apostila injeção diesel

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).

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