Para que o motor funcione de forma suave e eficiente, é necessário fornecer a quantidade certa de mistura ar / combustível de acordo com sua ampla gama de demandas. Tradicionalmente, a mistura de combustível / ar é controlada pelo carburador, um instrumento que não é perfeito. Sua principal desvantagem é que um único carburador que fornece um motor de quatro cilindros não pode dar a cada cilindro precisamente a mesma mistura ar/combustível porque alguns dos cilindros estão mais distantes do carburador do que outros. Uma solução é encaixar dois carburadores, mas estes são difíceis de ajustar corretamente. Em vez disso, muitos carros agora estão sendo equipados com motores de injeção de combustível, onde o combustível é entregue em rajadas precisas. Motores assim equipados são geralmente mais eficientes e mais potentes que os carburadores, e também podem ser mais econômicos, além de terem menos emissões venenosas.

Injeção eletrônica automotiva: como funciona?

O sistema de injeção de combustível em carros movidos a gasolina é sempre indireto, sendo a gasolina injetada no coletor de admissão ou no orifício de entrada, e não diretamente nas câmaras de combustão. Isso garante que o combustível seja bem misturado com o ar antes de entrar na câmara.

Muitos motores, como os motores a diesel, no entanto, usam injeção direta na qual o diesel é injetado diretamente no cilindro preenchido com ar comprimido. Outros usam injeção indireta na qual o diesel é injetado na câmara de pré-combustão de formato especial que tem uma passagem estreita conectando-o à cabeça do cilindro.

Somente ar é puxado para dentro do cilindro. É aquecido tanto por compressão que o combustível atomizado injetado no final do curso de compressão se auto-inflama.

Sistema de injeção eletrônica básica

Todos os modernos sistemas de injeção de gasolina usam injeção indireta. Uma bomba especial envia o combustível sob pressão do tanque de combustível para o compartimento do motor, onde, ainda sob pressão, ele é distribuído individualmente para cada cilindro.

Dependendo do sistema específico, o combustível é disparado no coletor de admissão ou na porta de entrada por meio de um injetor. Isso funciona muito como o bocal de pulverização de uma mangueira, garantindo que o combustível saia como uma névoa fina. O combustível mistura-se com o ar que passa pelo coletor de admissão ou pela porta e a mistura de combustível/ar entra na câmara de combustão.

Alguns carros têm injeção de combustível em vários pontos, onde cada cilindro é alimentado por seu próprio injetor. Isso é complexo e pode ser caro. É mais comum ter injeção de ponto único em que um único injetor alimenta todos os cilindros ou ter um injetor para cada dois cilindros.

Injeção eletrônica

Conheça o sistema de injeção eletrônica para entender melhor a alimentação de veículos modernos. (Foto: Magneti Marelli)

Bicos injetores no sistema de injeção

Os injetores através dos quais o combustível é pulverizado são aparafusados, primeiro no bocal, no coletor de admissão ou na cabeça do cilindro, e são inclinados de modo que a pulverização do combustível seja disparada na direção da válvula de admissão.

Os injetores são um dos dois tipos, dependendo do sistema de injeção. O primeiro sistema usa injeção contínua, onde o combustível é esguichado na porta de entrada durante todo o tempo em que o motor está funcionando. O injetor simplesmente atua como um bocal de pulverização para dividir o combustível em um jato fino – ele não controla realmente o fluxo de combustível. A quantidade de combustível pulverizado é aumentada ou diminuída por uma unidade de controle mecânica ou elétrica. Em outras palavras, é como ligar e desligar uma torneira.

O outro sistema popular é a injeção temporizada (injeção pulsada), na qual o combustível é fornecido em rajadas para coincidir com o curso de indução do cilindro. Como na injeção contínua, a injeção temporizada também pode ser controlada mecanicamente ou eletronicamente.

Os primeiros sistemas foram controlados mecanicamente. O fluxo de combustível é controlado por um conjunto de reguladores mecânicos. Estes sistemas sofrem dos inconvenientes de serem mecanicamente complexos e de terem uma fraca resposta ao recuo do acelerador.

Os sistemas mecânicos foram agora amplamente substituídos pela injeção eletrônica de combustível (conhecida como EFi, abreviadamente). Isso é graças à confiabilidade crescente e aos custos decrescentes dos sistemas de controle eletrônico.

Tipos de injetores de combustível

Dois tipos principais de injetor podem ser instalados, dependendo se o sistema de injeção é controlado mecanicamente ou eletronicamente.

Em um sistema mecânico, o injetor é carregado por mola na posição fechada e é aberto pela pressão do combustível.

O injetor em um sistema eletrônico também é mantido fechado por uma mola, mas é aberto por um eletroímã embutido no corpo do injetor. A unidade de controle eletrônico determina quanto tempo o injetor fica aberto.

A injeção mecânica de combustível foi usada nas décadas de 1960 e 1970 por muitos fabricantes em seus carros esportivos de alto desempenho e salões esportivos.

Funcionamento da injeção

Uma bomba de combustível elétrica de alta pressão montada perto do tanque de combustível bombeia o combustível a uma pressão de 100 psi até um acumulador de combustível. Este é basicamente um reservatório de curto prazo que mantém a pressão de fornecimento de combustível constante e também libera os pulsos de combustível que saem da bomba.

A partir do acumulador, o combustível passa através de um filtro de elemento de papel e, em seguida, alimenta a unidade de controle de medição de combustível, também conhecida como o distribuidor de combustível. Esta unidade é acionada a partir da árvore de comando e seu trabalho, como o nome sugere, é distribuir o combustível para cada cilindro, no momento correto e nas quantidades corretas.

A quantidade de combustível injetado é controlada por uma válvula localizada na entrada de ar do motor. A aba fica sob a unidade de controle e sobe e desce em resposta ao fluxo de ar e à medida que você abre o acelerador, a ‘sucção’ dos cilindros aumenta o fluxo de ar e o flape sobe. Isso altera a posição de uma válvula de transporte dentro da unidade de controle de medição para permitir que mais combustível seja esguichado nos cilindros.

Da unidade de medição, o combustível é entregue a cada um dos injetores, por sua vez. O combustível esguicha então para a porta de entrada na cabeça do cilindro. Cada injetor contém uma válvula com mola que é mantida fechada pela sua pressão de mola. A válvula só abre quando o combustível é esguichado.

Para partida a frio, você não pode simplesmente bloquear parte do fluxo de ar para enriquecer a mistura combustível / ar como você pode com um carburador. Em vez disso, um controle manual no painel (parecido com um botão de estrangulamento) ou, em modelos posteriores, um microprocessador altera a posição da válvula de distribuição dentro da unidade de medição. Isso ativa um injetor extra montado no coletor, fazendo com que ele esguiche em combustível extra para enriquecer a mistura.

Sistemas de injeção eletrônica

A principal diferença entre injeção eletrônica e injeção mecânica é que um sistema eletrônico é controlado por uma unidade de controle de microprocessador complexa (às vezes chamada de unidade de controle eletrônico ou ECU), que é basicamente um computador em miniatura.

Este computador é alimentado com informações de sensores montados no motor. Estes medem fatores como a pressão do ar e a temperatura na entrada de ar, a temperatura do motor, a posição do acelerador e a velocidade do motor. Todas essas informações permitem que um sistema eletrônico meça o combustível com muito mais precisão do que o sistema mecânico simples, que depende da detecção do fluxo de ar sozinho.

O computador compara os sinais de entrada dos sensores com informações já programadas na fábrica e calcula exatamente quanto combustível deve ser fornecido ao motor. Em seguida, ele sinaliza a válvula liga/desliga do injetor para abrir e respingar combustível na porta de entrada. Tudo isso acontece em uma fração de segundo, a unidade de controle responde instantaneamente a mudanças na posição do acelerador, temperatura e pressão do ar.

Além de melhorar o controle do fluxo de combustível, o sistema eletrônico também opera a uma pressão mais baixa do que um sistema mecânico, geralmente em torno de 25 a 30 psi. Isso faz com que seja executado mais silenciosamente do que um sistema mecânico.

As válvulas dos injetores são mantidas fechadas por molas e abertas por solenoides (eletroímãs) quando sinalizadas para fazer isso pela unidade de controle. A quantidade de combustível injetado depende de quanto tempo o solenoide mantém o injetor aberto.

Gestão do motor

Alguns sistemas combinados, conhecidos como sistemas de gerenciamento de motores, podem levar em conta muitos outros fatores além de um sistema eletrônico de injeção de combustível. Um tipo específico pode monitorar o nível de oxigênio nos gases de escape do motor. Quando há um desvio do normal, ele pode ajustar tanto o tempo de ignição quanto o fornecimento de combustível para que o motor volte a afinar. Isso garante que os níveis de poluição sejam reduzidos ao mínimo, além de fornecer a melhor combinação de desempenho e economia de combustível.

Tubos em um motor com injeção eletrônica

O layout de baixo carbono de um carro com injeção de combustível tende a ter muita tubulação. Os tubos do sistema de injeção de combustível são trançados e reforçados passando pelo topo do coletor de admissão e ramificando-se para um injetor em cada trecho do coletor.

Ficou alguma dúvida sobre o sistema de injeção? Deixem nos comentários suas perguntas!

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