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8/13/2019 apostila injeo diesel
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COMPONENTES DOSISTEMA DE INJEO
DIESEL MECNICO
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Mdulos do Curso
Introduo Funcionamento do Sistema de Injeo Diesel
Caractersticas dos Componentes
Elemento da bomba injetora de orifcio simples
Elemento da bomba injetora de orifcio duplo
Elemento da bomba injetora com retorno de vazamento
Variantes dos pistes da bomba injetora
Pistes com ranhuras para partida. Formatos de ressaltos do eixo de comando.
Vlvulas de presso.
Vlvulas de presso com efeito de aproximao.
Vlvula de presso constante (GDV)
Porta-vlvula com vlvula amortecedora
Conjunto Porta Injetor
Componentes do Conjunto Porta Injetor Variaes dos Conjuntos Porta Injetores
Bico Injetor
Bicos injetores tipo DN
Bicos injetores tipo DL e DSL
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Introduo
Neste treinamento vamos complementar os conhecimentos adquiridos durante o curso
Introduo aos Sistemas de Injeo Diesel.
Funcionamento do Sistema de Injeo Diesel
O motor diesel possui pistes com movimentos alternados que proporcionam a formao interna
da mistura entre ar e combustvel e autoignio.
Durante a fase do tempo de compresso, o ar admitido comprimido na faixa de 30 a 55bar em
motores naturalmente aspirados, ou de 80 a 110bar em motores sobrealimentados (turbinados).
Isso faz com que a temperatura do ar no interior desses motores atinja de 600 a 800C. Esta
faixa de temperatura induz a autoignio do combustvel que ser injetado nos cilindros do
motor.
A injeo do combustvel ocorre um pouco antes do final do tempo de compresso, momento em
que o pisto encontra-se muito prximo do PMS (Ponto Morto Superior).
Importante!A maneira com que o ar entra no cilindro importante, pois influencia na formaoda mistura ar/combustvel, determinando a eficincia da combusto.
A energia trmica armazenada nas paredes da cmara de combusto e o ar comprimido
vaporizam o combustvel injetado durante o processo de injeo.
O movimento do pisto e os formatos das cmaras de combusto para motores de injeo direta
ou indireta (anticmara simples ou de turbulncia) so utilizados para criar turbulncia e distribuir
o combustvel injetado na rea de maior concentrao de massa de ar.
Saiba Mais! As caractersticas tcnicas e as aplicaes especficas dos motores diesel,
determinam sua curva de torque e potncia.
Para que o motor atinja o seu torque e sua potncia, necessrio que o sistema de injeo
diesel realize com preciso os trs fatores que voc acompanha na tela do computador.
Estes trs fatores so fundamentais para que o motor desempenhe sua funo, atendendo
tambm s normas de emisses de poluentes.
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Em cada regime de trabalho, desde a partida, torque (plena carga) e potncia mxima, ocorre
variao de massa de ar dentro do cilindro do motor, exigindo que os elementos da bomba
injetora (pistes e cilindros) determinem o volume preciso de injeo.
Saiba Mais! O pisto da bomba injetora ajustado com preciso em seu cilindro, vedando
perfeitamente. Dispensa, portanto, recursos adicionais de vedao, mesmo em altas presses e
baixas rotaes. Esta caracterstica faz com que somente elementos completos possam ser
substitudos.
Caractersticas dos Componentes
Os elementos das bombas injetoras possuem caractersticas especficas que atendem s
diversas exigncias de aplicaes dos motores diesel. Veja os exemplos a seguir.
Elemento da bomba injetora de orifcio simples
O elemento da bomba injetora de orifcio simples trabalha com presses de injeo de at
600bar, por isso possui somente uma hlice de comando, uma vez que o volume admitido
em sua cmara pequeno.
Elemento da bomba injetora de orifcio duplo
Este elemento da bomba injetora possui dois orifcios de alimentao. Esta caracterstica
lhe permite trabalhar com presses de injeo acima de 600bar sem que haja desgaste
lateral do pisto.
Elemento da bomba injetora com retorno de vazamentoQuando a bomba injetora est ligada ao circuito de leo lubrificante do motor, o combustvel
que flui entre pisto e cilindro durante o processo de injeo pode circunstancialmente
provocar a contaminao do leo lubrificante.
Elementos com retorno de vazamento para a cmara de aspirao dos elementos impedem
que o combustvel diesel contamine o leo lubrificante do motor.
O cilindro da bomba injetora possui uma ranhura anelar que se comunica com a cmara de
aspirao por meio de um orifcio no pisto, denominado ranhura F. Dessa forma, o leo
diesel que flui entre o pisto e o cilindro retorna para a cmara de aspirao do elemento.
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Variantes dos pistes da bomba injetora
Alguns pistes das bombas injetoras apresentam caractersticas construtivas variadas,
podendo possuir uma hlice de comando superior que possibilita o controle do incio de
injeo do combustvel.
Saiba Mais!Esta hlice superior viabiliza a reduo de rudo ou de poluentes no gs de
escape.
Pistes com ranhuras para partida.
Os pistes com ranhuras para partida (recorte adicional na borda superior) evitam emisses
de poluentes durante o processo de partida do motor, proporcionando atraso no momento
de incio de dbito e, consequentemente, atraso de injeo.
Formatos de ressaltos do eixo de comando.
O formato do ressalto tem a funo de acionar os pistes da bomba injetora e influenciar na
durao, no volume e na velocidade da injeo. Os formatos do ressalto so definidos emfuno dos diferentes processos de combusto.
Existem vrios tipos de ressaltos aplicados no eixo de comando das bombas injetoras:
Ressalto simtrico;
Ressalto assimtrico;
Ressalto com segurana contra rotao em sentido inverso.
Saiba Mais! Segurana contra inverso de rotao significa que o motor no pode sercolocado em funcionamento com sentido de rotao inverso.
Vlvulas de presso.
A vlvula de presso possui cone e colarinho cuja funo reter um determinado volume
de combustvel no tubo de alta presso, com uma pequena presso residual que varia de
aplicao para aplicao.
A vlvula de presso, durante o seu curso de fechamento, alivia as ondas de presso no
tubo atravs do seu volume de alvio, permitindo que a agulha do bico injetor se feche
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rapidamente, o que evita ps-injeo, ou seja, gotejamento na cabea do pisto aps o
trmino de cada injeo.
Saiba Mais! A distncia do cone ao colarinho da vlvula de presso denominada de
volume de alvio, e suas caractersticas construtivas dependem de cada projeto.
Vlvulas de presso com efeito de aproximao.
A vlvula com aproximao possui uma superfcie retificada em seu colarinho, que permite
obter curvas de volume de dbito especficas, de acordo com a necessidade da aplicao.
O modo de funcionamento da vlvula com aproximao corresponde ao das vlvulas de
presso em geral.
Funcionamento: Durante o curso de fechamento da vlvula, o colarinho fecha
primeiro o retorno do combustvel para a galeria da bomba injetora. Nas vlvulas com
aproximao, a ranhura fresada no colarinho o impede de vedar perfeitamente,
permitindo que haja um retorno maior, o que faz com que a presso residual no tubo
de presso torne-se, ligeiramente, menor, fazendo com que na prxima injeo o
volume injetado seja alterado. medida que a vlvula se abre e se fecha mais rpido,durante os intervalos de injeo, o volume de injeo varia.
Vlvula de presso constante (GDV)
A vlvula de presso constante empregada em bombas injetoras com presso de injeo
acima de 1000bar.
Consiste de uma vlvula de esfera alojada no corpo da vlvula de presso, garantindo, em
qualquer regime de trabalho, uma presso constante no tubo de alta presso durante osintervalos de injeo. Seu objetivo prevenir a cavitao e a estabilidade hidrulica do
sistema.
Saiba Mais! Cavitao so picos de presso que ocorrem no interior do sistema.
Porta-vlvula com vlvula amortecedora
A vlvula amortecedora instalada nos portas-vlvula e tem a funo de reduzir o efeito de
desgaste por cavitao, produzido pelo lquido em alta velocidade.
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Funcionamento: Durante o processo de dbito, a presso do combustvel sob o disco
estrangulador to elevada que este sai do seu assento, liberando a passagem do
combustvel para o bico injetor.
Ao final da injeo, a mola da placa da vlvula fecha a vlvula estranguladora e o
combustvel flui atravs do orifcio da vlvula, amortecendo a onda de presso no tubo
de presso.
Conjunto Porta Injetor
O Conjunto Porta-Injetor o elemento responsvel por fazer a ligao entre o sistema de
injeo e o motor diesel, sendo responsvel por conduzir o combustvel para que haja a
injeo no interior do cilindro do motor.
Os conjuntos injetores so formados de porta-injetores e bico injetor. Existem vrios tipos
de conjunto porta-injetor especficos para cada aplicao de motores.
Componentes do Conjunto Porta Injetor
1- Bico Injetor: responsvel pela injeo do combustvel na
cmara de combusto do motor.
2- Porca de fixao do bico injetor: Tambm conhecida comoporca-capa, mantm o bico injetor fixado ao porta injetor.
3- Disco Intermedirio: Conhecido como pea intermediria, oelo de ligao entre o porta injetor e bico injetor.
4- Pino de Presso: Transmite a presso da mola agulha dobico injetor para que este s abra quando a presso for atingida.
5- Mola de Presso: Determina a presso de abertura do bicoinjetor, determinando o momento do incio de injeo.
6- Corpo do Porta Injetor: Aloja todos os demais componentes e responsvel pela passagem do combustvel que vem dabomba injetora atravs do tubo de alta presso at o bico injetor.
7- Canal de Retorno do Combustvel: retorno do combustvelpara o tanque.
8- Canal de Entrada do Combustvel: Entrada do combustvelno conjunto porta injetor.
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Variaes dos Conjuntos Porta Injetores
Existem diferentes tipos de Conjuntos Porta-Injetores, aplicados de acordo com as
caractersticas funcionais e construtivas dos motores diesel. Comercialmente, os
Conjuntos Porta-Injetores so divididos em quatro grandes grupos: 1- Conjunto Porta
Injetor de uma mola; 2- Conjunto Porta Injetor de duas molas; 3- Conjunto Porta Injetor
STH e 4- Conjunto Injetor Common Rail.
1- Conjunto Porta Injetor de uma mola
o conjunto porta injetor mais convencional, equipa todos os motores diesel mais
antigos. Pode apresentar-se de diversas formas construtivas, em funo do modo de
fixao no motor, dimetro, posicionamento de sua entrada e retorno do combustvel,
etc.
2- Conjunto Porta Injetor de duas molas
uma evoluo do Conjunto Porta Injetor de uma mola. Foi desenvolvido para
proporcionar pr-curso da agulha do bico injetor, e com isso, viabilizar o incio de
injeo com quantidade reduzida de combustvel, minimizando o rudo principalmenteem marcha lenta e em cargas parciais. Equipa a maioria dos motores diesel com
sistema de injeo mecnicos mais atuais.
3- Conjunto Porta Injetor STH
o conjunto porta injetor utilizado no Sistema de Bomba Unitria, que o sistema de
injeo eletrnico utilizado pela Mercedes-Benz. Tambm conhecido como porta
injetor escalonado, da o nome em alemo STH (Stufenhalter).
4- Conjunto Injetor Common Rail. o Conjunto Porta Injetor do sistema Common Rail, a diferena entre este e os
demais conjuntos injetores apresentados anteriormente, o fato de a abertura do bico
no acontecer em funo da presso do combustvel na agulha do bico (presso
definida pela mola de presso), mas sim pelo comando eltrico
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Bico Injetor
Os bicos injetores so componentes de extrema preciso, responsveis por pulverizar
o combustvel na cmara de injeo do motor.
Suas caractersticas fsicas, como ngulo de injeo e forma do jato, so projetadas a
fim de garantir uma melhor mistura ar-combustvel e melhorar o desempenho do
motor, minimizando o consumo, rudos de combusto e a emisso de gases poluentes.
Tecnicamente, existem trs tipos de bicos injetores. Vamos estudar as principais
caractersticas tcnicas de cada um deles.
Bicos injetores tipo DN
Bicos injetores tipo DN so bicos de agulha com pino que possuem um nico
orifcio pelo qual o combustvel injetado. Este tipo de bico comumente
utilizado em motores diesel com injeo indireta, ou seja, o combustvel
injetado em uma antecmara, onde ocorre a mistura ar-combustvel.
Bicos injetores tipo DL e DSL
Bicos injetores tipo DL e DSL so bicos injetores que possuem vrios orifcios
de injeo de acordo com a aplicao. So utilizados em motores diesel de
injeo direta, ou seja, o combustvel injetado diretamente na cabea do
pisto. Os bicos injetores DL e DSL podem ser de tamanho S e P.
Saiba Mais! Os Bicos injetores tamanho S possuem dimetro externo de 17milmetros e os bicos injetores tamanho P possuem o seu dimetro externo de
14 milmetros. Os sistemas de injeo mais antigos utilizavam o bico S, porm,
com a evoluo tecnolgica, os motores diesel passaram a ter mais torque e
maior potncia, exigindo valores cada vez maiores de volume e presso de
injeo. Diante disso, os sistemas de injeo mais atuais utilizam conjuntos
porta-injetores de dimetro menor, que requerem a utilizao de bicos injetores
mais compactos, tamanho P.
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Para concluir esse tema, vamos conhecer as diferenas entre os bicos injetores
DL e DSL. A diferena entre esses dois tipos de bicos injetores est na
geometria da cpula do bico e, consequentemente, na localizao dos furos de
injeo.
Bicos injetores DL: Denominados injetores de furo cego (cpula do injetor).
Os orifcios de injeo encontram-se localizados na cpula abaixo da aresta de
vedao.
Bicos injetores DSL: Denominado bico injetor de furo de assento, o incio do
furo de injeo encontra-se no cone de assento do corpo do injetor. Com o
injetor fechado, totalmente recoberto pela agulha do bico, minimizando o
volume residual de combustvel na cpula do bico e evitando a emisso de
hidrocarboneto (gs poluente decorrente da queima incompleta do ombustvel).