Os motores diesel Common Rail são considerados económicos e, comparativamente, amigos do ambiente. Neste artigo, pode ficar a saber como funciona o moderno sistema de injeção dos motores diesel e quais as suas vantagens.
O que significa Common Rail num diesel?
A tradução literal de “common rail” é “carril comum”. Num motor diesel, esta calha é um tubo de distribuição. Todos os bicos de injeção, os chamados injectores, estão ligados a uma bomba de alta pressão e uns aos outros através deste tubo. A tradução livre em relação ao motor diesel seria, portanto, em princípio, “tubo distribuidor comum”.
Como funciona este sistema?
O sistema de injeção Common Rail para um motor diesel é composto por vários conjuntos e componentes. Uma bomba de combustível de baixa pressão no depósito de combustível bombeia o gasóleo através de um filtro de combustível para a bomba de alta pressão no motor. Uma válvula doseadora de combustível ajusta a quantidade de combustível fornecida à bomba de alta pressão em função da procura.
Neste sistema de injeção, a bomba de alta pressão está normalmente acoplada ao motor. O desempenho da bomba é concebido de modo a que esteja sempre disponível combustível suficiente a uma pressão suficientemente elevada, independentemente do estado de funcionamento do motor. A bomba de alta pressão gera uma pressão de até 3.000 bar no tubo distribuidor. A pressão é a mesma em todo o sistema. A pressão é controlada por um sensor de pressão ligado à unidade de controlo do motor. Em caso de necessidade, um limitador de pressão alivia o tubo distribuidor e devolve o combustível em excesso ao depósito.
O tubo distribuidor serve de acumulador de pressão e de reservatório de combustível durante a injeção. Isto permite igualar as flutuações de pressão no sistema causadas pela bomba de alta pressão. Por conseguinte, os sistemas de injeção Common Rail são também designados por injeção com acumulador.
Os injectores são controlados pela unidade de controlo do motor para injetar o combustível nos cilindros. Com o sistema Common Rail diesel, tanto a quantidade de injeção como o tempo de injeção podem ser controlados separadamente para cada cilindro utilizando a eletrónica. A alta pressão atomiza o combustível injetado de forma muito fina. A atomização fina cria inúmeras gotículas que têm uma grande área de superfície e permitem assim uma combustão óptima.
Injeção de combustível
Num motor diesel Common Rail, o combustível não é injetado de uma só vez, mas é dividido em várias fases – pré-injeção, injeção principal e pós-injeção.
A pré-injeção assegura o bom funcionamento do motor. A quantidade relativamente pequena de combustível que é injectada inicialmente significa que a combustão num motor diesel Common Rail é mais suave. O engasgamento típico de um motor diesel é reduzido e o motor é submetido a menos esforço. Um motor diesel Common Rail funciona de forma muito mais suave do que outros motores diesel.
A injeção principal subsequente também pode ser dividida em duas fases. A esta fase segue-se normalmente o que se designa por pós-injeção. A injeção final de combustível destina-se a reduzir a formação de fuligem no motor e, no caso dos catalisadores SCR, a reduzir os valores de NOx. A pós-injeção é também frequentemente utilizada para queimar os filtros de partículas diesel. Num motor diesel Common Rail, estas fases de injeção podem ser controladas individualmente para cada cilindro, dependendo do estado de funcionamento do motor.
Quais são as vantagens de um diesel Common Rail?
Um diesel Common Rail oferece várias vantagens em relação a outros sistemas de injeção, como o sistema de bico de bomba ou os antigos diesel de pré-câmara. As vantagens deste sistema são
- Consumo de combustível reduzido devido à sua alta eficiência
- Comparativamente amigo do ambiente devido à redução das emissões poluentes
- Funcionamento pouco ruidoso, funcionamento suave do motor
- Torque e potência elevados
- Filtros de partículas fáceis de limpar através da pós-injeção
- Custos de sistema mais baixos para motores diesel de 6 e 8 cilindros
Devido à sua conceção, um sistema de injeção diesel Common Rail é mais favorável a partir de um determinado número de cilindros do que um sistema de injeção por bico de bomba, por exemplo. Com a injeção por bico de bomba, cada bico de injeção tem a sua própria bomba, que é controlada separadamente da árvore de cames. Com um sistema de injeção common-rail, não faz grande diferença para os custos se os injectores de 4, 6 ou 8 cilindros estão ligados ao tubo distribuidor.
Quais são as desvantagens de um diesel Common Rail?
Como todos os sistemas, este não tem apenas vantagens. Tem também algumas desvantagens. As principais desvantagens deste sistema são
- Necessidade de combustível de alta qualidade
- Os injectores são sensíveis à contaminação
- As reparações são demoradas e dispendiosas
- Os filtros de combustível têm de ser substituídos com maior frequência
Com um gasóleo common-rail, nota-se imediatamente que o combustível não tem a qualidade exigida pelo motor. O motor funciona de forma irregular e o desempenho diminui. No entanto, um dos maiores pontos fracos é a sensibilidade dos injectores às impurezas. Por isso, é importante substituir regularmente o filtro de combustível num diesel common rail, de acordo com as instruções do fabricante. A reparação ou substituição de injectores entupidos é dispendiosa.
Da ETH Zurich à Fiat e à Bosch – a breve história do diesel common rail
O trabalho de desenvolvimento da injeção Common Rail já estava em andamento em vários projetos de pesquisa na ETH em Zurique em meados da década de 1970. O primeiro veículo do mundo a circular nas estradas com um diesel common rail foi um camião IFA W50 da VEB IFA Motorenwerke em Nordhausen. O diesel common rail foi utilizado pela primeira vez pelo maior fabricante de camiões da antiga RDA, mas não foi inventado. Nessa altura, a tecnologia common rail era designada por “sistema de injeção eletrónica de gasóleo”. No entanto, esta tecnologia nunca foi produzida em série na RDA por razões de custos.
Alguns anos mais tarde, em 1993, a Fiat apresentou o primeiro protótipo com esta tecnologia de injeção. Contudo, a Fiat teve problemas com as tolerâncias de produção e cancelou o projeto. No final de 1993, as patentes foram adquiridas à Bosch e a tecnologia common rail continuou a ser desenvolvida. Atualmente, o Alfa Romeo 156 JTD de 1997 é considerado o primeiro veículo de produção com injeção diesel da Bosch, enquanto o primeiro Mercedes com esta tecnologia de injeção foi um 220 CDI de 1998.
