Bomba Injetora Motores Diesel PDF

Notas de aula: Injeo Diesel

Prof. Antonio Moreira dos Santos

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MOTORES DE IGNIO POR COMPRESSO MOTORES DIESEL

Fig. 1 Motor de ignio por compresso (ICO). Fonte: Apostila Tcnica Bosch, Bomba injetora PE e PF. Os motores de ignio por compresso (ICO), tambm denominados de motores diesel podem funcionar tanto com ciclos de quatro tempos quanto de dois tempos. Porm, a grande maioria opera quatro tempos. Esses motores so conhecidos como motores diesel porque o combustvel tradicionalmente usado o leo diesel. Porm, pode usar qualquer combustvel de cadeia carbnica longa tais como os leos vegetais ou os leos transesterificados (biodiesel).

Fig.2: Tempos do motor ICO. Fonte: Diesel-engine management Bosch 1999.



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Os motores ICO, no tempo de admisso, aspiram apenas ar quando o mbolo se desloca do PMS ao PMI estando a vlvula de admisso aberta; vide figura 2. No tempo de compresso, o mbolo desloca-se do PMI ao PMS, estando as vlvulas fechadas, comprimindo o ar com uma taxa de compresso superior 16:1, de forma que a temperatura do ar atinja valor bem superior temperatura de ignio espontnea do combustvel. Quando o mbolo se aproxima do PMS, no final do curso de compresso, o combustvel injetado. O combustvel espalha-se na cmara de combusto formando zonas de mistura ar-combustvel muito rica, zonas de mistura estequiomtrica e zona de mistura muito pobre. No local da cmara que existir uma mistura dentro do limite de inflamabilidade e com a temperatura de auto-ignio, ela entra em combusto espontnea. No fim do curso de compresso o ar atinge presso com valor entre 30 e 55 kgf/cm2 e a temperatura do ar vai a valores entre 700 e 900 oC. A expanso da mistura gasosa realiza trabalho contra o mbolo deslocando-o do PMS ao PMI, com as vlvulas fechadas. Em seguida a vlvula de escapamento aberta e o mbolo expulsa os gases de combusto ao se deslocar do PMI ao PMS. Sistemas de injeo:

Fig. 3: Sistema de injeo, bomba em linha. Fonte: Apostila tcnica Bosch. Bombas injetoras PE e PF. A figura 3 apresenta o esquema de um sistema de injeo com bomba em linha. Neste sistema o leo aspirado do tanque de combustvel pela bomba de alimentao. A bomba de alimentao pode operar manualmente atravs de uma manopla no seu corpo ou mecanicamente atravs de um mbolo acionado por um cames no corpo da



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bomba principal. O leo passa por um pequeno filtro no corpo da bomba de alimentao e transferido com uma presso de aproximadamente 1 kgf/cm2, passando atravs de um conjunto de filtros e chegando a cmara de aspirao da bomba principal, que alimenta o conjunto de elementos bomba da bomba injetora em linha. Existe tanto elemento bomba quanto o nmero de cilindros do motor. Cada elemento bomba comprime o leo diesel uma presso suficiente para abrir os bicos injetores que so regulados, em geral, a uma presso entre 150 kgf/cm2 e 250 kgf/cm2, dependendo do combustvel e do projeto do motor. A presso de 1 kgf/cm2 do circuito de alimentao mantida por uma vlvula de alvio localizada no filtro ou na galeria de alimentao dos elementos bomba. O combustvel aliviado retorna para o tanque de combustvel. A presso de injeo, da ordem de 150 250 kgf/cm2, mantida constante pela presso de injeo ajustada no bico injetor. O excesso de combustvel retorna ao tanque. Tipo de injeo: Quando o combustvel injetado diretamente na cmara de combusto, tal como na figura 4, diz-se que o motor de injeo direta.

Fig. 4: Motor de injeo direta. Quando o combustvel injetado numa anticmara como a da figura 5, diz-se que o motor de injeo indireta.

Fig. 5: Motor de injeo indireta.



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Elementos de bomba da bomba em linha: As bombas injetoras em linha tm um eixo de comando que acionado pelo comando de vlvulas do motor ou por um sistema de transmisso tal que mantenha a injeo do combustvel sincronizada com o movimento dos cilindros. Portanto, nos motores ICO de quatro tempos, o eixo da bomba injetora deve girar com a metade da rotao do girabrequim. As bombas injetoras em linha possuem elementos de bomba em nmero igual ao nmero de cilindros do motor. Cada elemento constitudo por um pisto e um cilindro, figura 6. Os pistes so acionados pelo cames do eixo de comando da bomba, atravs do tucho de roletes.

Fig. 6: Elementos da bomba. Fonte: Apostila tcnica Bosch. Bombas injetoras PE e PF. Na parte superior do cilindro existe uma vlvula de presso cuja finalidade manter pressurizada a linha da bomba ao bico injetor. O dbito de combustvel em cada ciclo de injeo e em cada elemento de bomba controlado pelo movimento rotativo do pisto que acionado pela cremalheira que por sua vez comandada pelo acelerador do veculo. A cremalheira aciona a manga de regulagem que desloca a asa do pisto fazendo o pisto mover-se no sentido horrio e anti-horrio, alm do movimento alternativo do pisto. O pisto possui externamente uma ranhura



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longitudinal e uma hlice (ranhura oblqua fresada), figura 7. O cilindro do elemento bomba possui dois orifcios, um inclinado para promover a lubrificao do mbolo, e o outro radial para alimentao e alvio do cilindro do elemento bomba.

Fig. 7: Detalhes dos elementos de bomba. Fonte: Folder Bosch. Quando o pisto est no PMI o leo que se encontra na cmara de aspirao, 1 kgf/cm2, entra no cilindro do elemento bomba. Quando o cames da bomba aciona o pisto e o topo dele fecha o orifcio de alimentao, a presso no interior do cilindro aumenta at vencer a fora da mola da vlvula de descarga no topo do elemento bomba. O pisto continua o seu movimento ascendente aumentando a presso do leo at que seja suficiente para abrir o bico injetor, figura 9. O fim do dbito de leo acontece quando a ranhura a hlice do pisto coincide com o furo de alimentao.

Fig. 8 Detalhes do dbito de combustvel.

Fonte: Folder Bosch.

Ao Girar o pisto no sentido horrio ou anti-horrio o dbito de combustvel controlado pois, a ranhura helicoidal determina o fim do dbito ao atingir o furo de alimentao. Quando a ranhura vertical do pisto coincide com o furo de alimentao, o dbito de combustvel nulo, portanto o motor no funciona. A cremalheira de controle de dbito acionada pelo acelerador do veculo.

Notas de aula: Injeo Diesel Bico injetor:


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Fig. 9 Bico injetor.

Fonte: Folder CAV.

O combustvel chega ao bico injetor atuando na base da agulha. Quando a presso do combustvel for suficiente para vencer a fora da mola, a agulha se levanta debitando o combustvel na cmara de combusto. A presso de abertura do bico pode ser aumentada ou reduzida atuando-se no parafuso de regulagem sobre a mola. Na maioria dos motores fabricados antes de 2003 a presso de injeo regulada entre 150 e 250 kgf/cm2. Quanto maior a presso de injeo menor ser o dimetro mdio das gotas injetadas. Regulador de rotao: A rotao de um motor de ignio por compresso costuma variar mesmo que se mantenha fixa a posio da alavanca de comando da bomba injetora. Com a posio da alavanca de comando em marcha lenta, por exemplo, a rotao do motor pode cair at que ele pare ou pode aumentar indefinidamente. Portanto, necessrio um regulador de rotao que mantenha o motor com rotao mais estvel para qualquer posio da alavanca de comando. Existem reguladores de rotao que atuam em todos os regimes de funcionamento do motor e existem reguladores que atuam em marcha lenta e em plena carga. Para uso veicular mais comum os reguladores que atuam em marcha lenta e em plena carga, pois, nas cargas intermediria o prprio motorista faz o controle de rotao, ou velocidade, alterando a posio da alavanca de comando da bomba atravs do acelerador. A figura 10 apresenta o regulador centrfugo RQ da Bosch. O regulador RQ um regulador



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mecnico baseado no princpio da fora centrfuga e da ao de molas para o seu desempenho. Ele acionado pelo eixo de comando da bomba injetora. A fora centrfuga desenvolvida nos contrapesos atua sobre o pino de regulagem e, atravs da alavanca reguladora atinge a haste de regulagem.

Fig. 10 Regulador centrfugo RQ.


Os movimentos do pino de regulagem so transmitidos haste de regulagem obedecendo a uma relao de transmisso no mbito de 1:1,35 a 1:3,23, que variada atravs do deslocamento do ponto de apoio da alavanca reguladora.

Fig. 11 Posies de funcionamento do Regulador.




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No momento da partida os motores de ignio por compresso necessitam de um dbito adicional para facilitar a sua entrada em operao. Para isso, o motorista deve pisar no acelerador at sua posio final de tal modo que a alavanca de comando da bomba seja acionada completamente, esquerda da figura 11. Quando o motor entra em operao a fora centrfuga dos contrapesos atua no sentido de trazer a haste de regulagem para trs, reduzindo o dbito de combustvel. Em seguida o motorista tira o p do acelerador trazendo a alavanca de comando para a posio de marcha lenta, direita da figura 11. De incio, na posio de marcha lenta, a tendncia do motor de ter sua rotao reduzida, a as molas do contrapeso atuam no sentido de empurrar a haste de regulagem no sentido de aumentar o dbito de combustvel. Depois que o motor esquenta, na posio de marcha lenta, a tendncia do motor de ter a sua rotao aumentada, pois os atritos internos diminuem. Ento, a fora centrfuga atua no sentido de diminuir o dbito de combustvel.

Fig. 12 Posies de funcionamento do regulador.


Quando o motor opera em plena carga a ao da fora centrfuga nos contrapesos atua no sentido de recuar a haste de regulagem diminuindo o dbito de combustvel, figura 12.

Fig. 13 Ao das molas do regulador.


Na figura 13, a mola mais externa atua na regulagem da marcha lenta, deslocando o contrapeso em at 6 mm o que resulta no deslocamento da haste de regulagem de at 8 mm.



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Durante as cargas parciais o contrapeso permanece comprimindo a mola mais externa e apenas encostado nas duas molas mais internas (molas de plena carga). Na plena carga a fora centrfuga do contrapeso vence a ao de todas as molas deslocando-se mais 5 mm o que corresponde 16 mm na haste de regulagem. Existe diversos tipos de reguladores de rotao. Na figura 14 observa-se o regulador centrfugo varivel RSV Bosch que regula a rotao em qualquer carga. Ele possui apenas uma mola reguladora, que basculante. Ao se ajustar a rotao na alavanca de comando a posio e a tenso da mola se modificam de uma maneira tal que o torque que atua na alavanca de regulagem fica em equilbrio com o torque produzido pelos contrapesos rotao desejada. Na partida, a mola de partida traz a haste de regulagem para a posio de partida, ajustando o dbito de combustvel.

Fig. 14 Regulador centrfugo varivel RSV.


A figuras 15 mostra a atuao da mola de regulagem basculante que age em todos os mbitos de carga. J a figura 16 mostra a atuao da mola de partida que atua especificamente durante a operao de partida.



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Fig. 15 Atuao da mola reguladora basculante.


Fig. 16 Atuao da mola de partida.


A figura 17 mostra uma bomba injetora em linha completa, destacando-se o regulador centrfugo de rotao e o avano de centela.



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Fig. 17 Bomba injetora com regulador centrfugo e Avano de centelha. Folder Bosch.

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