Conheça as características funcionais dos sistemas Common rail que são baseadas no método de regulagem e de pressão por dosagem proporcional, assim como, o ajuste por dois pontos, melhorando ainda mais as caraterísticas funcionais dos sistemas mais modernos
artigo por Diego Riquero Tournier fotos Arquivo Bosch
Na edição passada, número 351, falamos sobre a regulagem de pressão em sistemas common rail. Agora, dando continuidade ao tema anterior em que abordamos o método de regulagem de pressão dos sistemas baseado na lógica por alívio, vou analisar as características funcionais dos sistemas Common rail que são baseadas no método de regulagem de pressão por dosagem proporcional, assim como, o ajuste por dois pontos, melhorando ainda mais as caraterísticas funcionais dos sistemas mais modernos.
A peça-chave do sistema de regulagem por dosagem proporcional está na Válvula Mprop (figura 1). Ela pode ser encontrada nas literaturas técnicas com a nomenclatura de válvula ZME. A função é a mesma, controlar o fluxo de fluidos (líquidos, gases ou vapores) através de tubos ou dutos.
Como é possível observar na figura 1, a válvula ZME fica localizada no próprio corpo da bomba de alta pressão. A atuação é muito simples do ponto de vista conceitual, pois trata-se de uma eletroválvula que controla a passagem de um fluido (para o caso óleo Diesel), contando para esse fim, com um orifício de entrada e outro de saída do combustível.
A passagem de combustível é regulada a partir da ação de um embolo interior, do qual ele conta com um recorte triangular, especificamente desenhado como elemento de restrição de passagem.
Mediante a ativação elétrica da válvula, é exercido um deslocamento mecânico do embolo interior, passando a liberar uma superfície maior ou menor e permitindo a comunicação entre os orifícios de entrada e saída da válvula. O resultado é a dosagem da quantidade de fluido que circula por esta parte do circuito de baixa pressão.
Funcionamento do sistema de regulagem proporcional:
Como o próprio nome do sistema já indica, o funcionamento deste método de regulagem de pressão, leva em consideração um ajuste da pressão gerada pela bomba, guardando sempre uma proporcionalidade com a condição da carga que está sendo solicitada ao motor.
A figura 2 mostra o circuito interno de uma bomba de alta pressão com a utilização de um sistema de dosagem proporcional; o circuito que se encontra representado pela cor verde, sinaliza o caminho que segue o combustível na condição de baixa pressão, e na cor vermelha, está representado o combustível que se encontra sob a alta pressão, resultante do trabalho dos elementos de bombeio; combustível que continuará seu caminho em direção ao rail acumulador de pressão do sistema.
Desta forma, o combustível que circula pelo circuito de baixa pressão (verde), entra na bomba pela entrada de alimentação, fornecendo combustível para uma série de circuitos internos, até chegar na válvula de dosagem (ZME).
Como já vimos, a válvula ZME possui dois orifícios (entrada e saída), permitindo desta forma, que seja possível regular de maneira proporcional a quantidade de combustível que será liberado para alimentar os elementos de bombeio, assim como, a quantidade que será liberada para o circuito de retorno.
A diferencia desta forma de dosagem, está estabelecida pelo local no qual a válvula reguladora (ZME) faz sua intervenção; no caso do sistema que vimos anteriormente (com válvula DRV com regulagem por alivio ao circuito de retorno), o princípio de funcionamento estava baseado em uma intervenção no circuito de alta pressão, aliviando a pressão gerada mediante ao desvio para o retorno; já no sistema de regulagem ou dosagem proporcional (Válvula Mprop / ZME), a lógica é diferente; neste caso, a intervenção da válvula está restrita ao circuito de baixa pressão, controlando a quantidade de combustível que será liberado para o elemento de bombeio, permitindo que seja feito um melhor aproveitamento energético da bomba de alta pressão.
Em outras palavras podemos dizer que, o aproveitamento energético (menor resistência mecânica da bomba), estará garantido porque a condição de geração de alta pressão será proporcional ao acionamento da válvula ZME, a qual por sua vez, segue ao estímulo de acionamento da ECU (Unidade de Controle Eletrônico).
Isto quer dizer que é a ECU quem acaba determinando o quanto de combustível será liberado para o elemento de bombeio, para que este, gere a pressão necessária; ou seja, o sistema proporcional atua antes da geração de pressão (circuito de baixa pressão), para garantir a eficiência mecânica do conjunto.
Já no sistema de geração de pressão por alívio ao circuito de retorno, a válvula atua posteriormente na geração da alta pressão, estando claro neste método, um desperdício de energia ao fazer a bomba de alta pressão trabalhar na sua condição máxima de geração durante todo o tempo.
Medições em válvulas ZME:
Igual aos modelos de eletroválvula e de regulagem de pressão, as válvulas ZME podem ser diagnosticadas com medições estáticas (com multímetro) e dinâmicas (com osciloscópio).
A figura 3, detalha alguns dos valores de teste para válvulas ZME de aplicação em bombas de injeção Bosch.
Para realizar testes de diagnóstico com osciloscópio é sempre importante contar com os valores de referência indicando o percentual de atuação da válvula em determinadas condições de funcionamento do motor. Vale lembrar que o tipo de ativação das válvulas ZME é por pulsos modulados (PWM).
O exemplo da figura 4, está mostrando a ativação de uma válvula Mprop (ZME) correspondente a um veículo em condição de marcha lenta e temperatura normal de funcionamento do motor; condição na qual a relação de pulsos de ativação da válvula é de aproximadamente 36% (ciclo de ativação).
Desta forma, é possível constatar que na medida que as condições de carga e RPM do motor aumentam, a pressão de injeção se eleva proporcionalmente ao incremento dos ciclos de trabalho (pulsos) da válvula ZME.
Para constatar o correto funcionamento da válvula no sentido dos ciclos de ativação, é possível montar uma tabela com estas duas variáveis (pressão do rail e percentual de ativação da válvula ZME). Desta forma, comparando os mencionados valores, será possível tirar conclusões para a conclusão do diagnóstico.
Sistemas de regulagem em dois pontos:
Na medida que os sistemas common rail foram evoluindo e passando a trabalhar com pressões de injeção mais elevadas, muitos fabricantes identificaram a necessidade de contar com sistema de controle e monitoramento das pressões de injeção, cada vez mais precisos.
Neste sentido, foram desenvolvidos sistemas common rail que passaram a trabalhar com dois pontos de regulagem de pressão; mas, além dos dois pontos, foram incorporadas as duas metodologias de regulagem de pressão no mesmo veículo (regulagem por alívio de pressão e regulagem por dosagem proporcional).
Com isso, diversos veículos presentes no mercado contam com uma válvula Mprop (ZME), instalada na bomba de alta pressão, e uma DRV (Válvula Reguladora de Pressão) aplicada no Rail.
Com relação aos princípios de funcionamento, diagnóstico e formas de medir os sistemas de regulagem por dois pontos, nada muda…; tanto as válvulas ZME como as DRV instaladas nos veículos devem ter os mesmos procedimentos de diagnósticos.
O que pode ser notado durante a realização das leituras com scanner são os valores de comparação dos parâmetros de funcionamento (como os mostrados na figura 6).
Neste caso, da figura 6, é possível analisar de forma dinâmica, inclusive com veículo em movimento a sua condição normal de funcionamento, assim como eventuais desvios de pressão. Há também o comparativo da pressão teórica (pressão definida pela ECU como valor nominal) com relação à pressão real medida pelo sensor de pressão do rail.
No exemplo acima, no gráfico que mostra a relação de pressões curso/tempo, a cor azul representa o valor nominal da pressão do rail, e vermelha, o valor real medido no sistema.
O importante durante a análise destes valores é a avaliação do tempo de resposta do sistema para a realização das correções conforme se modifica a condição de carga do motor, assim como, a não existência de desvios consideráveis entre as duas linhas do gráfico.
Pequenos desvios como os que mostra a figura 6 (menores a 8% em momentos de acelerações mais exigentes e 3% em rotações estáveis), são absolutamente normais, principalmente considerando a interferência de fenômenos mecânicos e hidráulicos que são parte intrínseca do sistema.
