Sistemas de combustível de motores a gasolina e diesel

O sistema de energia fornece a principal função da usina - a entrega de energia do tanque de combustível ao motor de combustão interna (ICE) que a converte em movimento mecânico. É importante desenvolvê-lo para que o motor receba sempre gasolina ou óleo diesel na quantidade certa, nem mais, nem menos, nos mais diversos modos de operação. E se possível, salve seus parâmetros pelo maior tempo possível sem perder a precisão do trabalho.

Finalidade e operação do sistema de combustível

Em uma base ampliada, as funções do sistema são divididas em transporte e dosagem. O equipamento para o primeiro inclui:

• um tanque de combustível onde é armazenado um suprimento de gasolina ou diesel;
• bombas de reforço com diferentes pressões de saída;
• sistema de filtração para limpeza grossa e fina, com ou sem tanques de decantação;
• linhas de combustível a partir de mangueiras e tubulações flexíveis e rígidas com conexões apropriadas;
• dispositivos adicionais para ventilação, recuperação de vapor e segurança em caso de acidentes.

A dosagem da quantidade necessária de combustível é realizada por sistemas de diferentes níveis de complexidade, entre eles:

• carburadores em motores obsoletos;
• unidades de controle do motor com um sistema de sensores e atuadores;
• injetores de combustível;
• bombas de alta pressão com funções de dosagem;
• controles mecânicos e hidráulicos.

O abastecimento de combustível está intimamente relacionado ao fornecimento de ar ao motor, mas ainda são sistemas diferentes, portanto, a conexão entre eles é realizada apenas por meio de controladores eletrônicos e coletor de admissão.

Organização do abastecimento de gasolina

Dois sistemas são fundamentalmente diferentes e responsáveis ​​pela correta composição da mistura de trabalho - carburador, onde a taxa de abastecimento de gasolina é determinada pela velocidade do fluxo de ar aspirado pelos pistões, e injeção sob pressão, onde o sistema apenas monitora o fluxo de ar e os modos do motor, dosando o combustível por conta própria.

Carburador

O fornecimento de gasolina usando carburadores já está desatualizado, pois é impossível cumprir com as normas ambientais. Mesmo o uso de sistemas eletrônicos ou a vácuo em carburadores não ajudou. Agora, esses dispositivos não são usados.

O princípio de funcionamento do carburador era passar por seus difusores uma corrente de ar direcionada ao coletor de admissão. O estreitamento perfilado especial dos difusores causou uma diminuição da pressão no jato de ar em relação à pressão atmosférica. Devido à queda resultante, a gasolina foi fornecida pelos pulverizadores. Sua quantidade foi limitada pela criação de uma emulsão de combustível na composição determinada pela combinação de combustível e jatos de ar.

Os carburadores eram controlados por pequenas mudanças de pressão dependendo da vazão, apenas o nível de combustível na câmara da bóia era constante, que era mantido por bombeamento e fechamento da válvula de corte de entrada. Havia muitos sistemas em carburadores, cada um dos quais era responsável por seu próprio modo de motor, desde a partida até a potência nominal. Tudo isso funcionou, mas a qualidade da dosagem acabou se tornando insatisfatória. Era impossível ajustar com precisão a mistura, o que era necessário para os conversores catalíticos de gases de escape emergentes.

Injeção de combustível

A injeção de pressão fixa tem vantagens fundamentais. É criado por uma bomba elétrica instalada no tanque com um regulador integrado ou remoto e é mantida com a precisão necessária. Seu valor é da ordem de várias atmosferas.

A gasolina é fornecida ao motor por injetores, que são válvulas solenoides com atomizadores. Eles abrem quando recebem um sinal do sistema eletrônico de controle do motor (ECM) e, após um tempo calculado, fecham, liberando exatamente a quantidade de combustível necessária para um ciclo do motor.

Inicialmente, foi utilizado um único bico, localizado no lugar do carburador. Tal sistema foi chamado de injeção central ou única. Nem todas as deficiências foram eliminadas, portanto, estruturas mais modernas têm bicos separados para cada cilindro.

Os sistemas de injeção distribuída e direta (direta) são divididos de acordo com a localização dos bicos. No primeiro caso, os injetores fornecem combustível ao coletor de admissão, próximo à válvula. Nesta zona, a temperatura é aumentada. E um caminho curto para a câmara de combustão não permite que a gasolina condense, o que era um problema com injeção única. Além disso, tornou-se possível escalonar o abastecimento, liberando a gasolina estritamente no momento em que a válvula de admissão de um determinado cilindro se abre.

O sistema de injeção direta funciona de forma ainda mais eficiente. Quando os bicos estão localizados nos cabeçotes e introduzidos diretamente na câmara de combustão, é possível utilizar os mais modernos métodos de injeção múltipla em um ou dois ciclos, ignição em camadas e turbilhão complexo da mistura. Isso melhora a eficiência, mas cria problemas de confiabilidade que levam a um custo mais alto de peças e montagens. Em particular, precisamos de uma bomba de alta pressão (bomba de combustível de alta pressão), bicos especiais e garantindo que o trato de admissão seja limpo de contaminantes pelo sistema de recirculação, porque agora a gasolina não é fornecida à admissão.

Equipamento de combustível para motores diesel

A operação com ignição por compressão HFO possui especificidades próprias associadas às dificuldades de atomização fina e alta compressão do diesel. Portanto, o equipamento de combustível tem pouco em comum com os motores a gasolina.

Bomba injetora separada e injetores unitários

A alta pressão necessária para injeção de alta qualidade em ar quente altamente comprimido é criada por bombas de combustível de alta pressão. De acordo com o esquema clássico, para seus êmbolos, ou seja, pares de pistões feitos com folgas mínimas, o combustível é fornecido por uma bomba de reforço após limpeza completa. Os êmbolos são acionados pelo motor através da árvore de cames. A mesma bomba realiza a dosagem girando os êmbolos através de uma cremalheira conectada ao pedal, e o momento da injeção é determinado devido à sincronização com os eixos de distribuição de gás e a presença de reguladores automáticos adicionais.

Cada par de êmbolos é conectado por uma linha de combustível de alta pressão aos injetores, que são simples válvulas de mola conduzidas para as câmaras de combustão. Para simplificar o projeto, às vezes são usados ​​os chamados injetores de bomba, que combinam as funções de bombas e pulverizadores de combustível de alta pressão devido ao acionamento de energia dos cames do eixo de comando. Eles têm seus próprios êmbolos e válvulas.

Tipo de injeção principal Common Rail

O princípio de controle eletrônico de bicos conectados a uma linha comum de alta pressão tornou-se mais perfeito. Cada um deles possui uma válvula eletro-hidráulica ou piezoelétrica que abre e fecha ao comando da unidade eletrônica. O papel da bomba injetora reduz-se apenas a manter a pressão necessária no trilho, que, com esse princípio, poderia ser levada até 2000 atmosferas ou mais. Isso possibilitou controlar com mais precisão o motor e ajustá-lo aos novos padrões de toxicidade.

Aplicação de linhas de retorno de combustível

Além do fornecimento direto de combustível ao compartimento do motor, às vezes também é usado um dreno de retorno através de uma linha de retorno separada. Isso tem várias finalidades, desde facilitar a regulação da pressão em diferentes pontos do sistema, até a organização da circulação contínua do combustível. Recentemente, o refluxo no tanque raramente é usado, geralmente é necessário apenas para resolver problemas locais, por exemplo, controlar a hidráulica de bicos de injeção direta.