704Gerenciamento de motores Diesel SistemaCommonRail o sistemadeinjeoacumulador"Com-mon Rail" torna possvel integrar o sistema deinjeonomotor Dieseljuntocomam-pliaesdefuncionamentoeconseguir grausdeliberdadeadicionaisparadefinir o processo de combusto. Acaractersticaprincipaldosistema CommonRal quea pressode injeo pOdesergeradaindependentementeda rotao do motor e do dbito. Isso o caso apenas no sistema Common Rail e no em todos os sistemas acionados por ressaltos descritos anteriormente. Estrutura do sistema O desacoplamento da gerao de presso e da injeo se efetua mediante um volume acumulador. Esse volume. que essencial para o funcionamento, composto de um tubodistribuidorcomum(CommonRail), os tubos e os injetores (vide fig.). Uma bomba de pistogeraa altapres-so;em veculos utilitrios ela construda em parte como bomba em linha e em geral como bomba de pistesradiais. A bomba pode trabalhar com picos de torque reduzi -dos, o que alivia nitidamente o acionamen-toda bomba.Embombas dealta presso de veculos de passeio a presso desejada do rail reguladapor umavlvularegula-dora de presso montada na bomba ou no raile,paraveculosutilitriosbemcomo para a segundageraoparaveculosde passeioporumaregulagemdedbito do lado de aspirao. Com isso a temperatura do combustvel no sistema reduzida. A presso de sistema gerada pela bom-badealtapressoereguladaporumcir-cuitode regulagemdepresso aplicada aosinjetores.Oinjetor.comopea-chave dosistema,temafunodeintroduziro combustvelcorretamentenacmarade combusto.Numinstanteprecisamente definido, a ECU aplicaum pulso na vlvula magntica no injetor,iniciandoo processo deinjeo.Tempodeaberturaepresso CommonRail para velculos de passeio com bomba de alta presso controlada por 1bomba de alia presso CP3, 2sensor de pressodorail, 3galeria decombustvel "Common Rail " 4valvulalimitadora de presso 5injetores,' 6filtro decombustive! 7tanque de com pr-filtro, 8unidadedecomando, 9sensor de rotaodo motor. 10sensor defase, 11sensor docurso do pedal do acelerador, 12sensor depresso de sobrealimenrao,A13sensor detemperatura1 doar, 14senSOr detemperatura do maior6 ' -1314 dosistemadeterminamaquantidadede combustvelinjetada. Unidadedecomando,sensoresea maioriadasfunesdesistemanoCom-monRailsoiguaisaosoutrossistemas debombasindividuaiscontroladaspor tempo. Desempenho hidrulico de potncia Aseparaodasfunes"geraode presso"e"injeo"abreumaltograu deliberdadenoprocessodecombusto: apressodeinjeopodeserescolhida quaselivrementedentrodomapacarac-terstico.Onvelde pressoatualemve-culos de passeio est em1.600 bare em 1.400 bar para veiculos comerciais. A pr-injeo e as injees mltiplas so medidasquepossibilitammaisredues de emisses e principalmente de rudos. No sistema Common Rail,o movimento da agulha do injetor e com isso a curva da injeopodemserinfluenciadosemuma determinada faixa. Com a ativao mltipla davlvulamagnticaextremamenterpi-da, pode seproduzir injees mltiplas, ou seja,at5 injeespor ciclo deinjeo.A agulhado injetor fechacomajuda hidru-lica e garante com isso umfinal de injeo rpido. Aplicao do sistema no motor Na aplicao de um sistema Common Ral a ummotor Diesel. esse emgeralno pre-cisa sofrer modificaes.A bomba de alta presso entra no lugar da bomba injetora e o injetor integrado ao cabeote do motor comoumconjunto porta-injetor.Common Rail hojeosistemadeinjeomaisuti-lizadoemmodernosmotoresDIrpidos para veculos de passeio. Bomba de alta presso Abombadealtapressoaplicadaem veculosdepasseioconcebidacomo bombadepistesradiais(trspistes deslocados entre siem120) (comparvel HDP1parainjeodiretadegasolina, pg.602).Oprincpiodefuncionamento dessasbombas paramotores Oito eDie-sel igual,mas comparada coma injeo direta de gasolina a bomba de alta presso estconcebidaparapressessignificati-vamente maiores (at1.600 bar). Sistemas de injeo Diesel705 Comoa bomba dealtapressoestcon-cebidaparadbitos maiores,existe (na1a geraodeCRS)emmarchalentaeem cargasparciaisumexcessodecombust-vel comprimido. Esse excesso de combus-tvel retoma ao tanque de combustvel atra-vs de uma vlvulareguladora de presso flangeada na bomba ou no rail. Com isso a pressonoralpodeserajustadadepen-dente da carga do motor. Como o combus-tvelcomprimido aliviado aqui,a energia introduzida na compresso perdida. Uma soluo parcial adaptar a taxa de dbitonecessidadede combustvelde-sativando um elemento da bomba. Nessas bombas de alta presso com desligamento de elemento a vlvula de aspirao de um elemento da bomba mantida permanen-temente aberta com a ajuda de uma vlvu-lamagntica.Comissonopodeocorrer um aumento de presso na cmara do ele-mento e o combustivel aspirado retoma ao canalde baixa presso. Na2" geraofoiintroduzida uma regu-lagemdoladodebaixapresso,quese encarregadescomprimirocombustvel o quanto for necessrio. O grau de eficin-cia hidrulico nitidamente melhorado e o nvel de temperatura abaixa. Injetor de vlvulamagntica Inciodeinjeoedbitosoajustados atravsdoinjetor decomando eltrico.O pontodeinjeoajustadopelosistema ngulo-tempodaregulagemeletrnica EDC. O combustvel conduzidoda ligaode altapressoatravsdeumcanalparao bico,bemcomo atravsdo estrangulador deentradaparaacmaradecontroleda vlvula.Acmaradecontroleligadaao retornodecombustvelatravsdo estran-gulador de sada, que pode ser aberto pela vlvula magntica. Quandooestranguladordesadaes-tfechado,predominaaforahidrulica sobreopisto davlvula sobreaquelano ombrodaagulhadobico.Conseqente-mente,a agulha pressionada no assento e veda o canalde altapresso emrelao aocompartimentodomotor.Commotor desligado e faltade presso norail a mola do bico fecha o injetor. 706Gerenciamento de motores Diesel Naativaoda vlvulamagntica oes-tranguladordesadaaberto.Oestran-gulador deentradaevitaumaecualizao totaldapresso,demodoquea presso nacmaradecomandodavlvulacaia, diminuindotambma forahidrulicaso-bre o pisto de comando da valvula. Assim que a fora hidraulica se apresenteinferior quela sobre o ombro da agulha do bico, a agulhadobicoabre.O combustivelpassa ento pelos furos de injeo para dentro da cmara de combusto do motor. Comavlvulamagnticanoativada, oinduzidopressionadoparabaixopela pressodamoladavalvula.Aesferada valvulafechaoestranguladordesada. Emfuno disso, a pressona cmara de comando da valvula e no railaumenta no-vamente pelo defluxo atravs do estrangu-Injetor com vlvulamagntica 1 retorno decombustlvel,2 bobina magn-tica,3 induzido magntico,4 esferadavl-vula,5 cmaradecontrole davlvula, 6 ombro daagulha do bico,71urode inje-o,8 estrangulador de salda,9conexo dealta presso,10 estrangulador deentrada, 11pistodavlvula. 2--3 8 4 9 5 10 11 6 lado r de entrada.Essa presso aumentada exerceumaforaadicionalsobre opisto decomando,demodoqueaagulhado bicofechanovamente.O fluxoatravsdo estrangulador de entrada determina a velo-cidade de fechamento da agulha do bico. Essaativaoindiretadaagulhadoin-jetoratravsde umsistemamecnicode amplificaodeforaempregadopor-que as foras necessarias para uma rpida aberturadaagulhadoinjetornopodem serproduzidaspelavlvulamagntica.O chamadovolumedecontrole,necessrio adicionalmente ao volume de combustvel injetado,chega ao retorno do combustivel atravs dos estranguladores da cmara de control e. Injetor piezo 1 retornodecombustfvef,2 conexodealta presso,3 mduloatuador piezo,4 amplifi-cador hidrulico, 5 vlvula,6 agulha dobico, 7 furodeinjeo. Injetor piezo Omaisnovodesenvolvimentodeinjetor para a 3" gerao do CRS trabalha com um atuadorpiezonolugardavalvulamagn-tica.Oatuadorpiezo significativamente mais rpido do que as valvulas magnticas utilizadasatento.Foinecessriauma adaptaonaconstruopararealmente poderaproveitarasvantagensdopiezo. Issofoiconseguido pela primeira vezcom a construo mostrada na figura. A agulha do bico controlada hidraulica ediretamentepeloatuador,demodoque noha conexomecnica entre atuador e agulha dobico.Comissonopode haver maisatritoetambmnenhumadeforma-o elastica dos elementos de conexo. Como a agulhadobiconoinjetor piezo fi cou aindamaislevee o volume de retor-nono atuador pde ser reduzido drastica-mente,oinjetorpiezoofereceumaoutra srie de vantagens: - o espao estrutural bem menor, ou se-ja, mais compacto, - peso reduzido quase que metade, - podem ser realizadas varias injees por ciclo de injeo, p. ex. duas pr-injees, umainjeoprincipaleduasps-inje-es, - o dbito da pr-injeo pode serreduzi-do outra vez significativamente, - os intervalos entre as injees podem ser ainda menores. Paraasaplicaesnomotorexistemou-trosgrausdeliberdade,quepodemser usados, oupara: - reduzir o rudo do motor, - reduzir as emisses em at 20%, - aumentar a potncia do motor, - ou reduzir o consumo de combustvel. Devidoaovolumederetornomaisredu-zidopodemserutilizadasbombasdealta pressomenores. Tudoissosovantagenspositivasque foramatingidascomesseconceitototal-mente novo. Sistemas de injeo Diesel707 Componentes dosistema de injeo Bicos eporta-injetores Funces NosistemageraldeummotorDieselos bicosinjetoressooelementodeligao entre o sistema de injeo e o motor.Suas funes so: - a injeo dosada, - a preparao do combustvel, - a formao dacurva deinjeo, - a vedaocontra a cmara de combus-to. Emsistemas combombas injetoras sepa-radas(bombasemlinha,distribuidorase de encaixe),osbicosinjetoresestointe-grados no porta-injetor.Nos sistemas uni-dadeinjetora(UIS)esistemasCommon Rai l (CRS), os bicos soparte integraldos injetores. OcombustvelDieselinjetadosobalta presso.Apressodepicodeat 2.000bar,futuramenteatacimadisso. Sobessascondies,ocombustvelno se comporta mais como umlquido incom-pressvele torna-se compresslvel.Durante a curtadurao dodbito(aprox.1 ms)o sistemade injeo "inflado"localmente. Com presso e tempo de injeo dados, a seo transversal do bicodetermina o d-bito de combustvel injetado nacmara de combusto do motor. O comprimento e dimetro do orifcio,a direo do jato e (comlimitao)oforma-todoorifciodo bicoinjetor influenciama preparaodocombustvelecomissoa potncia, consumo de combustivel e emis-sode poluentes do motor. Acurvadeinjeodesejadaseconse-gue,dentrodedetenminadoslimites,me-dianteumaregulagem"correta"da seo dofluxodobicoinjetor(dependentedo curso daagulha)e pela regulagemdo mo-vimento da agulha.Finalmente, o bico inje-tor deve vedar o sistema de injeo contra osgasesdecombustoquentesealta-mente comprimidos (ataprox.1.0000C). Para evitar um retorno desses gases com o bico injetor aberto, a presso dentro da c-mara de presso do bico deve ser sempre superior presso de combusto. Esse re-