Como funciona a injeção de combustível?

Mar 15, 2023

A injeção de combustível é uma das maiores razões pelas quais os carros modernos são tão bons em tudo.

chrishasacamera

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A injeção de combustível é uma comodidade de engenharia moderna que consideramos natural. Não faz muito tempo que a tecnologia que permite que nossos carros dêem partida de forma confiável em qualquer temperatura, altitude e qualquer condição estava em sua infância e tinha suas próprias ressalvas em comparação com os carburadores.

Mas agora, a injeção de combustível alimenta a grande maioria dos carros de combustão interna, e tem feito isso nos últimos 30 anos.

Ele percorreu um longo caminho desde seus primeiros dias como um sistema mecânico de injeção de combustível e é o grande responsável pelo incrível equilíbrio entre economia de combustível, emissões e potência que os motores modernos possuem. Tudo se resume à precisão com que a injeção de combustível moderna pode fazer seu trabalho. Mas como isso funciona? Bem, bons leitores, sentem-se, relaxem e deixem-me explicar.

Para entender a injeção de combustível, você precisa entender como funciona um motor. Na sua forma mais simples, um motor é uma bomba de ar que ingere uma mistura de ar/combustível, comprime essa mistura, inflama-a e a esgota. Um dos parâmetros mais importantes de um motor é a mistura entre ar e combustível, e controlar essa mistura com precisão afeta tudo. Potência, economia de combustível, emissões, calor, eficiência, o que você quiser.

No passado, os carros usavam carburadores para medir essa mistura de ar e combustível. Eles funcionavam como computadores mecânicos que operavam usando diferenciais de vácuo e pressão em passagens intrincadas para determinar se o carro estava em marcha lenta, cruzeiro ou aceleração máxima. O problema com os carburadores é que eles são pré-ajustados com jatos de combustível de um determinado tamanho, o que significa que mudanças de altitude ou mudanças de temperatura alteram drasticamente a potência e o comportamento do motor. Em essência, misturava combustível muito antes da câmara de combustão sem muita precisão. É o chamado sistema de "circuito aberto" em que a afinação do motor é predeterminada.

A injeção de combustível funciona de maneira completamente diferente e possui algumas variantes. Mas a diferença crucial é que a injeção de combustível é programada com precisão para sua aplicação, em vez de um carburador que fornece uma névoa consistente de combustível. A injeção de combustível é ajustada na quantidade de ar que entra na admissão. Então, um pulso correspondente de combustível é injetado para aquele evento de cilindro.

A diferença entre as formas de injeção de combustível é como a injeção de combustível é cronometrada. A injeção mecânica de combustível funciona sem eletrônica e é fisicamente sincronizada com o motor, geralmente usando uma das árvores de cames do motor. A injeção eletrônica de combustível é cronometrada usando sensores no virabrequim do motor, no eixo de comando de válvulas ou em ambos, para determinar o tempo e a duração corretos da injeção.

A maior vantagem da injeção eletrônica de combustível (EFI), de longe a forma mais comum de injeção, é que ela pode operar em circuito fechado. Isso significa que o EFI pode se ajustar ativamente dependendo das condições, sempre otimizando a mistura de combustível com base nas leituras do sensor de fluxo de ar em massa ou sensor de pressão do coletor ou sensor de oxigênio. Isso significa que o carro pode dar a partida sem esforço em temperaturas abaixo de zero a 14.000 pés e, imediatamente, fazer a mesma coisa a 110 graus Fahrenheit ao nível do mar.

Dos sistemas EFI modernos, existem dois tipos principais: injeção direta e injeção de porta. A injeção direta agora está vendo a onipresença como a forma dominante de injeção de combustível a gasolina e tem sido o sistema de injeção de combustível diesel dominante por algum tempo. Ele injeta combustível diretamente na câmara de combustão a pressões extraordinariamente altas, em torno de 2.900 psi no caso do atual motor Volkswagen EA888. Isso permite que o combustível seja pulverizado em uma névoa quase atomicamente fina em rajadas curtas para promover a mistura máxima de ar e combustível e uma quantidade absurdamente precisa de combustível por pulso do injetor. Uma de suas principais desvantagens é que requer mais manutenção do que a injeção de porta e deixa para trás o infame acúmulo de carbono nas válvulas porque o combustível normalmente limparia as válvulas em um motor de injeção de porta.