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Sat10252014

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Sistema de alimentação mecânica a diesel exige cuidados acima da média

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O equipamento aperfeiçoado nos anos 20 permitiu a popularização dos motores movidos a óleo pesado derivado de petróleo em veículos automotores

Este mês o jornal Oficina Brasil traz dicas e informações sobre os sistemas de injeção diesel mecânicos encontrados nos veículos utilitários e caminhões, com o auxílio do instrutor técnico José Carlos Pereira Omil (o professor Omil) da escola Senai Conde José Vicente de Azevedo, localizada no bairro do Ipiranga em São Paulo.


Um dos pontos críticos do protótipo movido a diesel de 1893 era o sistema de alimentação

História
O final do século XIX ficou marcado com a criação do primeiro motor a combustão interna por auto-ignição, batizado de “motor a diesel”. Seu criador, Rudolf Diesel, conseguiu elevar o nível de desenvolvimento do motor a pistão a um patamar jamais visto até então, permanecendo com os mesmos princípios de funcionamento até os dias atuais. O protótipo de 1893 apresentou rendimento superior a todos os propulsores da época, porém o maior problema se deu em relação ao dispositivo de alimentação. Como o motor a diesel necessita ter alta taxa de compressão para entregar um satisfatório funcionamento, logo o sistema de injeção passa a ser o “ator principal” desta história. A solução encontrada era excessivamente grande, pesada e cara, a inviabilizar a utilização em veículos automotores.


Imagem de uma antiga bomba injetora produzida por Bosch

Nos anos 20 este problema foi solucionado pelo industrial e inventor alemão Robert Bosch, fundador da atual Robert Bosch GmbH. Ele criou um módulo injetor relativamente compacto e de alto desempenho, com bom aproveitamento do combustível. Os custos menores de produção permitiram a inserção em massa nos veículos da época. As primeiras fabricantes a se interessarem pela então nova tecnologia denominada de bomba injetora foram Mercedes-Benz e Peugeot.

Com o passar dos anos os motores a diesel vieram para ficar e o reparador que conseguir adaptar este tipo de serviços a sua realidade, encontrará um filão de renda extra.

Funcionamento
Para que um motor a diesel funcione perfeita­men­te, o combustível de­ve­rá ser introduzido progres­si­va­mente na câmara de combustão na quantidade estequiometricamente correta (proporcionalidade entre débito de combustível e quantidade de ar admitida) e no momento exato ou “timing” (ponto de injeção APMS – Antes do ponto morto superior), seja no interior do cilindro  (injeção direta no topo do pistão) ou via pré-câmara no cabeçote (injeção indireta), para que posteriormente essa massa gasosa (ar comprimido) sobre elevadíssima pressão e temperatura inicie esponta­nea­mente a queima do combustível (auto ignição).

A função de controle de dosificação que é realizada sob as condições de rotação e carga (esforço ao que o motor é submetido) do conjunto motriz, são de responsabilidade do conjunto bomba-regulador de rotação, sendo que este último efetua também o controle da rotação de marcha lenta, rotação máxima, débito na partida à frio e parada do motor, cabendo à bomba injetora a exclusividade do momento da injeção.

Para conseguir este feito foram criadas as bombas injetoras, que consistem em um módulo ou equipamento que pode ser puramente mecânico, ou até mesmo eletrônico no caso dos motores atuais.


Caminhonetes com a “bomba aberta” no intuito de obter ganho na potência: Padrões fora do original podem resultar em poluição excessiva e funcionamento irregular

O desafio num sistema de alimentação diesel é conseguir fornecer com exatidão a quantidade de combustível aliado ao “timing” (tempo APMS) correto. As irregularidades no funcionamento do conjunto bomba-regulador de rotações poderão acarretar vários danos ao motor como: falhas, perda de potencia e torque, aumento na emissão de gases poluentes, carbonização na cabeça dos pistões e, numa condição mais crítica, lavagem dos cilindros (remoção da película lubrificante das paredes do cilindro), ocasionando fortes escoriações ou até travamento dos êmbolos (pistões) nos cilindros.

Curiosidade

O tempo de injeção em um motor a diesel compacto utilizado em veículos leves está compreendido entre 1 (um) milésimo de segundo, com o volume unitário próximo a uma gota de combustível. Isso explica o alto rendimento quanto a performance entregada e a boa autonomia conseguida em comparação a outras fontes de energia.

Tipos de bombas injetoras e principais componentes
As bombas injetoras mais encontradas na linha automotiva são:

- Tipo “CAV” (rotativa): Foi largamente utilizada em motores estacionários e al­gu­mas aplicações veiculares, a per­mitir aplicação em faixa de potência moderada. É apenas pro­duzida para aplicações agrí­colas, industriais e es­ta­cio­nárias.

- Tipo “VE” (rotativa): O tipo construtivo é rotativo.
Assim como a CAV, a faixa de potência e capacidade de injeção deste modelo é limitada a motores de até 200cv. Alguns exemplos de aplicação são Agrale Volare W8, nova Ford F-4000, Mercedes-Benz 710 e 1620, entre outros. Pode ser considerada como um modelo obsoleto, porém em alguns veículos ainda consegue se enquadrar no CONAMA Fase V (Euro III) quanto a emissões de gases poluentes e fumaça preta.


Bomba “CAV”: Tipo construtivo compacto gera limitação no fornecimento da pressão de injeção e volume de diesel (débito limitado)


Bomba “VE” rotativa em bancada de testes Bosch

Dica Inspeção Veicular:
O teste de verificação da rotação de corte realizada pela Controlar nas inspeções existe para “desmascarar” a falta de débito de combustível, caso a bomba injetora tenha recebido ajustes que limitem o curso/débito total de diesel para o motor, para consequentemente emitir menor quantidade de fumaça. A princípio esta ação poderá parecer vantajosa, pois não há custos envolvidos, porém uma oficina que se preze deverá evitar esta atitude e diagnosticar a fundo os motivos do possível fornecimento incorreto de combustível.


Esta bomba possui a vida útil menor em comparação as bombas em linha (tipo “A” e “P”), devido ao próprio óleo diesel ser o agente lubrificante do sistema. Segundo o professor Omil, “seria interessante se esta bomba possuísse um sistema de lubrificação interna a utilizar o óleo do motor”. Caso o veículo seja abastecido com diesel contaminado (água ou detritos), danos irreversíveis as peças internas de todo o conjunto poderão surgir.
A vantagem fica por conta do menor tamanho, que favorece maior agilidade nas acelerações, com menor inércia e maior velocidade de injeção.
Atenção: A tubulação de saída das bombas rotativas deverá respeitar a ordem de giro/injeção! Muito cuidado no momento da montagem.

- Tipo “A” (em linha): Es­tru­turalmente ela remete a uma “usina”, com injetores individuais e proporcionais ao número de cilindros do motor. Ela supre desde motores com pouca cavalaria até os 230cv. Os elementos bombeadores podem ter o diâmetro do êmbolo de até 9,5mm.
- Tipo “P” (em linha): Esta é muito semelhante à bomba do tipo A, porém as dimensões internas são maiores, a exemplo do diâmetro do êmbolo dos elementos bombeadores, que pode variar de 10 a 13mm dependendo da aplicação, para suprir potências partindo dos 260cv, podendo chegar aos 410cv em alguns casos como exemplo o cavalo mecânico Mercedes-Benz 1935 e 1941, Scania 11 e 12 litros, Volvo série N, NL10 e NL12. Quanto maior o diâmetro do êmbolo bombeador, maior o débito (envio) de diesel aos bicos injetores.


Bomba “A” utilizada nas antigas Ford F-1000 pode ter o funcionamento suavizado


A bomba “P” é a de maior dimensão utilizada na linha pesada (caminhões)

Dica técnica Bomba tipo A
Para diminuir em até 80% os solavancos característicos nas baixas e médias rotações na antiga Ford F-1000 (a qual utiliza este tipo de bomba), substitua os varões de aceleração por um sistema de cabo de aço! Segundo o professor Omil, “o sistema com varão deixa a resposta da bomba muito arisca, a favorecer o surgimento dos solavancos”.
Estes solavancos  tem origem na característica construtiva do regulador, chamado de RS, que só controla a rotação de marcha lenta e de rotação máxima. As rotações intermediárias não são controladas por ele e dependem da sensibilidade do condutor ao pisar no acelerador, podendo em alguns momentos causar este desconforto.

Curiosidade

A grande vantagem das bombas do tipo A e P se refere à preservação de um número considerável de componentes internos, devido o óleo do motor ser o agente responsável pela lubrificação. Lembre-se de manter o óleo do motor dentro dos prazos de troca, assim como os respectivos filtros, para garantir a máxima proteção.




Bomba alimentadora
Existem duas maneiras de enviar o diesel contido no tanque até a bomba injetora. A primeira opção é por gravidade, onde o tanque é posicionado acima do motor e o combustível flui naturalmente. Esta solução é utilizada em motores de baixa potência.

A segunda e mais utilizada opção na linha veicular é a adoção de uma bomba alimentadora, responsável em succionar o combustível do tanque e enviá-lo a bomba injetora, gerando juntamente com os outros componentes que fazem parte do sistema de baixa pressão, valores entre 1,5 a 3,5 bar. A bomba injetora por sua vez envia o diesel a uma pressão máxima (pico) que inicia a 900bar e pode chegar a mais de 1.300 dependendo da aplicação.
A peça detém também um dispositivo manual para sangria e retirada do ar contido na linha de combustível, muito comum em casos de acabar o combustível ou manutenção do equipamento.

Dica Técnica Bomba Alimentadora: Antes de se realizar qualquer reparo no sistema de alta pressão, verifique se o sistema de baixa pressão está operando corretamente, através da medição da pressão da galeria de combustível com um manômetro! Os valores devem ser de 1,5 a 3,5 bar, dependendo do veículo. Se os valores apresentados forem inferiores, verifique os componentes do sistema (tanque, tubulações de saída e retorno de combustível, filtros, bomba alimentadora, válvula de retorno da galeria, entre outros).

LDA

O LDA é um corretor de débito de diesel em função da carga de pressão de sobre alimentação do turbo. Ele pode ser adaptado nas bombas do tipo “A”, “P” e “VE” desprovidas da solução. Esta poderá ser uma das saídas para que o motor diminua substancialmente a emissão de fumaça preta e gases po­luen­tes. A inserção em massa do equipamento surgiu nos anos 80.


Bomba alimentadora garante que as galerias internas da linha de injeção da bomba injetora estejam sempre abastecidas


Corregedor de débito (LDA) faz o ajuste fino da quantidade de diesel enviado pela bomba ao motor

Funcionamento: O LDA é responsável pelo ajuste fino de débito em acordo com a condição de uso do veículo. Ex: Imagine um caminhão carregado em um aclive. Nesta condição o condutor deverá “afundar o pé” para vencê-lo e o LDA permitirá o envio da quantidade de diesel necessária.

Agora imagine que o aclive se foi e uma longa planície toma conta da estrada: Nesta situação, mesmo que o condutor esteja com o “pé na tábua”, o LDA limitará o envio de diesel, pois não haverá a necessidade de débito máximo nesta condição.

Outro componente que surgiu para um controle mais efetivo na emissão de fumaça preta e que foi inserido nas bombas tipo “P” é o regulador tipo RQV-K. Este é um componente extremamente sensível em termos de dosificação de combustível, às variações de rotação e carga.

Alimentação eletrônica x alimentação mecânica
Assim como nos automóveis dos anos 90, a linha pesada vive uma atual virada de página. Da virada do século para cá a eletrônica passou a dominar os brutos e assim como a evolução chegou, os novos problemas também! Basta visualizar a divisão “pesada” do fórum em nosso site (www.oficinabrasil.com.br). Diversas dúvidas surgem a cada dia, em função de fatores, como a falta de oficinas especializadas em motores eletrônicos, fal­ta de equipamentos ade­qua­dos (incluindo scanners apropriados), etc.
Na prática tanto o consumo quanto a performance entregue são semelhantes nos dois tipos. Logicamente, os esforços dos projetos mais recentes estão naturalmente focados no aprimoramento dos motores eletrônicos.

O custo de manutenção do mecânico ainda é inferior ao eletrônico, porém a capacidade do controle das emissões de gases poluentes e fumaça preta é mais precisa no caso da segunda opção citada.

Identificação e codificação da bomba alimentadora e injetora
Ex: Bomba alimentadora FP / K E 22 A D 223 / 4
FP = Significa que a peça é uma bomba alimentadora
K = De acionamento mecânico do êmbolo
E = Excêntrico ou ressalto
22 = Diâmetro do êmbolo em mm
A = Bomba injetora onde é utilizada
D = Letra de modificação
223 = Número de reconhecimento
4 = Índices de peças faltantes

Ex: Bomba Injetora PES 6 A 90 D 410 R S2596 X
PES = Significa eixo de comando próprio / S = Fixação mediante flange lateral
6 = Número de elementos bombeadores
A = Classe dos elementos (referente a dimensões / tipo da bomba)
90 = Diâmetro dos elementos (dividido por 10)
D = Letra de modificação
410 = Número de montagem
R = Sentido de giro (R – Right / Direita e L – Left / Esquerda)
S2596 = Número de reconhecimento (para aquisição de peças de reposição)
X = Alteração do débito máximo

Falta de peças
Segundo fontes do mercado, a Bosch detém mais de 90% do mercado de reposição dos componentes utilizados nas bombas injetoras nacionais. A aquisição pode ser feita através das lojas de autopeças (especializadas), que adquirem dos grandes distribuidores. Em determinados itens não há a pronta entrega e o prazo para recebimento chega há 30 dias.

Por isso a manutenção preventiva está mais importante do que nunca, principalmente a se tratar de um motor a diesel, que possui os componentes com elevado custo em comparação a motores do ciclo Otto. Isso sem falar no prejuízo o qual um veículo comercial apresenta a cada dia parado na oficina!

Cursos

Para o profissional que está antenado as novas tendências do mercado e não quer perder nenhuma oportunidade de trabalho, a escola disponibiliza o curso sobre o tema. Para maiores informações, ligue (11) 2066-1988 ou acesse o site www.sp.senai.br/automobilistica.
Para as demais regiões do país acesse o site www.senai.br e descubra a unidade mais próxima!

Confira também a matéria no OB Digital!

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