Injeção Direta de Combustível: maior economia e potência


Quem já teve curiosidade de pesquisar o significado de novas siglas utilizadas pelas montadoras de automóveis certamente descobriu que algumas são relacionadas ao sistema de injeção direta de combustível. Neste post o Guru das Máquinas explica o funcionamento deste tipo de sistema.

Começamos com algumas siglas relacionadas à injeção direta e suas respectivas montadoras:

  • Chevrolet – SIDI – Spark Ignition Direct Injection
  • Hyundai e Kia – GDI – Gasoline Direct Injection
  • Mercedes-Benz – CGI – Charged Gasoline Injection
  • Volkswagen – FSI – Fuel Stratified Injection

Injeção Indireta

Para compreender as vantagens da injeção direta é importante saber que nos motores com injeção indireta os bicos injetam o combustível no coletor de admissão, onde este é misturado ao ar formando uma espécie de névoa fina que necessita passar pelas válvulas de admissão para chegar até o cilindro.

Injeção Direta

O nome injeção direta de combustível é atribuído ao tipo de sistema de injeção eletrônica no qual o combustível é injetado diretamente no cilindro sem passar pelas válvulas de admissão. A figura abaixo demonstra o bico injetor posicionado na área superior do cilindro (câmara de combustão).

Injeção direta detalhes

Alta Pressão

Para injetar o combustível em alta pressão diretamente nos cilindros, os sistemas de injeção direta trabalham com duas bombas, sendo:

  • Bomba de baixa pressão – localizada junto ao tanque opera com pressão de até 6 bar dependendo da montadora e do regime de operação do motor;
  • Bomba de alta pressão – localizada junto ao motor, recebe combustível da bomba de baixa pressão, opera com pressão entre 30 e 200 bar dependendo da montadora e do regime de operação do motor

Bicos Especiais

O fato de receber combustível com até 200 bar e trabalhar em uma área tão quente como a câmara de combustão requer que os bicos injetores sejam especiais, garantindo a rápida pulverização de gotículas muito pequenas de combustível necessárias para a perfeita mistura com o ar.

Menor Temperatura

Redução da temperatura do motor também é uma característica associada aos sistemas de injeção direta, pois quando o combustível em alta pressão é pulverizado no cilindro causa a redução de temperatura. Esta característica permite que as montadoras fabriquem motores com maior taxa de compressão (resulta em maior torque) sem colocar em risco sua vida útil. No entanto, sem a injeção direta, a produção de motores com alta taxa de compressão possui restrições, já que esse aumento de compressão gera aquecimento excessivo, o qual reduz a vida útil do motor.

Economia

Motores com injeção direta de combustível são mais econômicos devido ao fato de conseguirem trabalhar com mistura de 40:1 (40 partes de ar para 1 de combustível), tal mistura é considerada uma mistura pobre. Motores com injeção indireta trabalham com mistura de 14,7:1.

Central de Injeção

Para realizar o controle preciso dos elementos as centrais de injeção eletrônica dos sistemas de injeção direta requerem maior rapidez tanto na leitura de informações de sensores, quando no controle de ações baseadas nesta leitura.

Menor Poluição

A injeção direta também emite menor nível de poluentes, salvo NOx (óxido de nitrogênio) que tende a aumentar pela mistura pobre, mas as montadoras contornam este problema com um sistema especial de recirculação de gases.

Principais Vantagens

Unindo estas características a Bosch divulga três principais vantagens:

  • Consumo de combustível reduzido em até 15%
  • Torque até 5% maior
  • Comportamento de resposta espontânea

Histórico

Evolução similar à injeção direta já ocorreu na injeção eletrônica quando a injeção multiponto foi adotada em substituição à injeção monoponto. Com a injeção multiponto foi possível aproximar os bicos injetores das válvulas de admissão.

Injeção Direta nos Motores Diesel

A injeção direta de combustível não é uma novidade, tanto que já é largamente aplicada nos motores movidos a diesel. Porém estes motores possuem características especiais, entre elas a ausência de velas para gerar a explosão da mistura de combustível e ar. Nos motores diesel a explosão ocorre através da elevação de temperatura provocada pela compressão.

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