Common Rail

Assim como os motores ciclo Otto, que no final da década de 1980 início da de 1990 tiveram o sistema de alimentação por carburador substituído pelo sistema de injeção eletrônica, os motores ciclo Diesel passam pelo mesmo processo, e não poderia ser diferente. Desta forma, a tão conhecida bomba injetora passa a dar lugar a sistemas de injeção eletrônica diesel, como o Common Rail.

Partindo do sistema de alimentação de combustível para motor Diesel pela bomba injetora, observamos que a bomba desempenha praticamente todas as funções que determinam a quantidade de combustível e pressão necessária para a combustão, sendo que na maioria dos casos funciona de forma totalmente mecânica, fornecendo combustível ao motor através dos bicos injetores, que também de forma estritamente mecânica, sob ação da pressão, abre a passagem de uma determinada quantidade de combustível no momento que o cilindro necessitar de “alimentação”.

No sistema Common Rail (CR) a configuração é outra. Os bicos injetores não estão ligados a uma bomba injetora através de um tubo para cada cilindro como no sistema mecânico, mas, sim, acoplados a um único tubo ou galeria de combustível, semelhante aos sistemas de injeção multiponto para ciclo Otto. Daí o nome de Common Rail.

A alta pressão é gerada por uma bomba (CP1 ou CP3, dependendo da aplicação) acoplada ao motor que fornece o combustível com a pressão necessária para o tubo e o injetor, que, apesar de abrir passagem ao combustível por pressão, isto só ocorre quando a unidade de comando assim determinar através de sinal elétrico. Desta forma, a pressão de injeção de combustível pode variar independente da rotação do motor e da própria quantidade de combustível a ser fornecida para o motor nos seus diversos regimes de trabalho.

Assim podemos dizer que tanto a pressão como a quantidade de combustível são determinadas de forma independente pela unidade de comando e, para estas determinações, a unidade recebe informações de diversos sensores, cada um com sua determinada função. Portanto, o motor trabalha no melhor de seu desempenho, com consumo otimizado, baixas emissões de poluentes e baixo nível de &lsquoruído&rsquo. Além disso, a eletrônica possibilita uma enorme gama de funções que podem, entre outras, proteger o motor no caso de pane durante a operação, ou no caso de alguma falha no próprio sistema de injeção. Nesta situação ocorre um alerta no painel de instrumentos, indicado por uma lâmpada.

A unidade de comando recebe diversas informações através dos sensores e, dependendo da necessidade aciona os atuadores, sendo os principais o regulador de pressão de combustível e o injetor, fazendo do sistema Common Rail o mais adequado para atender às exigências requeridas na aplicação de motores Diesel.

Entre as informações, quando se pensa em sistema eletrônico de alimentação para um motor, precisamos partir de pontos básicos. Desta forma, a unidade necessita de informações como a de rotação do motor (sensor de rotação), da massa de ar (medidor de massa de ar) no qual o motor está funcionando no momento, e, no caso do motor diesel onde a injeção é diretamente na câmara de combustão, esta unidade necessita saber o momento do ponto morto superior do cilindro 1, para acionar os bicos injetores de forma correta, em seqüência (sensor de fase).

Também se faz necessário um sensor de pressão do combustível para o controle da pressão de combustível no tubo distribuidor (“rail”), nos diversos regimes de trabalho do motor. Além disso, é importante conhecer a posição do acelerador do veículo durante a condução pelo motorista (sensor do pedal do acelerador). Existem ainda outros sensores que trazem as condições momentâneas para que haja uma adequação de maneira precisa na forma de trabalho dos atuadores.

Fazendo mais um paralelo com o sistema de injeção eletrônica para motores ciclo Otto, observamos que a evolução é constante, desde o seu lançamento no Brasil. Isso significa que foram sendo agregados outros componentes ou, como é de se esperar, foram aprimorados cada vez mais em suas tecnologias. Entre os objetivos desta constante evolução estão o de proporcionar ganho em economia, dirigibilidade, conforto, segurança, desempenho e, conseqüentemente, atender às normas de emissões que a cada período se tornam mais rigorosas, com redução dos limites para assegurar um meio ambiente mais limpo. Para isto é necessário sistemas que dão versatilidade na sua aplicação.

Os motores ciclo Diesel com Common Rail atendem às normas Conama V e Euro III, e pela versatilidade, deverão também atender às normas futuras de emissões. Cito como um exemplo desta versatilidade a tecnologia do bico injetor piezo elétrico de que vamos falar em breve.

O sistema Common-Rail foi desenvolvido no inicio dos anos 90 e apresentado pela primeira vez pela Fiat, em 1995, com o intuito de empregá-lo em seus caminhões.

A mesma Fiat foi pioneira em comercializar um veículo leve com esta tecnologia no ano de 1997, no modelo 156 da Alfa Romeo. No mesmo ano, lançou-se também no mercado o Mercedes-Benz E 320 CDi, após ter sido cedida a tecnologia à Bosch para estudo e desenvolvimento, onde posteriormente, licenciou o sistema para diversos fabricantes.

FUNCIONAMENTO

Basicamente, o Common-Rail é composto por uma bomba de alta pressão que atua em uma linha de combustível comum a todos os injetores, pressurizando entre 1350 a 1600 bar constantemente, não variando esta com a rotação do motor.

O comando dos injetores é realizado através de solenoides que permitem a abertura destes para que ocorra a injeção de combustível dentro da câmara.

Uma das vantagens que podemos citar é a maior facilidade na parte a frio, o que afeta também, diretamente no consumo e emissão de poluentes, o que não ocorria nos modelos dotados de bomba injetora.

Já no ano de 2002, a Fiat demonstrou uma evolução do Common-Rail, com um sistema capaz de atingir 1800 bar e de tempo de injeção precisa.

SISTEMA UIS