Sistemas de Injecção

Circuito de Combustível - Sistema de Injeção

 

O sistema de injeção é um sistema complexo, composto por vários componentes que funcionam em conjunto com o objetivo de levar o combustível, gasóleo ou gasolina, à camara de combustão do motor.

Considerando um sistema Diesel atual, ao contrário do que é usualmente assumido, o sistema de injeção não é composto apenas pela bomba injetora, régua de injeção e injetores common rail. O sistema de injeção é muito mais complexo e pode ser dividido em dois circuitos secundários, circuito de baixa pressão e circuito de alta pressão.

 

Circuito de combustível

Na Imagem 1, é apresentada uma representação esquemática de um circuito de combustível completo, neste caso um sistema Bosch de uma viatura pesada.

Imagem 1 - Sistema de combustível completo

 

Conforme referido anteriormente, o sistema de combustível, pode ser dividido em dois sub-circuitos.

 

Na Imagem 1, representado pelas linhas a azul e com um “L” está identificado o circuito de baixa pressão. Este engloba todos os componentes desde o depósito de combustível até à bomba de alimentação, as linhas de retorno da bomba de alta pressão, da régua de injeção e dos injetores.

 

Representadas a vermelho e com um “H”, está o circuito de alta pressão. Este começa na bomba de alta pressão, seguindo para a régua de injeção e por fim até aos injetores.

 

De forma sucinta, a função de cada um dos componentes está descrita de seguida.

 

Régua de injeção - Distribuir uniformemente e a pressão estável o combustível para os injetores, atenuando picos de pressão.

 

Válvula controladora de pressão – Limitar pressão atingida pela régua de injeção;

 

Injetor – Pulverizar o combustível para dentro da câmara de combustão, atomizando-o;

 

Bomba de alta pressão – Elevar a pressão do combustível;

 

Sensor de pressão da régua – Monitorizar a cada instante a pressão atingida na régua;

 

Bomba de alimentação – Fornecer combustível a pressão adequada para bom funcionamento do sistema de alta pressão;

 

Pré filtro e Filtro de combustível – Filtrar o combustível para a bomba de alimentação e circuito de alta pressão;

 

Tanque de combustível – Armazenar combustível;

 

Unidade de comando do motor – Receção de dados dos vários sensores e aturadores para controlo de todos os componentes.

 

 

Logo, mantendo a mesma área de contacto dentro do mecanismo gerador de pressão (bomba de alta pressão), para passarmos dos 200 bar para os 3000 bar, os êmbolos/elementos que comprimem o combustível têm agora que aguentar uma força 15 vezes superior.

Com isto em consideração, é inerente que a manutenção de um automóvel é cada vez mais importante. Ao que diz respeito o sistema de combustível, os pontos a ter atenção são simples.

 

A LD Auto recomenda que sejam sempre seguidos os planos de manutenção recomendados pelos fabricantes;

Utilizar filtros de combustível de boa qualidade;

O combustível é responsável pela lubrificação das partes móveis do sistema, pelo que é importante utilizar combustível de qualidade e isento de contaminantes como água ou partículas.

Em caso de contaminação, para evitar problemas graves e reparações que obriguem a substituição de componentes do sistema, se diagnosticado atempadamente, os componentes do sistema de combustível podem ser reparados. Sendo depois importante eliminar a origem dos problemas e limpar todo o circuito de combustível, incluindo depósito e tubagem.

 

Avarias mais frequentes – Componentes internos

Até aqui o foco tem sido a bomba de alta pressão por ser o elemento que eleva a pressão do circuito e sem ela, nenhum dos outros componentes consegue executar a sua função.

De seguida são apresentadas avarias reais de alguns componentes de um injetor Bosch de válvula magnética, guia, bico e agulha. Por fim é apresentado uma das causas que pode originar o aparecimento de fugas numa bomba injetora common rail de uma viatura ligeira.

 

Conjunto válvula - Guia

A guia é um dos componentes responsáveis pelo funcionamento e retorno do injetor. Deve ter-se atenção à zona de contacto entre as duas partes do componente, marcado a azul, mas ter especial atenção ao estado da parte superior da guia, marcado com a seta vermelha na Figura 2.

Imagem 2 - Conjunto de Válvula novo e com avaria

Na Imagem 2, no primeiro conjunto de 3 fotografias é apresentada uma guia em muito mau estado. Na fotografia da esquerda verifica-se que a guia está bastante contaminada com resíduos e o material está oxidado. A fotografia central mostra que a guia já tem um elevado desgaste em toda a sua superfície, sendo particularmente acentuado na zona côncava onde é feita a vedação pela esfera. É normal que uma guia usada possua um maior desgaste na zona de trabalho da esfera, contudo não é tolerável que seja tão acentuado, nem irregular como acontece nesta situação. É visível ainda a presença de fendas que atravessam a zona de vedação, assinalado a vermelho na terceira fotografia. Uma guia em mau estado pode dar origem a vários sintomas, sendo o mais comum, o excesso de retorno nos injetores.

No último conjunto de fotografias da Imagem 2, é apresentada uma guia em bom estado. As várias zonas do componente são regulares e a zona critica, assinalada com uma seta vermelha indica a sede onde a esfera assenta. Esta zona é crítica, pelo que o desgaste tem que ser mínimo e não são admissíveis irregularidades.

 

Bico de injetor

O bico do injetor é um dos componentes responsáveis pela quantidade de combustível injetado na câmara de combustão, mas também pela geometria do jato que é pulverizado. Pelo que tem influencia não só nos consumos da viatura, potência mas também nas emissões da mesma.

Imagem 3 -Bico de injetor

Na Imagem 3, são visíveis bicos de injetores com problemas distintos. Do lado esquerdo estão dois bicos deformados, dependendo do nível de deformação (externo e interno), o defeito pode ser apenas estético ou também funcional, afetando o funcionamento do componente. Do lado direito está um bico danificado e com os furos deformados, os sintomas da viatura podem ser vários, desde fazer demasiado fumo devido a excesso de débito ou spray deficiente e fraca atomização de combustível, injeção ruidosa, pode no cenário oposto ter falta de potência, ou até impedir o funcionamento ou arranque da viatura.

 

O bico do injetor tem no seu interior um segundo componente, a agulha, apresentada na Imagem 4.

Imagem 4 - Agulha de Injetor

Na fotografia de baixo na Imagem 4, é visível o aspeto de uma agulha com sinais severos de gripagem devido a lubrificação deficiente e combustível contaminado.

 

No que às bombas de injeção diz respeito, um problema encontrado com alguma regularidade é a falta de estanquicidade do componente.

Imagem 5 - Bomba de Alta Pressão CP1

 

 

Na Imagem 5 é apresentada uma bomba Bosch common rail com este problema. Com o funcionamento da bomba, principalmente a temperaturas elevadas, o O’ring que faz a vedação da linha de combustível degrada-se conforme visível na fotografia do lado direito originando fugas. As gerações posteriores possuem uma válvula de corte de combustível para um dos elementos da bomba que possibilita reduzir o consumo da viatura em situações de menor carga, baixando também a temperatura de funcionamento da mesma.

 

Sugestões - Diagnóstico ao sistema de baixa pressão

 

Através da análise da Imagem 1 verifica-se que o circuito de baixa pressão possui um grande número de ligações e componentes, no entanto a sua análise em diagnóstico é frequentemente negligenciada. No entanto, estando o sistema de baixa pressão a montante do de alta pressão, o seu bom funcionamento está diretamente relacionado com o correcto funcionamento do circuito de alta pressão e motor. Na grande maioria das situações de avaria, a unidade de comando do motor não associa os erros registados aos componentes do sistema de baixa pressão, apontando quase sempre para componentes do circuito de alta pressão, mesmo quando o seu mau funcionamento se deve a alimentação insuficiente ou outros problemas a montante.

 

Em caso de avarias no sistema de alta pressão, a LD Auto recomenda que em primeiro lugar seja verificado o funcionamento do circuito de baixa pressão. A fim de verificar se a bomba de alta pressão está a ser corretamente alimentada devem ser realizadas as seguintes verificações:

 

  • Estado do filtro de combustível, procurar por resíduos, limalha, presença de água;
  • Garantir que a entrada do depósito para circuito, vulgo “chupador”, não se encontra obstruído;
  • Verificar se não existe ar no sistema;
  • Medir a pressão do circuito antes da bomba de alta pressão, salvo algumas exceções, a pressão deve encontra-se entre os 2,0 bar e 3,0 bar.

 

 

Sugestões - Diagnóstico ao sistema de alta pressão

 

Garantindo o funcionamento do circuito de combustível de baixa pressão, se o problema persistir, devem ser analisados os componentes do circuito de alta pressão. Nesta etapa é de extrema relevância o bom conhecimento do sistema, conhecer valores característicos e a influência que cada parâmetro exerce sobre os restantes.

 

De seguida são apresentados alguns sintomas comuns e verificações que devem ser realizadas a fim de diagnosticar a origem do problema. Devemos no entanto de ter em atenção que cada viatura é um caso particular e que o diagnóstico tem que ser adaptado a cada situação.

Para além do bom conhecimento do sistema, em situações mais complexas, o conhecimento e utilização avançada da máquina de diagnóstico é fundamental, bem como a leitura e interpretação dos valores reais do sistema.

 

Após intervenção de um componente, o mesmo tem que ser testado em banco de ensaio. Esta é a única forma de garantir que os valores de funcionamento são os correctos em cada condição de funcionamento e que não existem problemas impercetíveis de identificar apenas com uma análise visual.