As discussões sobre injeção direta de combustível estão quase inteiramente focadas nos motores a diesel. Cada vez mais, Contudo, a injeção direta está sendo utilizada em motores a gasolina, desde os do carro da família até as picapes e, agora, os motores menores. Ainda, A injeção de combustível para motores a gás é completamente diferente dos sistemas de bicos da linha de bombas a diesel.
Os meados da década de 1970 testemunharam a introdução de um sistema mecânico de injeção de combustível da Bosch em muitos carros europeus importados aqui. Nos anos 1980, A GM e a Ford introduziram um sistema de combustível híbrido denominado injeção do corpo do acelerador (TBI). Consistia em uma (s) placa (s) de aceleração e um (s) injetor (es) acima dela. O combustível foi introduzido em um ambiente à pressão atmosférica.
A Ford foi a primeira a trazer injeção de combustível real para o mercado de picapes em 1986. Essa inovação foi o sistema de injeção de combustível de porto (PFI). Com este design, há um injetor de combustível para cada cilindro que é montado na junção do coletor de admissão com o cabeçote do cilindro (localizado a aproximadamente 100 mm ou menos de 4 polegadas da válvula de admissão).
Vantagens de injeção de porta
Considerando que o General Motors TBI operava com baixa pressão de combustível (9 a 13 psi), o sistema Ford funcionou a 45 psi. Depois que a indústria mudou para PFI, a faixa de pressão operacional do combustível estava entre 45 e 60 psi.
A necessidade de atender a padrões mais rígidos de emissões e economia de combustível trouxe a introdução da injeção direta de gasolina (GDI).
Com este design, um injetor especialmente projetado é colocado na câmara de combustão da cabeça do cilindro semelhante ao de um injetor de combustível em um diesel. Este dispositivo injeta gás diretamente na câmara de combustão em pressões de até 2, 200 psi.
O benefício do GDI em comparação com o PFI é que não há perda de combustível no trânsito à medida que a mistura emulsionada passa pelo duto de admissão do cabeçote do cilindro. A principal vantagem está na mudança de fase que ocorre com o gás do cilindro. Devido ao calor latente de vaporização, isso fornece um efeito de resfriamento à mistura ar-combustível, uma vez que o calor é usado para converter a gasolina líquida em um estado rarefeito.
A temperatura do ar carregado do refrigerador do GDI permite, então, que a taxa de compressão do motor seja aumentada em muitas aplicações para um valor quase semelhante ao do diesel de 14:1. O método mais eficaz para melhorar a economia de combustível em um motor de combustão interna é aumentar a taxa de compressão.
Injetores Múltiplos
Ainda, a evolução desses sistemas não parou. A última tendência é a combinação do motor PFI e GDI. Com este design, o número de injetores é o dobro do número de cilindros. Há um injetor PFI na extremidade da cabeça do cilindro do coletor de admissão e um injetor na câmara de combustão. O controlador do motor alterna entre esses dois injetores de combustível.
Tradicionalmente, o motor é abastecido por meio do injetor PFI quando ligado ou funcionando em marcha lenta e com cargas muito leves. Durante outros estados operacionais, o motor é fornecido pelo sistema GDI. Não há um estado operacional quando os dois sistemas estão sendo usados simultaneamente.
Problemas com depósitos de válvula
Como muitos fabricantes fazem testes reais antes de um projeto entrar em produção, eles não podem duplicar todos os cenários que levam às armadilhas da GDI. Com GDI, não há umedecimento de combustível na parte de trás da válvula de admissão. Ainda, durante a sobreposição da câmera, os gases de combustão são revertidos ali e se transformam em depósitos de carbono. Esses depósitos acumulam-se na válvula de admissão e bloqueiam o fluxo de ar para o cilindro.
Um fenômeno denominado pré-ignição de baixa velocidade (LPSI) pode ocorrer quando o motor está frio ou em estágios intermediários de temperatura e acionado em baixa rotação e sob cargas moderadas.
Na melhor das hipóteses, LSPI irá apenas resultar em ruído de combustão ou quebrar uma vela de ignição. Ainda, em muitos casos, é tão severo que levará um anel caindo de um pistão ou entortará uma biela.
A série de eventos que podem produzir LSPI é muito técnica e detalhada para ser abordada aqui. Foi determinado que o óleo do motor é um grande contribuidor, no entanto. Verificou-se que os óleos de motor com alto teor de cálcio são muito propensos a causar LSPI.
Por esta razão, é imperativo que, se você estiver operando um motor GDI, use o óleo exato que o fabricante especifica, que será uma mistura de baixo teor de cálcio. General Motors, por exemplo, rotula seu óleo com baixo teor de cálcio como Dextros.
Cuidando de Depósitos de Válvulas
Com o emprego de um sistema PFI / GDI, o estado de operação do motor com LSPI pode ser induzido pelo sistema PFI e não é mais uma preocupação. Lembre-se de que nenhuma das empresas automotivas será obrigada a honrar uma reclamação para um motor destruído pela LSPI uma vez que a garantia do motor tenha expirado.
Se você tiver um mecanismo que é apenas GDI, você precisa usar um sistema de combustível de boa qualidade e um limpador de injetor para manter o pino do injetor limpo. Contudo, devido ao combustível sendo introduzido no orifício do cilindro, um limpador no tanque não removerá depósitos da válvula de admissão.
Existem muitos produtos de limpeza excelentes agora no mercado que podem ser introduzidos no sistema de indução com o motor em alta rotação de marcha lenta que trabalharão para soltar os depósitos das válvulas para que possam ser queimados.
É um bom protocolo realizar este serviço a cada 5, 000 a 7, 000 milhas. Uma vez que o carbono fica muito duro ou espesso, será impossível removê-lo quimicamente. Nesse caso, a cabeça do cilindro precisa ser removida.
Se o motor for um sistema PFI / GDI, seu cuidado não requer muito mais do que usar o óleo do motor especificado e um bom limpador do sistema de combustível no tanque a cada 3, 000 milhas. A química manterá as válvulas limpas junto com os pinos injetores PFI e GDI e deixará o sistema despreocupado.
Não se preocupe em possuir um mecanismo somente GDI. Mas eu recomendo fortemente que você siga as etapas de manutenção que descrevi aqui para anos de serviço sem problemas. Se não, você provavelmente colocará um novo motor no veículo no futuro.
