05 Sistema de Alimentação por Injeção Eletrônica

Prévia do material em texto

SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO POR INJEÇÃO ELETÔNICA 
 
1 WWW.DOMINACONCURSOS.COM.BR 
Sistema de Alimentação Por Injeção Eletrônica 
Depois que os carburadores foram substituídos pelos sistemas de injeção eletrônica, as primeiras ver-
sões deste se deram com sistemas monoponto, 
 
Sistema de alimentação por Carburador 
A finalidade de fornecer combustível pressurizado aos dispositivos pulverizadores de combustível 
(carburador ou bicos injetores) do motor é delegada ao sistema 
Depois que os carburadores foram substituídos pelos sistemas de injeção eletrônica, as primeiras ver-
sões deste se deram com sistemas monoponto, onde apenas um bico injetor fornece combustível 
para todos os cilindros. 
Embora tenha tido uma melhora na qualidade da mistura e em sua formação, os mesmo problema de 
condensação do combustível no coletor de admissão ainda era realidade. 
Mesmo como dispositivos para reduzir a intensidade dessa desvantagem, o problema ainda ocorria e 
o sistema não possuía um rendimento tão superior quanto o carburador. 
A melhora se deu com sua evolução, o sistema injeção eletrônica multiponto (m.p.f.i – multipoint fuel 
injection), e é desta variação da injeção eletrônica que abordaremos o sistema de alimentação da 
grande maioria dos motores atuais. 
Componentes: 
Tanque de combustível; 
Bomba de combustível; 
Tubo tanque – filtro de combustível; 
Filtro de combustível; 
Tubo filtro de combustível – válvulas injetoras; 
Tubo distribuídor de combustível(Flauta); 
Válvulas injetoras; 
Regulador de pressão; 
Tubo retorno; 
Válvula de respiro(Sistema Cânister). 
Tanque de combustível: 
SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO POR INJEÇÃO ELETÔNICA 
 
2 WWW.DOMINACONCURSOS.COM.BR 
 
Para sistemas alimentação atuais, algumas modificações tiveram de ser feitas, principalmente no fato 
do deslocamento da bomba de combustível para o tanque de combustível. Antes mesmo desta modi-
ficação o tanque já passara por mudanças para atender os quesitos segurança e emissões. Atual-
mente, a maioria dos tanques de combustível para automóveis é fabricado de polietileno, um termo-
plástico derivado do petróleo e de alta densidade. 
Com a utilização deste material passou a ser mais fácil modelar o formato do tanque de combustível 
para ser montado no automóvel, o tanque agora possui formais complexas e irregulares, e mesmo 
assim é mais fácil e mais barato de ser fabricado. Além disso consegue-se obter tanques tão resisten-
tes quantos os antigos(metal), sendo mais leves e compactos, ou seja, o tanque pode ser melhor alo-
cado na estrutura do automóvel o que favorece a eficiência do automóvel como um todo. O tanque é 
frequêntemente colocado atrás do eixo traseiro, mas sua posição e formato dependo do projeto do 
automóvel. Dentro do tanque alguns componentes são instalados: 
Módulo de combustível; 
Aletas internas; 
Sistema de reaproveitamento dos vapores do combustível(cânister). 
Tanto o módulo de combustível quando o sistema cânister serão abordados em matérias individuais 
devido sua complexidade. 
As aletas internas, também chamadas de divisórias internas, são chicanas fabricadas do mesmo ma-
terial do tanque, que possuem a função reduzir a oscilação do combustível no tanque. Esta oscilação 
causa ruídos e mudanças súbitas no indicador de nível de combustível. As aletas mantém igual o ní-
vel de combustível em diversas partes do tanque. 
Bomba de combustível: 
 
Diferente dos antigos sistemas mecânicos, as bombas atuais são elétricas, e estão bem distantes do 
motor, localizadas dentro do tanque. Isso ajuda a reduzir a temperatura do combustível, além de ser 
mais seguro para o motorista. Entretanto, a bomba está montada em uma estrutura plástica que pos-
suí alguns outros componentes para seu funcionamento. Esta é estrutura é chamada de Módulo de 
combustível, e esta totalmente detalhada. 
Tubulação de alimentação: 
SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO POR INJEÇÃO ELETÔNICA 
 
3 WWW.DOMINACONCURSOS.COM.BR 
A grande influência na extensão da tubulação de alimentação dos sistemas de injeção eletrônica, é o 
local aonde o regulador de pressão está disposto. Em um sistema convêncional de injeção m.p.f.i o 
regulador de pressão é colocado na extremidado tubo distribuidor de combustível. Então gera-se a 
necessidade de uma tubulação de retorno de combustível(sem pressão) para o tanque de combustí-
vel. A tubulação de alimentação, como relacionada acima, possui sessões. 
Estas sessões são do tanque para o filtro e do filtro para as eletroválvulas. E são pontos estratégicos 
para mecânicos reparadores efetuarem testes de pressão na linha e diagnosticar possíveis proble-
mas. 
Quando o regulador de pressão encontra-se no módulo de combustível, é dispensada a necessidade 
da tubulação de retorno, apenas o combustível necessário é enviado as eletroválvulas, além disso o 
combustível fica ainda menos exposto as altas temperaturas do motor. 
Filtro de combustível: 
 
Mesmo em sistemas de alimentação antigos, as impurezas sempre foram indesejadas, com o sistema 
alimentação por injeção eletrônica não é diferente. Aliás, a preocupação com o nível de impurezas e 
seu tamanho é muito maior, pois as eletroválvulas trabalham furos calibrados que ultrapassam a es-
cala milimétrica, e facilmente teriam seu funcionamento prejudicado por partículas. 
Os filtros de combustíveis para sistemas de injeção são projetados de acordo com as exigências do 
sistema, e além de filtrar o combustível, deve dispor de boa capacidade de retenção de partículas, ou 
do contrário não suportaria a demanda do sistema e entupiria precocemente. 
Outro fator importante, é sua posição de montagem, frequentemente indicada por uma seta, deve ser 
montada com a seta apontado para o sentido do fluxo de combustível, nesse caso, para as válvulas 
injetoras. 
O filtro de combustível é composto de uma carcaça blindada, internamente preenchido com papel po-
roso dobrado em formato de sanfona e com elevada capacidade filtrante. Está sempre montado na 
tubulação de pressão do sistema de alimentação, mas próximo do tanque de combustível. 
Seu prazo de troca é de cerca de 5000 a 20000km, mas é importante sempre consultar o manual do 
fabricante. 
Tubo distribuidor (flauta): 
SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO POR INJEÇÃO ELETÔNICA 
 
4 WWW.DOMINACONCURSOS.COM.BR 
 
Trata-se de um tubo que montado no coletor de admissão juntamente com as válvulas injetoras, sua 
função é distribuir combustível pressurizado para as válvulas injetoras. Pode ser fabricado em alumí-
nio ou, mais comumente utilizado, em materiais plásticos. Em sistemas de alimentação com retorno, a 
flauta também aloja a válvula reguladora de pressão. 
Nesse caso o tubo possui duas sessões de fluxo, sendo uma de combustível pressurizado e a outra 
com combustível sem pressão retornando ao tanque, que é ligado ao regulador de pressão por uma 
extremidade e a tubulação de retorno por outra. 
Válvulas injetoras: 
 
Componente responsável por pulverizar o combustível no fim do coletor de admissão e próximo a vál-
vula de admissão. 
Regulador de pressão: 
 
Sua função é manter constante a pressão na linha de combustível, ou dentro da flauta, fazendo o 
combustível excedente retornar ao tanque e assim estabilizando a pressão. É composto por duas co-
nexões, uma para entrada do combustível e outra para saída, uma mola, um diafragma e uma válvula 
defluxo. O diafragma separa o regulador de pressão em duas câmaras, uma para o combustível que 
entra e outra para a mola. A mola exerce pressão sobre a válvula de defluxo, e a membrana equilibra 
a pressão em ambos os lados. 
Durante o funcionamento do motor o combustível contido na flauta exerce pressão sobre válvula de 
defluxo, quando a pressão do combustível vence a força da mola a válvula se abre, e parte do com-
bustível flui para a sessão da flauta que conduz o combustível à tubulação de retorno até que o dia-
fragma tenha, em ambos os lados, um equilíbrio de forças. 
SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO POR INJEÇÃO ELETÔNICA 
 
5 WWW.DOMINACONCURSOS.COM.BRQuando o regulador de pressão encontra-se na flauta existe também uma conexão que liga o coletor 
de admissão ao regulador de pressão no lado da mola. Pois quando o combustível em excesso saí 
da linha de pressão para a linha de retorno há uma queda de pressão nas válvulas injetoras. A liga-
ção com o coletor de admissão coloca o lado da mola sobre o mesmo ambiente(coletor de admissão) 
no qual as válvulas injetoras irão pulverizar o combustível, deixando o diafragma e as válvulas injeto-
ras com a mesma relação de pressão. 
Na configuração em que o regulador de pressão se encontra no módulo de combustível, o lado do di-
afragma em que se encontra a mola está exposto a pressão atmosférica. Neste caso, o cálculo de in-
jeção feito pela ECU irá contabilizar a diferença de pressão entre o ambiente e o coletor de admissão. 
Funcionamento do sistema de alimentação por injeção de combustível indireta: 
 
Sistema padrão: 
Quando acionada pelo seu relé, a bomba de combustível aspira o combustível do tanque, e o envia 
sobre pressão para as válvulas injetoras. O combustível assim que saí do tanque passa pelo filtro de 
combustível e flui em direção as válvulas injetoras. A ECU com base nos sensores do sistema de inje-
ção cálcula o tempo de abertura dos injetores, estes são acionados momentos antes da abertura da 
válvula de admissão. O combustível é pulverizado no ar aspirado, se mistura e entra na câmara de 
combustão para ser queimado no tempo de combustão. 
Como a bomba de combustível funciona enquanto o motor estiver funcionando, o excesso de com-
bustível que chega a flauta retorna através do regulador de pressão e do tubo de retorno para o tan-
que. Durante o retorno, o combustível ganha temperatura, o que faz com a temperatura de todo o 
combustível no tanque aumente com a chegada do excesso. 
SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO POR INJEÇÃO ELETÔNICA 
 
6 WWW.DOMINACONCURSOS.COM.BR 
Esse aumento de temperatura facilita a vaporização de parte do combustível, que emite gases noci-
vos ao meio ambiente. Estes gases são colhidos pelo sistema de canister, aonde passam por um fil-
tro de carvão ativado(canister propriamente dito), e são enviados ao coletor de admissão pela válvula 
de purga do canister; 
Sistema sem retorno (returnless): 
Funcionando da mesma forma que o sistema com retorno, este sistema possui algumas vantagens. 
Neste elimina-se o tubo de retorno, há apenas uma tubulação que se extende até as válvulas injeto-
ras, pois apenas a quantidade certa de combustível é enviada. 
O regulador de pressão, agora disposto no módulo de combustível, desvia o excesso fornecido pela 
bomba sem antes mesmo deste sair do tanque. Este sistema consegue reduzir a temperatura do 
combustível em cerca de 10 K, e com isso reduz também a vaporização do combustível no tanque, 
logo menos emissões. 
Sistema de Alimentação Por Carburador 
Finalidade de fornecer combustível pressurizado aos dispositivos pulverizadores de combustível(car-
burador ou bicos injetores) do motor é delegada ao sistema de alimentação. Com a crescente evolu-
ção dos motores e eletrônica, alterações importantes no funcionamento do sistema foram realizadas. 
Saíram de cena o carburador e bomba mecânica, para dar lugar aos atuadores, sensores e unidade 
de controle eletrônico (ECU). 
Estes aos poucos vão sendo substituídos por uma variação de seu sistema de injeção, antes indireta, 
com o combustível sendo pulverizado no fim do coletor de admissão, para os sistemas de injeção di-
reta, com o combustível sendo pulverizado dentro da câmara de combustão. Assim, o sistema de ali-
mentação possui três variações: 
Sistema de alimentação por carburador; 
Sistema de alimentação por injeção eletrônica; 
Sistema de alimentação por injeção eletrônica direta. 
Sistema de alimentação por carburador: 
O sistema de alimentação por carburador já está em desuso para o mercado automotivo, mesmo as-
sim a quantidade de veículos carburados que ainda circulam nas vias é grande, e isso faz deste ob-
soleto sistema não menos importante em termos de aprendizado. 
Neste o combustível é impelido ao carburador através de uma bomba mecânica acionada por uma 
árvore do motor, ou de manivelas, ou do comando de válvulas. Os componentes do sistema de ali-
mentação por carburador são: 
Tanque de combustível; 
Tubulação de alimentação; 
Filtro de combustível; 
Bomba de combustível; 
Carburador; 
Filtro de ar. 
 
SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO POR INJEÇÃO ELETÔNICA 
 
7 WWW.DOMINACONCURSOS.COM.BR 
Tanque de combustível: 
É o componente responsável pelo armazenamento do combustível no veículo, está em direto contato 
com este, e por isso precisa ser feito de materiais que resistam ao ataque químico do combustível. 
Foi bastante fabricado em aço e revestido internamente por camadas de estanho, chumbo ou cromo 
com finalidade de proteção contra corrosão. Posteriormente este material teve de ser substituído para 
resistir ao uso de etanol. 
 
Repare que o tanque de combustível está posicionado logo atrás da suspensão traseira. O carros dá 
foto é o lendário Audi Quattro. 
A capacidade de um tanque, bem como sua posição no veículo são fatores a serem determinados no 
projeto do mesmo. O tanque pode ser posicionado na dianteira, no centro ou na traseira do veículo. 
Para o abastecimento ser possível, o tanque possui um bocal que se liga a uma mangueira, esta é 
fechada por uma tampa localizada na carroceria do veículo. 
Juntamente a este bocal existe um outro bocal que mantem o tanque sobre pressão atmosférica, faci-
litando a saída do combustível para o motor. 
Este bocal também servia como suspiro para saída do vapor de combustível que poluíam o ar atmos-
férico, mas após 1990 foi incluído o sistema de aproveitamento dos vapores de combustível (cânis-
ter), que filtrava os vapores e os enviava para o coletor de admissão para serem queimado pelo mo-
tor. 
O tanque de combustível possui alguns componentes básicos: 
Medidor de volume de combustível: Trata-se de um potenciômetro no qual a haste em contato com a 
curva resistiva é a mesma haste que está ligada a uma boia. Esta boia está diretamente em contato 
com o combustível e seu deslocamento altera a tensão final do potenciômetro, ou seja, a medida de 
combustível no painel; 
Bocal de enchimento: É bocal por onde o combustível é abastecido no tanque; 
Tubo de saída: Tubo que conduz o combustível a bomba; 
Divisórias internas: São placas feitas pelo mesmo material do tanque com o intuito de evitar chacoa-
lhar do combustível dentro do tanque quando o veículo esta em movimento. 
Estas placas permitem manter o combustível no mesmo nível em diversos pontos do tanque, além de 
evitar inconvenientes como ruídos e alterações súbitas no nível de combustível indicado no painel. 
Tubulação de alimentação: 
Tubulação que conduz o combustível sugado pela bomba, do tanque até a cuba do carburador. O 
material de fabricação das tubulações varia com o tipo de combustível utilizado, além disso também 
possuem tratamento nas superfícies internas para resistir ao impacto químico do combustível. 
Os materiais mais comuns são polímeros, aço ou cobre. Em suas extremidades existem dispositivos 
de engate rápido ou abraçadeiras. 
SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO POR INJEÇÃO ELETÔNICA 
 
8 WWW.DOMINACONCURSOS.COM.BR 
Filtro de combustível: 
Sua finalidade é reter as impurezas contidas nos combustíveis, tanto partículas grosseiras quanto as 
mais finas, pois o carburador possui diversos orifícios calibrados de dimensões milimétricas que se-
riam facilmente afetados caso detritos chegassem a eles. Caso o filtro seja utilizado por um período 
além das suas especificações de manutenção, ele pode ficar impregnado de partículas e reduzir o 
fluxo de combustível para o carburador, e por consequência a potência do motor. Em sistemas de ali-
mentação por carburador existem três tipos de filtros de combustível já empregados: 
Filtros no tanque de combustível; 
Filtro instalado na bomba; 
Filtro na linha de combustível.Filtro de combustível montado na linha de alimentação. Repare que existe uma posição correta de 
montagem indicada pela seta. 
Os materiais mais comuns na fabricação dos elementos filtrantes são metais, cerâmicas e papel. Os 
elementos filtrantes são telas com poros por onde o combustível irá fluir. Essas telas podem ser feitas 
com uma combinação dos materiais citados acima, e são projetadas especificamente para determi-
nado sistema de alimentação. É o sistema de alimentação quem indica o poder de filtragem dos fil-
tros. 
 
Filtro de combustível desmontável. 
Dos últimos sistemas de alimentação por carburador até os atuais sistemas de injeção eletrônica, o 
filtro de combustível mais utilizado é o filtro disposto na linha de combustível. Em carros standard de 
fábrica eles são blindados, mas existem modelos desmontáveis no aftermarket. Nesse tipo de filtro 
deve-se seguir a recomendação na posição de montagem, geralmente indicada por uma seta. Caso o 
filtro seja montado de forma incorreta, sua vida útil será severamente reduzida. 
Em filtros desmontáveis o elemento filtrante pode ser facilmente removido e lavado, dispensando sua 
troca. 
Bomba de combustível: 
Com o tanque de combustível afastado do motor, é necessário que uma bomba faça o trabalho de 
empurrar o combustível até o carburador. Os motores carburados utilizaram dois tipos de bombas, a 
mecânica e a elétrica. 
SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO POR INJEÇÃO ELETÔNICA 
 
9 WWW.DOMINACONCURSOS.COM.BR 
 
 
A bomba mecânica é um dispositivo acionado pelo motor, é montada no motor de modo a receber 
seu acionamento por meio da árvore do comando de válvulas ou do virabrequim. Por conta disso a 
bomba está exposta as altas temperaturas que o motor atinge. Seu regime de funcionamento é dire-
tamente ligado ao regime de funcionamento do motor. Os componentes básicos de uma bomba me-
cânica para motores carburados são: 
Tampa: Prover a vedação superior da bomba, é apertada sobre juntas para evitar o vazamento de 
combustível; 
Corpo superior: É parte da bomba onde fica localizada as válvulas de entrada e de saída; 
Diafragma: Feito de borracha resistente ao contato com o combustível, tem a função causar a depres-
são e a compressão do combustível dentro da bomba; 
Mola: Localizada dentro do corpo inferior, funciona pressionando o diafragma para cima de modo a 
comprimir o combustível dentro da bomba e abrindo a válvula de saída; 
Corpo inferior: Sessão da peça que é aparafusada ao motor, além disso serve de suporte para toda a 
bomba; 
Balancim: Recebe diretamente a ação do eixo que o aciona, está ligado a haste do diafragma e rea-
liza o movimento descendente deste. 
Funcionamento da bomba de combustível mecânica: 
SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO POR INJEÇÃO ELETÔNICA 
 
10 WWW.DOMINACONCURSOS.COM.BR 
 
O acionamento da bomba é feito por uma árvore do motor, podendo ser do comando de válvulas, do 
virabrequim ou algum eixo intermediário. Este aciona um balancim que está ligado a haste do dia-
fragma. Quando acionado o balancim faz a haste descer, puxando o diafragma e comprimindo a mola 
de retorno. O combustível da linha de alimentação entra pela válvula de entrada. No momento em 
que o balancim deixa de ser acionado, a força da mola se sobrepões e empurra o diafragma para 
cima, comprimindo o combustível e enviando para o carburador pela válvula de saída. 
Carburador: 
 
Devido sua complexidade, este componente está totalmente explicado em uma matéria própria. 
Filtro de ar: 
 
Como o motor aspira o ar atmosférico para preparar sua mistura ar/combustível, ele está exposto aos 
demais tipos de impurezas contidas no ar. Gases de emissões industriais, partículas minerais, fuligem 
produzida pelos motores diesel, pólen e poeira são contaminantes que se aspirados sem nenhuma 
filtragem, reduzem a vida útil do motor através da contaminação do óleo lubrificante. 
SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO POR INJEÇÃO ELETÔNICA 
 
11 WWW.DOMINACONCURSOS.COM.BR 
 
Em motores carburados o filtro de ar era montado sobre o carburador, geralmente possuía forma cir-
cular e era fabricado com papel fibroso tratado com resina e disposto em formato de sanfona. Tam-
bém eram comuns de encontrar veículos com filtros de ar banhado a óleo, neste caso o papel fibroso 
protegido por um rede metálica era umedecido com óleo. O óleo retinha nele as impurezas do ar aspi-
rado, e o filtro prometia duração ilimitada, desde que houvesse sua devida manutenção, limpeza para 
retirada do óleo impregnado por um óleo novo. 
O fim do sistema carburado: 
Quando a crise no petróleo estourou na década de 70, o impacto no setor automotivo foi geral. Acon-
teceram diversas mudanças nos automóveis, que antes desse período não possuíam tanta preocupa-
ção com emissões e consumo de combustível, pois o petróleo parecia que duraria por um período ex-
tremamente longo. Motores enormes, carburadores duplos e quádruplos eram realidade antes da 
crise, mas após o colapso todo o foco do mercado automotivo mudou. 
Eficiência passou a ser o foco dos montadores, desenvolver carros que poluíam menos, consumiam 
menos e desempenhavam mais. Foi nesse cenário que o carburador começou a perder espaço para 
injeção eletrônica. 
As desvantagens dos sistemas de alimentação mecânicos eram muitas, necessitavam de regulagens 
periódicas, dificuldade de partida a frio, mistura ar/combustível imprecisa, desperdício de combustível 
devido a condensação do mesmo nas paredes do coletor, maior exposição ao calor do motor e 
grande quantidade de poluentes emitidos, seja por vapor do combustível no tanque, seja pela queima 
do combustível nas câmaras de combustão. 
Mesmo assim os automóveis com sistema de alimentação mecânica perduraram em alguns países 
até meados dos anos 90, mesmo atualizados utilizando catalisador, combustível sem chumbo e me-
lhor qualidade de fabricação sucumbiram as pesadas legislações que cobravam(e ainda cobram) por 
carros mais eficientes. 
_________________________________________________________________________________ 
_________________________________________________________________________________ 
_________________________________________________________________________________ 
_________________________________________________________________________________ 
_________________________________________________________________________________ 
_________________________________________________________________________________ 
_________________________________________________________________________________ 
_________________________________________________________________________________ 
_________________________________________________________________________________ 
_________________________________________________________________________________ 
_________________________________________________________________________________ 
_________________________________________________________________________________