Por Joel S. Alves *
Como todos sabem, para que ocorra uma combustão são necessários três elementos: combustível, oxigênio e calor. Na última publicação, abordamos o sistema de alimentação de ar, responsável por levar oxigênio para dentro dos cilindros e iniciar o processo de combustão. Anteriormente, havíamos tratado do calor, produzido pelo funcionamento do ciclo de 4 tempos (lembre-se de que no segundo tempo a compressão de ar no cilindro gera grande quantidade de calor e a temperatura pode atingir 700 ºC). Agora, abordamos o sistema de alimentação de combustível, encarregado de prover combustível no momento e na dosagem certos. Além disso, esse sistema vaporiza o combustível líquido (no caso, o óleo diesel), para que ocorra uma mistura mais homogênea possível com ar.
O sistema de alimentação de combustível possui quatro funções básicas:
1 – Fornecer o óleo diesel para o motor no momento certo
2 – Dosar a quantidade correta
3 – Vaporizar o diesel com o ar dentro do cilindro
4 – Controlar o regime de trabalho do motor através do comando do acelerador
Para executar com precisão essas funções o sistema dispõe dos seguintes componentes.
Reservatório (tanque de combustível): onde fica armazenado o óleo diesel no próprio trator. Pode variar de 50 até 200 litros ou mais, conforme o tamanho e o uso.
Bomba de sucção ou alimentadora: puxa o combustível do tanque e o envia para a bomba injetora. É de baixa pressão.
Bomba injetora: componente responsável por dosar, controlar e liberar o combustível. Trabalha em alta pressão (acima de 200 bar ou kgf/cm2).
Bomba auxiliar de acionamento manual: utilizada em casos de entrada de ar no sistema, para expulsar esse elemento.
Bicos injetores: responsável por vaporizar o combustível com ar aquecido e desencadear o processo de combustão. Possui em sua extremidade micro-orifícios (em milésimos de milímetro), capazes de fazer com que o combustível líquido seja injetado em espectro de nuvem. Há um bico para cada cilindro do motor.
Tubulações e filtros: conduzem o combustível do tanque até o ponto final junto ao bico injetor e também as linhas de retorno do combustível que sobra durante o processo de funcionamento. São tubulações de baixa e alta pressão, sendo as de alta confeccionadas em ligas metálicas especiais para suportar a pressão elevadíssima – elas não podem ser dobradas ou alteradas em seu formato. Os filtros retêm as impurezas do diesel, sendo que há um filtro separador da umidade, conhecido como copo de sedimentação ou pré-filtro.
Funcionamento do sistema
A bomba alimentadora puxa do tanque o combustível, que passa por um pré-filtro e segue para a bomba injetora, por meio dos filtros principal e secundário. A bomba injetora eleva a pressão do diesel através dos elementos internos e o distribui junto a tubulações de saída para cada bico injetor. O bico é instalado no cabeçote do motor para pulverizar o diesel na câmara de combustão junto ao ar aquecido dentro do cilindro, realizando a combustão. Tanto no bico injetor quanto na bomba são instaladas tubulações para retorno de combustível residual do processo. Junto ao tanque deve haver um orifício para entrada de ar, que é o respiro ou suspiro. Muitas vezes, esse respiro – normalmente localizado junto ao bocal de abastecimento – fica obstruído pela poeira das lavouras, deixando todo o sistema inoperante.
Nas bombas em linha a alta pressão é realizada por elementos do tipo pistão individual, um para cada cilindro do motor, localizados em linha junto à saída da bomba, onde é feita a conexão dos tubos de alta pressão para cada bico. Na bomba rotativa a alta pressão é realizada por um único pistão, que, através de uma placa rotativa, distribui o combustível junto às conexões de saída em forma circular, de onde partem os tubos de alta pressão para os bicos injetores. A lubrificação da bomba rotativa é realizada pelo próprio óleo diesel, enquanto na bomba em linha o óleo diesel lubrifica apenas a parte superior da bomba, a parte inferior é lubrificada com óleo do motor, através de tubulação própria ou de um depósito localizado junto à bomba – neste caso há necessidade de reposição frequente.
Existe ainda um outro sistema não aplicado nos tratores agrícolas comumente encontrados no Brasil. É o sistema conhecido como bomba-bico, no qual para cada cilindro do motor há um conjunto completo de elementos de bomba injetora individual e bico. Essa solução é muito utilizada nos motores da marca Caterpillar.
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Como os filtros podem deixar o maquinário agrícola mais eficiente?
Todas essas opções de sistema de injeção diesel utilizam-se de recursos exclusivamente mecânicos, porém, cada vez mais, os motores diesel fazem uso da tecnologia “mecatrônica”, que combina mecânica e eletroeletrônica. Essa tecnologia passou por fases intermediárias e, hoje, consolida-se como um sistema eletrônico de injeção diesel comercialmente conhecido como “cammon rail”. Injeção diesel “cammon rail” é o que há de mais moderno nos motores diesel e está presente nos atuais modelos de tratores e máquinas agrícolas, inicialmente nos de média e alta potência e chegando aos motores de menor porte.
Como funciona?
O funcionamento do sistema de injeção Cammon Rail é muito simples. Ele possui uma bomba de alta pressão (mais de 1200 bar), do tipo pistões radiais, que abastece um tubo comum (cammon rail) de alta pressão e segue as tubulações para cada bico injetor. É neste bico injetor que está toda a tecnologia, pois é onde há o controle eletroeletrônico que atua no dispositivo mecânico do bico, permitindo controlar as injeções em milésimos de segundos, aumentando muito a eficiência da combustão e reduzindo perdas e emissão de poluentes.
Quanto mais tecnologia, mais cuidados se deve ter. Portanto, as intervenções preventivas devem ser observadas criteriosamente neste sistema. Trata-se de realizar revisões rápidas, porém indispensáveis, como substituição dos filtros e limpeza dos reservatórios, bem como a drenagem diária da umidade e contaminantes e seguir as recomendações do fabricante, principalmente quanto à qualidade e ao armazenagem do diesel.
Joel S. Alves é instrutor nas áreas de Operação e Manutenção de Máquinas e Implementos Agrícolas e Rodoviários *
