Parte 2 – Sistema de injeção Diesel Common Rail

Nesta segunda e última parte mostraremos os demais componentes e sistemas que integram um projeto de injeção a diesel do tipo ‘Common Rail’, especificamente o elétrico eletrônico. Quanto ao sistema elétrico eletrônico do CRI, iniciemos conhecendo os componentes que fornecem para a unidade de comando eletrônica as informações necessárias para que esta unidade atue e comande os componentes chamados de atuadores, sendo que estes componentes informantes são chamados de sensores.

Assim temos o sensor de rotação, sinal básico para a unidade de comando identificar a rotação do motor e de referência. Outras funções a unidade de comando pode desempenhar a partir deste sinal, como por exemplo, estabilização mais precisa da rotação de marcha lenta. Este sensor do tipo indutivo gera um sinal de onda senoidal onde sua tensão e sua frequência variam em função da rotação. Ele é montado próximo a um disco acoplado ao volante do motor, sendo que este disco é dividido em 60 dentes e são eliminados dois para que durante a geração do sinal haja uma diferenciação do mesmo. Esta ‘falha’ ao passar pelo sensor, a unidade de comando reconhece a referência do 1º cilindro, no entanto a unidade para reconhecer a fase de trabalho do 1º cilindro visto que pelo sinal do sensor de rotação este pode estar em fases distintas e para comandar os injetores de forma correta, ou seja, fornecer o combustível na fase correta de trabalho é necessário outro referencial gerado pelo sensor de fase.

Este sensor está montado de forma a captar através de um dente posicionado no eixo de comando de válvulas do motor um sinal, este de efeito hall indica para a unidade a fase de trabalho correta para que ocorra a injeção de combustível de forma seqüencial. A necessidade de trabalho do motor segundo o desejo do condutor é identificado através do sensor do pedal do acelerador. Este sensor na maioria das aplicações está instalado diretamente no pedal do acelerador, que possui um potenciômetro de pista dupla variando o sinal segundo a posição em que está sendo solicitado.

O potenciômetro de pista dupla permite que a central tenha plausibilidade do sinal, e este é um dos sinais que irá determinar o tempo que o injetor deverá permanecer aberto para injeção da quantidade de combustível necessária. Assim para aprimorar este tempo que resultará nesta quantidade, o sistema pode possuir um medidor de massa de ar de filme aquecido, que gera um sinal elétrico em função do fluxo de ar que por ele passa. Também no fluxo deste ar no coletor de admissão está montado um sensor de temperatura de ar do tipo NTC (coeficiente negativo de temperatura) e assim a unidade tem a informação precisa da massa de ar aspirada pelo motor ou neste coletor. Dependendo da aplicação adotada o sistema poderá possuir um medidor de pressão absoluta com o sensor de temperatura do ar montado em um mesmo componente, e desta forma o sinal gerado será em função da variação de pressão no coletor. Quanto ao sensor de temperatura, o principio de funcionamento e sua função são os mesmos do anterior, ou seja, colaborar na maior precisão do tempo de injeção.

Outros sensores do tipo NTC agregam seus sinais para a unidade de comando com seus graus de importância, e são eles o de temperatura do liquido de arrefecimento, com base neste sinal o tempo de injeção é adequado aos diversos regimes de temperatura que o motor possa operar, o sensor de temperatura do combustível, que além da unidade usá-lo para adequação do tempo de injeção, também se a aplicação for dotada de aquecimento elétrico no filtro de combustível, para evitar em baixas temperaturas à formação de cristais parafínicos. Portanto a referência para que a unidade acione este dispositivo é proveniente dele. Para controle da pressão do combustível no tubo distribuidor (Rail), há um sensor de pressão de combustível instalado no mesmo, que varia seu sinal com a variação de pressão.

Este sinal sendo informado para a unidade, ela irá atuar na válvula reguladora de pressão que dependendo da aplicação está instalada junto à bomba de alta pressão ou no próprio Rail. Esta válvula controla mediante o sinal da unidade o retorno de combustível ao tanque, e o processo é bem simples, pois sem sinal da unidade esta válvula estará em repouso, obstruindo a linha de retorno por ação de uma mola que força uma haste de encontro à sua sede de vedação. Quando a bomba de alta pressão passa a trabalhar, a pressão gerada por ela vence a força desta mola e a haste se desloca de sua sede, e o combustível retorna ao tanque. Porém esta pressão gerada não é suficiente para o funcionamento do sistema, além do que a pressão no Rail será distinta para os diversos regimes de trabalho do motor de acordo com que foi adotado para aquela aplicação, então para ter a pressão adequada a estes regimes a unidade aplica um comando nesta válvula, ou seja, tensão em sua solenóide que faz a haste retornar a sua sede e obstruir o retorno. Fazendo este processo de forma modular, a unidade adéqua o valor da pressão para os diversos regimes de trabalho. Alta pressão Na bomba de alta pressão para algumas aplicações pode haver uma válvula de desativação do elemento, onde a unidade atua sobre esta válvula em condições pré determinadas aplicando a ela um sinal que fará com que o elemento onde está montada deixe de bombear o combustível.

Sendo assim, apenas dois elementos realizam o trabalho de geração de pressão e fluxo para o tubo distribuidor de combustível. O sistema ainda possui o sinal do interruptor de freio e o da embreagem. Ambos são do tipo ‘aberto’ ou ‘fechado’, ou seja, não acionado ou acionado. Quando a unidade recebe estes sinais, deste ou daquele, ela assume estratégia na injeção de combustível que envolve tanto segurança, quanto conforto para o condutor ao dirigir o veículo. Como já vimos acima a válvula reguladora de pressão é um dos atuadores do sistema.

O outro é o injetor, e ele possui uma válvula eletromagnética na grande maioria, que ao receber um sinal da unidade de comando libera o fluxo de combustível para retorno ao tanque através de um orifício onde uma esfera sem este sinal bloqueia esta passagem por ação de uma mola. Com isto ocorre uma queda de pressão na parte superior do pistão de comando da válvula e desta forma a pressão na agulha do injetor, que está na outra extremidade vence a força de uma mola e se desloca de sua sede de vedação, deixando com que o combustível entre de forma pulverizada e na quantidade exata pelo tempo em que a válvula eletromagnética do injetor permanecer com o sinal da unidade.

Assim com os recursos da eletrônica é possível ter uma pré injeção, a injeção principal e até se for necessário, uma pós injeção. Estas situações dependem da aplicação e do projeto solicitado pela montadora perante o fornecedor. A unidade de comando pode comandar outros atuadores como, por exemplo, a válvula de recirculação dos gases de escapamento (EGR). Assim em condições pré definidas pela unidade ela atua nesta válvula fazendo com que parte dos gases de escape retorne ao coletor de admissão e consequentemente aos cilindros que acabam absorvendo, diminuindo a temperatura e reduzindo os óxidos de nitrogênio (NOx). Ela pode comandar também atuadores como as velas de aquecimento, que aquecem o ar na câmara de combustão em temperaturas baixas para ajudar no processo de trabalho do motor, a unidade pode atuar nos eletro ventiladores do radiador e no sistema de turbo alimentação. Existem mais variantes tanto para sensores quanto para atuadores e vimos agora grande parte e os principais deles. Abrangemos desta forma as várias possibilidades de variantes, mas o importante é ao analisarmos um veículo, entendermos a função de cada componente independente desta variedade na aplicação. Espero que as informações ajudem os colegas e que contribuam no seu dia a dia dentro da oficina.

Desejo a todos muito sucesso e até uma próxima!