Sistema de Alimentação do Motor (Parte I - Motores a Gasolina)

Lá diz o velho ditado popular: Quem não é para comer, não é para trabalhar.

Pois, nos automóveis também: os que mais trabalham (andam) também têm, forçosamente, de consumir. Nem sempre é verdade que um automóvel com muita performance tenha obrigatoriamente de consumir muito.

Por vezes, alguns veículos de elevada performance consomem tanto ou menos que outros mais "fracos" em igualdade de circunstâncias de andamento. Só que, quando o pé do condutor apanha um veículo mais dinâmico, o prazer e a vontade de explorar as suas características leva-o a consumir mais.

 

Mais aí, não há razão para criticar. Se estamos a andar mais, temos de consumir mais. Por outro lado, também é um engano assumir sempre que um automóvel com "menor" motor tem de fazer consumos "milagrosos". Porque, quando forçamos muito o andamento num automóvel pequeno, acabamos por consumir muito e sem grandes resultados dinâmicos.

Sistema de Alimentação - Motores a Gasolina

Até há poucos anos a esta parte, os motores de automóveis eram alimentados através de sistemas pouco rigorosos. Refiro-me concretamente aos sistemas de alimentação por carburador.

O carburador recebia gasolina que era enviada do depósito por uma bomba (bomba de combustível) alojada internamente.

O carburador tinha um pequeno reservatório (cuba) para "ter à mão" as quantidades necessárias de gasolina que ele próprio doseava. A dosagem de combustível gerida pelo carburador era feita de uma forma mecânica muito simples e muito bem imaginada.

SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO DO MOTOR

Mas antes de vermos como isso se passava, vamos tentar perceber um princípio básico de escoamento de fluídos: Se é fumador, já foi ou viajou com algum de automóvel, deve lembrar-se bem deste "truque": Quando se fuma dentro de um automóvel, como é de esperar, o ambiente fica insuportável devido à falta de volume de ar dentro do habitáculo que permita a dissipação do fumo. Então, os fumadores mais experientes, utilizam uma técnica muito eficaz. Abrem um pouco o vidro da janela do seu lado (1 cm basta) e, como por magia, o fumo passa rapidamente para o exterior - isto claro, em velocidade de cruzeiro (estrada). Não faça a experiência durante as filas intermináveis quando se desloca para o seu local de trabalho, caso contrário, vai sentir-se muito entoxicado.

Porque é que o fumo sai tão rápido nestas condições ?

Porque, quando o ar é forçado a passar por uma superfície estreita, cria-se uma depressão (uma zona de pressão inferior à existente na atmosfera). Ora, o fumo existente no habitáculo e que está sujeito à pressão atmosférica, ao encontrar uma zona de menor pressão (junto à janela) é inevitavelmente impulsionado para lá. Como a janela está aberta, sai sem grande demora, pelo facto de se dar um efeito de sucção.

O carburador funciona pelo mesmo fenómeno. Tem um corpo cilíndrico com uma "cinturinha estreita" por onde passa o ar que vai para dentro do motor.

Como o ar, ao ser obrigado a passar pela zona de "cintura" deste corpo cilíndrico (corpo Venturi) e pelo facto de ser mais estreita, acelera a sua velocidade e diminui a sua pressão...

Como a cuba (pequeno reservatório de gasolina integrado no carburador) está ligada por um pequeno tubo à zona estreita do corpo do carburador, pelo facto da passagem do ar criar uma depressão, a gasolina transfere-se automáticamente para aquela zona, mistura-se com o ar e entra pulverizada para dentro do motor ... tal como o fenómeno do fumo de cigarro dentro do automóvel.

No corpo do carburador existia também uma borboleta que, conforme a sua posição, deixava entrar mais

ou menos quantidade de ar para o motor. Ora, como essa borboleta era comandada pelo acelerador do veículo, abria mais ou menos de acordo com a aceleração pretendida pelo condutor.

 Foi um sistema que funcionou durante muitos anos, que sofreu muitos aperfeiçoamentos tecnológicos, mas, insuficiente para ajudar a cumprir o rigor actual das normas de poluição. Se compararmos o sistema de alimentação por carburador com os actuais e evoluidíssimos sistemas de injecção controlados electronicamente, só podemos concluír que o carburador não era mais do que uma "torneira" sofisticada.

Mas, felizmente, os ambientalistas, na defesa de todos os seus concidadãos do globo, isto é, na defesa de todos nós, começaram a pressionar a comunidade política para os alertar sobre os grandes malefícios da poluição. E a comunidade política, começou a pressionar a comunidade científica de modo a forçar a pesquisa de outras soluções menos maléficas para a saúde humana.

Quando falarmos de catalizadores, teremos oportunidade de debater melhor esta questão. No entanto, posso desde já adiantar que a esmagadora maioria dos seres humanos não tem uma consciência real do mal que fazemos a nós próprios com a quantidade de poluição que transferimos para a atmosfera - quer através do automóvel, quer através de outros agentes industriais (fábricas, etc...). A situação é de tal modo grave, que uma percentagem elevadíssima de seres humanos enfermam, desde muito cedo (logo quase após o nascimento), de penosas doenças de origem pulmonar.

Também os fenómenos recentes de "fúria da natureza" (ex: el ninho) são consequência directa do abuso da poluição. A poluição aquece a atmosfera terrestre, gerando mutações climatéricas e invertendo a lógica normal de funcionamento dos climas em todos os continentes.

Imagine o que seria de nós se, por exemplo, no Alentejo e em poucos anos, se passasse do actual clima para um clima Polar.

Acha que a lógica actual da construção de casas, agricultura e outras áreas fundamentais à sobrevivência humana, poderiam suportar tamanha alteração? É claro que o meu exemplo foi um pouco extremista, mas, em traços gerais, é quase o que pode acontecer em todos os cantos do globo terrestre.

É óbvio que a solução não passa por deixar de ter automóvel.

Vivam os automóveis, que são uma maravilha da criatividade humana e que tanto gozo nos dão a conduzir.

Não, não! Não é necessário acabar com eles. Há é que inventar outros! Se a roda tem milhares de anos de evolução e outras coisas criadas pelo Homem não pararam ainda de evoluír, porque é que o automóvel com os seus "míseros" 100 anos de história, estaria esgotado aqui ?

Bom! Bom! Bom! Ordem à mesa!

Eu sei, eu sei! Fique descansado que ainda não me perdi.

Estávamos e vamos continuar a falar de sistemas de alimentação.

Íamos nos carburadores, não era ?

Está bem, mas esqueça lá isso que já não se usa.

Dizia eu que, como a comunidade científica não tem deixado de ser pressionada pela comunidade política (empurrada, também ela, pelo meritório trabalho dos ambientalistas), a tecnologia automóvel não tem parado nem vai parar jamais.

 

 

 

Como é óbvio, os sistemas de alimentação (mas também outras áreas do automóvel que podem ajudar indirectamente neste processo - os aços empregues e seu comportamento termodinâmico, etc...) têm sido objecto de maior investigação, pois são eles os principais responsáveis pela probabilidade de atingir mais rapidamente os objectivos de redução da poluição.

E assim, passou-se do sistema de carburadores para os sistemas de injecção. Durante essa passagem, começou por ser utilizado um sistema simples de injecção constituído apenas por um injector.

 

Sistema de injecção monoponto

E o que é um injector ?

Lá voltamos à história da seringa ...

Imagine novamente a seringa, mas, desta feita, com a agulha lá colocada. Quando pressiona o êmbolo da seringa, o líquido que ela contiver, sai num fino jacto para o exterior.

Isto é o efeito criado por um injector que alimenta de gasolina/gasóleo um motor.

Como se pode perceber rapidamente, esta dosagem de gasolina é muito mais perfeita do que a utilizada noantigo carburador.

Só que, na altura em que ocorreu esta mudança tecnológica e em que simultâneamente foi obrigatória a introdução de catalizadores, os construtores não tinham, nem tempo suficiente, nem dinheiro suficiente para adoptar sistemas mais perfeitos e sofisticados nas suas gamas de modelos em comercialização. Só, conforme foram desenvolvendo novos modelos, foram surgindo sistemas de injecção mais eficazes.

Porquê a insuficiência dos sistemas de injecção de apenas 1 injector, denominados também por sistemas de injecção monoponto ?


É que, como todos sabemos, a maioria dos motores existentes no mercado são de 4 cilindros em linha. Por esse mesmo motivo, o único injector deste sistema era colocado centralmente. Como consequência, a distância do injector aos dois cilindros centrais era menor do que a distância aos dois cilindros extremos do motor. Ora, nestas condições, é extremamente difícil estipular a dosagem de gasolina do injector, quando sabemos que a viagem do combustível é diferente consoante o cilindro que está preparado para receber o combustível (fase de admissão).

Assim, o cálculo da quantidade de combustível a enviar tem de ter em conta uma qu

antidade suficiente de combustível para os cilindros extremos, de modo a garantir o seu funcionamento (combustão/explosão/expansão do respectivo pistão). Daqui se conclui o seguinte: os cilindros centrais têm tendência para receber excesso de combustível e os cilindros extremos têm tendência para ficarem sub-dimensionados na dosagem. Por sua vez, o injector, trabalhará sempre com excesso de combustível face às necessidades reais.


É claro que este sistema só foi introduzido no mercado em motores de 4 cilindros, caso contrário, seria uma missão quase impossível a sua adopção em motores com maior número de cilindros.

 

Sistema de injecção multiponto

Contrariamente ao sistema anterior, o sistema de injecção multiponto (como o próprio nome indica  1 injector por cada cilindro), já ultrapassa a dificuldade referida anteriormente. Cada injector é responsável por alimentar combustível a cada um dos cilindros do motor. Neste caso, a dosagem é muito mais perfeita, rigorosa e o motor é menos consumista e menos poluente.

No entanto, nos sistemas de injecção multiponto, existem duas formas distintas de actuação:

Os sistemas de injecção multiponto simultânea - onde os injectores trabalham em simultâneo (dois a dois). Neste caso, há sempre um injector a actuar quando não é necessária a sua intervenção, uma vez que, num motor de 4 cilindros (o caso mais comum), só um deles estará na fase de admissão do ar e combustível (os restantes estão a fazer desfasadamente as 3 restantes funções do ciclo de funcionamento).

Por este facto, neste caso, ainda não é totalmente possível atingir elevados objectivos de consumo e emissões poluentes.

No entanto, actualmente, e devido às exigências legais em matéria de emissões poluentes, este sistema está a ser abandonado pela generalidade dos construtores.

Os sistemas de injecção multiponto sequencial -como o próprio nome indica, actuam sequencialmente (cilindro por cilindro) e apenas na fase em que, cada um deles, está preparado para cumprir a admissão.

Assim, só se envia combustível quando necessário e na quantidade também necessária às condições em que o motor se encontra.

Os injectores do sistema têm uma válvula que é controlada electronicamente e que abre mais ou menos tempo, de acordo com as necessidades do motor em cada momento do seu desempenho. De acordo com o tempo de abertura, passa mais ou menos combustível para o interior do motor.

Neste caso, os consumos são extremamente optimizados, assim como as emissões poluentes para o exterior.

No entanto, de tudo o que falámos até agora, são sistemas de injecção indirecta. Quer isto dizer que os injectores não estão colocados "em cima"/perto das respectivas câmaras de combustão (o injector está recolhido/ protegido no interior do colector de admissão - conduta que leva o ar para o interior do motor).

Contrariamente ao que muitas pessoas pensam, só agora, nos últimos anos, foi possível criar capacidade tecnológica para construír motores a gasolina de injecção directa. Esta tecnologia recente trouxe muitos benefícios em termos de poupança de combustível e redução das emissões tóxicas - porque a proximidade do injector junto da câmara evita o desperdício do combustível, melhorando os níveis de performance.