de vários mecanismos que operam em conjunto para proporcionar a mistura ideal de ar e combustível que será queimado dentro do motor. Tem-se, desse modo, tal sistema como um processo inteligente de monitoramento. Este garante a equalização correta do combustível admitido pelo motor em baixas e altas rotações.

Com isso, eliminou-se a necessidade de afogador, aquele sistema responsável por aumentar a injeção de combustível em situações de partida a frio. Afinal, o gerenciamento eletrônico já realiza a dosagem correta quando o motor se encontra em temperaturas baixas. Tudo isso é possível graças à participação de sensores, atuadores e de uma central de controle chamada Engine Control Unit (ECU).

A utilização da injeção eletrônica em larga escala se deu principalmente pela exigência governamental. Além disso, por campanhas ecológicas para que as indústrias de automóveis diminuíssem o índice de emissão de gases poluentes. Atualmente, segundo a lei do Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA), os veículos novos são obrigados a respeitar os limites de emissão de poluentes determinados pelo órgão. Alguma dúvida de que a injeção eletrônica se sobressairia no mercado?

Os componentes desse sistema

Para conseguir eficiência na injeção, chegando o mais perto possível das proporções ideais da mistura de ar e combustível para todas as faixas de rotação do motor, o sistema conta com diversos componentes. Todos eles operam em conjunto para garantir uma maior performance do motor. Veja agora quais são!

Sensores

São os sensores que passam as informações necessárias para que o sistema de injeção eletrônica consiga realizar suas operações. Esses componentes se encontram espalhados pelo motor em pontos estratégicos de forma a garantir o gerenciamento efetivo do trabalho. Além disso, verificam os parâmetros ideais de funcionamento. Nesse sentido, é possível monitorar variáveis como pressão, temperatura, velocidade e taxa de oxigênio no escapamento.

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Central de informação

A central é o cérebro do motor. É ela a responsável por receber as informações trazidas pelos sensores para fazer o gerenciamento e a conversão dos dados analógicos em digitais. Todas as informações são recebidas e processadas pelo software interno da central. Este é o sistema que analisa os dados e os confronta com os parâmetros previamente estabelecidos pelo fabricante.

Sua principal função é regular o sistema de injeção, equilibrando a dosagem de combustível e ar dentro do cilindro. A ECU controla o tempo de injeção, a abertura da borboleta, a fase de ignição, a emissão de poluentes, entre outros. Lembrando que a central está conectada a todo o sistema e armazena todas as informações em uma memória interna. Isso possibilita verificá-la por meio de equipamento específico para diagnosticar eventuais falhas nos componentes.

Atuadores

Os atuadores estão diretamente envolvidos nos processos de alimentação e queima de combustível. A partir dos comandos gerados pela central, cada componente realiza determinada função dentro do circuito de injeção. Fazem parte desse grupo a bobina de faísca, o motor de passo, o eletroventilador de arrefecimento e a bomba injetora de combustível.

Mecanismos de controle do sistema

Confira, a seguir, os mecanismos de controle que fazem parte do sistema de injeção eletrônica.

Controle da mistura de combustível

No caso dos aceleradores eletrônicos, quando o acelerador é acionado pelo motorista, o sensor de posição do pedal envia um sinal para a ECU que realiza a abertura da borboleta. Nesse processo, a central relaciona os valores enviados pelo sensor de posição da borboleta (TPS) e o sensor de posição do acelerador a fim de garantir a abertura correta. Ao mesmo tempo, outros componentes trabalham em funções distintas para repassar todas as variáveis de funcionamento do motor para a central.

O sensor de massa de ar (MAF) informa à ECU quanto de ar está passado pelo coletor. Com essa informação, o módulo gerencia a quantidade ideal de combustível a ser jogada nos cilindros de forma a manter as proporções perfeitas da mistura. O software utiliza continuamente as informações dos sensores MAF e TPS para regular os pulsos enviados para os bicos injetores.

Outro componente importante é o sensor de oxigênio, responsável por fazer a leitura da quantidade do gás O2 presente no escapamento do veículo. Por meio dessa informação e dos dados enviados pelo sensor MAF, o computador consegue identificar se as quantidades de reagentes estão adequadas, permitindo operar em situações diversas de altitude, temperatura e umidade.

Controle de marcha lenta

Sem o acionamento do pedal de acelerador, a ECU controla a rotação do motor com a ajuda de alguns sensores específicos. Entre eles está o sensor de posição do virabrequim, normalmente um sensor óptico ou de efeito hall que verifica a rotação do eixo virabrequim ou da polia acoplada a essa peça. Com os dados desses componentes, a ECU gerencia a quantidade de combustível que será enviada para a câmara de combustão, analisando a velocidade de rotação segundo a carga do motor.

Um bom exemplo desse processo é o comportamento do motor ao ser acionado o ar-condicionado do veículo. Nesse cenário, haverá um aumento da carga do motor que, consequentemente, reduzirá a rotação do virabrequim. Esse fato será identificado pelo sensor de rotação e comunicado para a ECU.

Em seguida, o módulo enviará um comando para um motor de passo que aumentará a abertura da borboleta, além de mandar pulsos mais longos para os bicos injetores a fim de elevar o volume de combustível. Toda essa dinâmica fará com que a rotação do motor volte a valores ideais de funcionamento.

Esse controle de feedback também está presente nas situações de partida a frio. Nesse caso, ao acionar o motor, o sensor de temperatura do líquido de arrefecimento detecta a temperatura baixa e envia um sinal para a ECU, que fará o ajuste de uma marcha lenta mais alta para esquentar o motor. Graças a esse mecanismo foi possível eliminar o afogador usado em carros carburados.

Controle do ponto de ignição

Em um motor de 4 tempos temos as fases de admissão, compressão, explosão e escape. Nesse contexto, o ponto de ignição está relacionado ao instante entre a compressão e a explosão no ciclo. É nesse momento que o ar e o combustível comprimidos são queimados pelo acionamento da vela de ignição. A vela deve receber corrente elétrica em momentos muito precisos, pois o ponto exato de ignição proporciona um maior aproveitamento da energia da combustão, que será convertida em trabalho.

Nos modelos mais antigos, os distribuidores é que realizavam o chaveamento correto das centelhas. Na época, porém, era comum surgirem falhas no sistema e haver mau funcionamento do motor depois de um certo tempo de uso. Os veículos que passaram a utilizar a injeção eletrônica eliminaram muitos desses problemas, além de aumentarem a performance em quesitos de potência e qualidade de funcionamento.

Tudo isso é possível pela participação de componentes eletrônicos que auxiliam a central no gerenciamento e na otimização do ponto correto de ignição. Esse comando é calculado com base nos sinais fornecidos pelos sensores de rotação, posição da borboleta, fluxo de ar, posição do virabrequim, entre outros.

Não podemos deixar de mencionar que a participação do sensor de detonação é fundamental, pois essa é a peça que informa a central sobre a ocorrência de erros na centelha — como a pré-detonação, ocasionada pela ignição precoce da vela. Ao ser informada pelo sensor de detonação, a ECU consegue atrasar o chaveamento de ignição e evitar a batida de pino.

A importância para o carro

Ao analisar as funções da injeção eletrônica para o funcionamento do veículo, é possível perceber a grande importância que esse sistema representa. Sua utilização evidencia a evolução da engenharia presente nos novos modelos, abandonando antigos componentes e mecanismos falhos e ineficientes. Isso sem falar que essa forma de injeção de combustível garante uma proposta mecânica mais condizente com as causas ecológicas e ambientais.

Os benefícios que pode trazer

Não tem jeito: a injeção eletrônica chegou para ficar no mercado automobilístico. E não é para menos! Esse sistema reúne o aperfeiçoamento de vários mecanismos de operação do motor, deixando para trás antigos problemas e defeitos vivenciados pelos primeiros modelos de veículos.

Além da evolução do sistema de alimentação de combustível, houve ainda a melhoria de funções acessórias, como o controle de marcha lenta e o monitoramento eletrônico do sistema de arrefecimento. Fora que os sistemas de injeção eletrônica estão recebendo cada vez mais tecnologia e inovação em suas funções.

A esse respeito, podemos citar que as centrais de controle de alguns modelos já gerenciam outras funcionalidades, como controle variável de válvulas e sistema de freio ABS. Com isso, é possível alcançar ganhos em performance, economia e aumento da vida útil do motor.

Veja a seguir 5 dos principais benefícios proporcionados pela injeção eletrônica!

Menor emissão de poluentes

Quando a combustão dos reagentes (ar, combustível e oxigênio) é incompleta, os produtos gerados podem apresentar substâncias nocivas ao ser humano, como monóxido de carbono e dióxido de enxofre. Ao ser implantado, o sistema de injeção eletrônica reduziu consideravelmente os poluentes produzidos pela combustão, já que o sistema realiza uma equalização próxima do ideal de ar e combustível.

Partida mais rápida

Como já citamos, a ECU consegue regular a quantidade necessária de reagentes para cada tipo de situação. Desse modo, quando o motor é acionado pela primeira vez no dia ou em épocas de temperaturas mais baixas, a central dispõe a quantidade correta de combustível, eliminando o uso de afogador e garantindo uma partida bem mais rápida.

Eficiência no consumo

Pelo fato de a ECU estar a todo o tempo monitorando as variáveis de estado da combustão do motor, a central consegue balancear a quantidade exata de combustível necessária para a queima ideal. Isso garante uma maior eficiência no consumo, pois diminui excessos de combustível nos processos de combustão, garantindo o aproveitamento completo dos reagentes.

Aumento da economia

A otimização dos processos de combustão traz como consequência o aumento da economia de combustível. Trata-se de fato bem visível em comparação com os modelos carburados. Quando analisados motores de mesma potência, diferenciando-se pela injeção eletrônica ou o carburador, o contraste em relação ao consumo de combustível é bem significativo.

Além disso, vale destacar que há também uma boa redução de custos com manutenções no sistema de alimentação. Isso porque os novos modelos dispõem de mecanismos mais estáveis, que não necessitam de constantes reparos.

Melhor rendimento do motor

A injeção eletrônica também contribui para melhorar o rendimento do motor. A admissão inteligente de combustível faz com que se consiga evitar alguns problemas, como o entupimento das agulhas. Ainda é possível elevar a eficiência da combustão e, consequentemente, aumentar a potência gerada. Além do mais, esse sistema viabiliza uma resposta maior ao acionar o pedal do acelerador, garantindo uma excelente performance do veículo.

Os cuidados a serem tomados

Em primeiro lugar, é preciso pontuar a importância da manutenção preventiva para o sistema de injeção eletrônica. Mantendo essa atividade em dia, o motorista consegue poupar custos com revisões corretivas, além de aumentar a vida útil do motor. O recomendado é passar por esse procedimento a cada 30 mil quilômetros percorridos, ok?

Nessas revisões, deve-se fazer a limpeza dos bicos injetores, a retirada de resíduos de carvão na câmara de combustão, além de uma boa checagem do estado de conservação dos sensores e atuadores. Fora isso, algumas práticas simples podem ajudar positivamente o funcionamento do sistema, minimizando as chances de possíveis problemas. Confira a seguir algumas dicas essenciais:

para ajudar a leitura dos sensores no instante de acionamento do veículo, evite pisar no acelerador a fim de otimizar os processos de análise e gerenciamento da ECU;
em casos de baixa carga da bateria, evite fazer a famosa chupeta, prática que pode danificar os componentes eletrônicos do veículo pela ocorrência de sobrecarga ou inversão de polaridade;
quando houver falha do motor de arranque, não coloque o carro para pegar no tranco, já que esse hábito prejudica diretamente o sistema de injeção eletrônica;
evite fazer a limpeza do motor com jatos de água, pois alguns componentes podem não suportar a pressão;
elimine o hábito de andar com o carro na reserva, porque pouco combustível no tanque aumenta a temperatura e danifica a bomba.