Especialista Automotivo: Medição de retorno em Injetores Common Rail
Com o crescimento da frota Diesel, diversas oficinas estão recebendo veículos da linha leve com sistemas Common Rail.
Por Diego Riquero Tournier
Dentro dos componentes do sistema, destacamos os injetores como os elementos mais críticos por sua caraterística funcional, a qual requer uma alta precisão no controle do combustível a ser injetado, assim como, as altas exigências em termos de resistência mecânica que devem suportar por estarem instalados dentro da câmara de combustão em um ambiente de altas pressões e temperaturas elevadíssimas.
Por se tratar de componentes de alta precisão, os injetores Common Rail contam com procedimentos específicos no momento de serem diagnosticados.
TESTES COM SCANNER
Como parte de um procedimento de diagnóstico de um sistema eletrônico, a utilização de um scanner para a leitura de possíveis falhas registradas na memória de ECU, assim como, a leitura dos parâmetros funcionais, fazem parte de um “ritual” necessário para chegar a uma conclusão assertiva na hora da identificação de um desvio funcional.
Na figura 1, podemos ver os parâmetros de funcionamento de um motor Diesel 4 cilindros equipado com sistema common rail.
Como podemos apreciar a partir da análise desses parâmetros, a Unidade de Controle Eletrônico de Motor (ECU) regula individualmente a quantidade de combustível injetado para cada cilindro.
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Esta caraterística informada pelo scanner (quantidade de combustível injetado em mg), muitas vezes confunde o técnico na hora de fazer um diagnóstico; já que a mesma não representa uma medição direta. Trata-se de um valor calculado pela ECU.
Desta forma, não podemos afirmar com base na leitura dos valores da tela do scanner, que os parâmetros visualizados representam de forma inequívoca a quantidade de Diesel injetado em cada cilindro.
Devemos lembrar que para o funcionamento de um injetor common rail, é necessário que 3 tipos de fenômenos interajam de forma coordenada. Estamos falando de ações mecânicas, elétricas e hidráulicas e, como vocês já devem ter percebido, a ECU não controla todos esses 3 fenômenos: apenas controla a ativação da bobina do injetor a partir de pulsos de ativação.
Desta maneira, a informação apresentada na tela de um scanner representa somente uma estimativa da quantidade real de injeção, partindo sempre da premissa que a mecânica e a hidráulica estão em perfeitas condições operacionais – coisa que nem sempre acontece.
Por este motivo, além das leituras com scanner, devemos realizar outras medições para obter um diagnóstico conclusivo do estado operacional de um injetor de Common Rail.
Na figura 2, vemos os principais componentes e circuitos de um injetor Common Rail.
Por um lado, na cor verde mais escura, está representado o circuito de combustível de alta pressão, o qual ingressa no injetor na entrada (1) proveniente do rail de injeção.
Essa pressão do rail é variável conforme a demanda de carga e estratégias de funcionamento do motor, oscilando entre 400 bar (marcha lenta) e 2.500 bar (plena carga), valores que variam muito entre montadoras, projetos de motor e gerações de sistemas de injeção.
Já com o combustível sob alta pressão dentro do injetor, a central eletrônica determina o tipo de sinal elétrico de ativação (3), enviando um pulso de elétrico para a bobina de injeção, desencadeando um movimento interno dos componentes mecânico os quais determinaram um desequilíbrio hidráulico responsável pelo deslocamento da agulha de injeção (4) e a consequente injeção do diesel (5) na câmara de combustão.
Como parte do princípio de funcionamento de um injetor diesel, este deve contar com um circuito interno de retorno (representado na figura 2 na cor verde clara), promovendo, assim, um alívio de pressões internas que permitam a realização das injeções subsequentes.
No caso do exemplo da figura 2, a saída do combustível para o circuito de retorno está representada pela conexão hidráulica (2).
Desta forma, devemos levar em consideração que todos os injetores Common Rail possuem um volume de retorno como parte essencial do próprio funcionamento, mas o importante, em se tratando de diagnóstico, passa a ser a medição dessa quantidade de retorno.
Para os efeitos do diagnóstico de um injetor montado no veículo, vamos nos concentrar na medição do volume de retorno.
RETORNO DE DIESEL: CIRCUITO E MEDIÇÃO DIRETA
A medição do volume de retorno representa uma prova conclusiva (medição direta do componente), a qual funciona como um indicador da condição hidráulica dos injetores. Devemos levar em consideração que qualquer tipo de desgaste dos componentes internos resulta em fugas internas de combustível, as quais, inexoravelmente, vão ter que sair por algum lugar. E esse lugar é o circuito de retorno.
Na figura 3, vemos a instalação de um dispositivo de medição de volume de retorno o qual utiliza provetas de medição (1), e conexões hidráulicas com adaptadores para conectar diretamente na saída de retorno de cada um dos injetores do veículo.
Desta maneira, duas medições importantes passam a ser realizadas a partir deste dispositivo.
– Volume de retorno
– Equilíbrio de retorno entre injetores.
Na figura 4, vemos um exemplo de uma medição de volume de retorno a qual deve ser realizada com o motor em temperatura normal e na marcha lenta.
Por tratar-se de uma medição de volume de um fluido, ela deve ser executada em uma determinada unidade de tempo. Exemplo: volume em mililitros (ml) em 60 segundos.
Neste sentido (quantidade e retorno), não existe uma informação para a qual seja possível atribuir um valor genérico, já que o valor varia enormemente em função dos motores e tipos de injetores.
Desta forma, o diagnóstico prático estará baseado nas referências obtidas em injetores em boa condição operacional e a comparação entre eles (entre cilindros).
Na figura 4, vemos o resultado de uma medição de retorno de injetores com um claro desequilíbrio entre eles. Neste caso, não importa muito o volume obtido em determinado tempo de funcionamento: o importante passa ser a diferença operacional, a qual deixa em evidência diferenças que superam amplamente 10% ou 15% entre o menor e maior valor de medição que seria o considerado normal para o diagnóstico do comportamento hidráulico do injetor.
Na figura 5, podemos ver o resultado de uma medição realizada em um período de tempo menor (aproximadamente 30 segundos), com um resultado de volume de retorno baixo e mais equilibrado.
Um volume de retorno baixo já mostra que a condição interna dos injetores está em situação operacional normal. E por se tratar de um volume pequeno, podemos ter algumas diferenças entre as quantidades, mas sempre apresentando volumes moderados de retorno. Assim, a mencionada condição é considerada como normal em termos de volume de retorno.
Importante: Para casos de medições de volume de retorno em injetores piezo elétricos, é necessário utilizar dispositivos adicionais que permitam manter uma pressão residual no circuito de retorno (geralmente valores próximos aos 10 bar), para evitar possíveis danos aos componentes internos do injetor.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A medição da condição de retorno dos injetores em sistemas Common Rail é um método muito eficiente de diagnóstico do estado operacional do mesmo, já que passa a ser possível realizar uma comparação objetiva entre os dados que estão sendo fornecidos por um scanner (valores calculados pela ECU), contrastando estas informações com uma medição física e em tempo real do comportamento hidráulico de cada um dos injetores.
Dessa maneira, muitas vezes será possível constatar que determinados valores de desvio dos parâmetros da quantidade de injeção, apresentados pelo scanner para um determinado injetor, nem sempre corresponderão com a medição real realizada a partir do volume físico de retorno.
O desequilíbrio geralmente estará presente, mas a variação da quantidade de injeção apontada pelo scanner nem sempre vai corresponder com o desvio do volume de retorno presente fisicamente nos injetores.
Por este motivo, sempre reforçamos que a lógica do diagnóstico deve estar baseada na comparação de informações entre as medições eletrônicas (scanner), medições diretas de componentes (exemplo da medição do volume retorno) e os dados técnicos do veículo/sistema (informações técnicas).
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