Parte 1 - Sistema de Injeção Diesel Common Rail

Para entendermos facilmente o sistema Common Rail , vamos dividi-lo em dois, sistema de alimentação de combustível e sistema elétrico/eletrônico. Nesta edição vamos abordar o sistema de alimentação de combustível e, no próximo mês, falaremos sobre o sistema elétrico/eletrônico.

O CRI possui diversas vantagens em relação aos sistemas convencionais de injeção diesel como, mais econômico, melhor dirigibilidade, maior conforto, melhor desempenho, baixa emissões de gases, maior versatilidade, menor nível de “ruído” entre outras. Além disso, a eletrônica possibilita uma enorme gama de funções que podem, por exemplo, proteger o motor no caso de pane durante a operação, ou no caso de alguma falha no próprio sistema de injeção.

Nesta situação ocorre um alerta no painel de instrumentos, indicado por uma lâmpada. Sistema de alimentação de combustível No sistema de combustível existem variações de componentes de veículo para veículo, ou seja, cada aplicação possui seu sistema adequado desta forma há configurações e um emprego de numero de peças distintas, porém com principio básico de operação bastante semelhante.

Essas diferenças não significam que haja pelo emprego de mais componentes ou diferentes i, um sistema melhor que o outro e sim que ele está perfeitamente aplicado às necessidades daquele motor em que está montado. O sistema de combustível é composto por dois circuitos, ou seja, o circuito conhecido como de baixa pressão e o circuito de alta pressão. O circuito de baixa pressão é formado pelo tanque de combustível, filtro de combustível e uma bomba de engrenagens.

Este circuito tem a função de fornecer desde a partida e durante todo o período de funcionamento do motor, combustível para a bomba de alta pressão.

O filtro de combustível tem a função de reter impurezas na sua forma sólida para que não entrem em contato com os componentes mecânicos do sistema protegendo os mesmos de danos, vale lembrar que na maioria dos sistemas o óleo diesel alem de ser o combustível para o motor também é o lubrificante para os componentes do sistema, assim ele é um elemento de extrema importância e deve receber atenção tanto para o período de substituição quanto na sua aplicação, determinados pelo fabricante.

Outro detalhe é a questão de drenagem de água que nele se acumula com o tempo, apesar de na maioria dos casos haver uma lâmpada indicadora no painel da presença de água é importante que o proprietário do veículo faça este processo com certa periodicidade, antecipando a este alerta, que indica o momento critico.

A bomba de engrenagens funciona de maneira simples, são duas engrenagens que giram em sentidos opostos onde de um lado está a aspiração do combustível e do outro a saída do mesmo com pressão controlada por uma válvula mecânica interna.

A bomba de engrenagens pode estar acoplada à própria bomba de alta pressão, assim ela é acionada pelo eixo de acionamento da mesma ou ela pode estar montada separadamente, diretamente ao motor e ser acionada através de mecanismos por ele, esta variável depende da aplicação, o combustível que ela faz circular vai alimentar os elementos da bomba de alta pressão.

Ainda no circuito de baixa pressão há outras possibilidades de variantes conforme comentamos no inicio da matéria desta for ma alem do circuito apresentado (tanque de combustível, filtro de combustível e bomba de engrenagens), este pode conter uma bomba elétrica de combustível que tem a função de alimentar a bomba de engrenagens com uma vazão e pressão constante.

Ao ligar a chave de contato ela é pré acionada e pós partida continua em funcionamento com vazão independente da rotação do motor, esta bomba pode estar montada dentro do tanque ou logo após ele. Também outra variante no circuito de baixa pressão de combustível, é o emprego de um sistema de aquecimento do próprio combustível por um pré aquecedor elétrico, montado antes do filtro de combustível ou no próprio filtro ou ainda pode haver um circuito paralelo de combustível dentro do filtro por onde passa o retorno de combustível do circuito de alta pressão que está com alta temperatura.

Com isso, se evita a formação de cristais parafínicos em baixas temperaturas ambientes. Mais outra variante que pode compor o circuito de baixa pressão é o dispositivo de parada, acionado ao desligar o veículo ele impede a circulação de combustível mesmo com a rotação do motor ainda em queda. Alta pressão O circuito de alta pressão de combustível é composto pela bomba de alta pressão, o tubo distribuidor (Rail) e os injetores.

A bomba de alta pressão possui três elementos (três pistões), que recebem o combustível do circuito de baixa pressão, estes elementos são acionados por um eixo excêntrico o qual é acionado pelo motor do veículo através de engrenagens, o combustível entra na câmara do pistão através de uma válvula de entrada e ao movimento de deslocamento do pistão este combustível é pressionado assim, ocorre o fechamento da válvula de entrada impedindo o retorno do combustível para o circuito de baixa ao mesmo tempo em que se abre a válvula de saída que dá acesso ao tubo distribuidor. Este processo ocorre em cada elemento, fornecendo a quantidade suficiente e pressão para qualquer regime de trabalho do motor.

Com este sistema a pressão gerada independe da rotação do motor, mas a pressão de combustível no tubo distribuidor depende do regime de trabalho do motor sendo assim é necessário o controle desta pressão que varia na faixa de 300 a 1600 bar aproximadamente e o controle é feito pela unidade de comando atuando na válvula reguladora de pressão. Esta válvula ao controle da unidade pode variar a pressão através do retorno do circuito de alta pressão, ou seja, liberar mais ou menos o fluxo deste retorno interferindo na pressão no tubo distribuidor de combustível ou variar o volume de combustível na entrada para os elementos da bomba de alta pressão. No primeiro caso esta válvula pode estar montada na bomba de alta pressão ou pode estar montada no próprio distribuidor de combustível, depende da aplicação.

Para que a unidade de comando em qualquer dos casos altere a pressão através da válvula reguladora, ela necessita de um sinal que indique qual é a pressão de trabalho que está no tubo distribuidor de combustível, esta informação é dada pelo sensor de pressão do rail, que gera sinais elétricos diferentes a cada pressão nele exercido, assim a unidade de comando pode determinar para todos os regimes, a pressão exata que o sistema necessita.

No circuito de alta pressão de combustível, dependendo da aplicação, no tubo distribuidor se tem montada uma válvula limitadora de pressão, é uma válvula de segurança que caso ocorra uma sobre pressão, ela libera o fluxo para o retorno do sistema, normalmente de atuação mecânica, onde este excesso de pressão vence a força de uma mola que desloca um pistão de seu estado de repouso (vedação) para liberação de fluxo.

O tubo distribuidor (rail) tem como função acumular o combustível sobre pressão disponibilizando de forma uniforme aos injetores de combustível. Os injetores estão ligados ao tubo distribuidor por tubulações sendo que na saída para cada um deles existe o limitador de fluxo, de acionamento mecânico ele tem a função de proteger contra possíveis fugas ou pelo injetor ou pela sua tubulação de combustível, impedindo a passagem do mesmo devido à diferença de pressão.

Dependendo da aplicação, na bomba de alta pressão pode ser encontrado um dispositivo chamado de válvula de desativação do elemento, esta válvula está montada em um dos três elementos da bomba de alta pressão e tem por finalidade em situações definidas fazer com que o fluxo de alimentação daquele elemento não ocorra, deixando que o mesmo siga para o retorno, desta forma aquele elemento não gera pressão, com isto em situações como de marcha lenta pode se ajustar um volume adequado ao regime bem como não gerar temperatura alta no combustível em situação desnecessária.

No retorno de combustível do circuito de alta pressão, pode ser encontrado também, próximo ao tanque, uma tubulação em forma de serpentina, isto ajuda a abaixar a temperatura do combustível antes de voltar ao tanque.