Como funciona um carburador
Se você leu o texto Como funcionam os motores de carros, sabe que a idéia que existe por trás de um motor é queimar gasolina para criar pressão e então transformar esta pressão em movimento. É necessária uma quantidade muito pequena de gasolina durante cada ciclo de combustão. Tudo o que a combustão precisa é de algo em torno de 10 miligramas de gasolina por curso de combustão!
O objetivo de um carburador é misturar a quantidade certa de gasolina ou álcool com o ar para que o motor funcione de maneira adequada. Caso não haja combustível suficiente misturado com o ar, o motor "fica pobre" e poderá não dar a partida ou pode ser danificado. Caso haja muito combustível misturado com o ar, o motor "fica rico" e também pode ser que não pegue, faz fumaça preta, funciona mal (afoga facilmente, morre) ou, no mínimo, desperdiça combustível. O carburador tem a missão de fazer a mistura correta.
Nos carros novos, a injeção de combustível está se tornando quase universal, já que proporciona menor consumo de combustível e reduz as emissões. Mas quase todos os carros mais antigos e equipamentos pequenos, como cortadores de grama e motoserras, usam carburadores, porque eles são simples e baratos.
O carburador de uma motosserra é um bom exemplo, porque é bem simples. Aliás, mais do que a maioria dos carburadores ele precisa atender a três condições apenas:
ele tem que fazer o motor funcionar mesmo sob baixas temperaturas
ele precisa funcionar quando o motor estiver em marcha-lenta
ele precisa funcionar com o motor aceleração plena
Ninguém que opera uma motosserra está interessado em transiência entre a marcha-lenta e o acelerador todo aberto, portanto a diferença de desempenho gradual entre esses dois extremos não é muito importante. Em um carro, todas as faixas intermediárias são importantes e é por isso que o carburador dos carros é muito mais complexo.
Você pode ver um carburador de motosserra nas duas fotos a seguir:
Foto do carburador 1 - este é o lado que se conecta ao motor
Foto do carburador 2 - este é o lado que recebe o ar externo através do filtro de ar
Aqui estão as peças de um carburador:
um carburador é, essencialmente, um tubo;
há uma chapa ajustável atravessada no tubo chamada borboleta de aceleração, que controla quanto de ar pode fluir através do tubo. Você pode ver a borboleta ou válvula circular de latão na foto 1;
há um estreitamento em determinado ponto do tubo, chamado venturi, em que nesse estreitamento é criado uma depressão. O venturi está visível na foto 2;
neste estreitamento, há um orifício, chamado glicê (do francês gicleur), que permite a vazão do combustível sugado pela depressão. Você pode ver o glicê na lateral esquerda do venturi na foto 2.
O carburador está operando "normalmente" quando em aceleração máxima. Nesse caso, a borboleta está paralela ao tubo em seu comprimento, permitindo que o máximo de ar flua através do carburador. O fluxo de ar cria uma boa depressão no venturi e há uma dada vazão de combustível através do glicê. Você pode ver um par de parafusos na parte superior direita do carburador na foto 1. Um destes parafusos (identificado como "Hi" (alta, principal), no caso da motosserra) controla quanto de combustível flui para dentro do venturi na aceleração máxima.
Quando o motor está em marcha-lenta, a borboleta de aceleração está quase fechada (a posição dela nas fotos é a de marcha-lenta). Não há ar suficiente fluindo através do venturi para criar depressão. Entretanto, na parte de trás da borboleta há bastante depressão (porque ela está restringindo o fluxo de ar). Se um pequeno orifício for feito na lateral do tubo do carburador exatamente atrás da borboleta, o combustível pode ser fluir para tubo pela depressão abaixo da borboleta. Este pequeno orifício é chamado de glicê de marcha-lenta. O outro parafuso do par visto na foto 1 é identificado como "Lo" (baixa, marcha-lenta) e controla a quantidade de combustível que flui através deste glicê.
Ambos os parafusos Hi e Lo são simplesmente válvulas de agulha. Ao girá-los, você permite que mais ou menos combustível flua pela agulha. Quando você os ajusta, está controlando diretamente quanto combustível flui através do glicê de marcha-lenta e do glicê principal.
Quando o motor está frio e você tenta dar a partida puxando a corda de arranque, ele é acionado em uma rotação bem baixa. Por estar frio, ele precisa de uma mistura bastante rica para dar a partida. É onde entra a borboleta do afogador. Quando ativada, a borboleta do afogador cobre completamente o venturi. Se a borboleta de aceleração está completamente aberta e o venturi está coberto, o vácuo do motor arrasta combustível através do glicê principal e um pouco pelo de marcha-lenta (como a entrada do tubo do carburador está completamente coberta, toda a depressão do motor puxa combustível através dos glicês). Geralmente essa mistura rica permite que o motor pegue uma ou duas vezes, ou funcione bem lentamente. Ao abrir a borboleta do afogador, o motor passa a funcionar normalmente.
Como funcionam os sistemas de injeção de combustível
Na tentativa de corresponder às leis de emissões e eficiência, o sistema de combustível usado nos carros modernos mudou muito nos últimos anos. O Subaru Justy, de 1990, foi o último carro vendido nos Estados Unidos a ter um carburador. No ano seguinte, o Justy tinha injeção de combustível. Apesar da injeção eletrônica existir desde a década de 50, a injeção eletrônica de combustível foi amplamente usada em carros europeus apenas a partir de1980. Hoje em dia, todos os carros vendidos nos Estados Unidos têm sistemas de injeção de combustível.
Neste artigo, aprenderemos como o combustível chega ao cilindro do motor e o que termos como "injeção de combustível multiponto" e "injeção de combustível do corpo do acelerador" significam. Também descobriremos como os chips de desempenho podem dar mais potência a seu motor.
O declínio do carburador
Um injetor
eletrônico de combustível
Durante boa parte da existência do motor à combustão interna, o carburador foi o dispositivo que forneceu combustível ao motor. Em muitas outras máquinas, como os cortadores de grama e motoserras, ele ainda é. Mas conforme o automóvel foi evoluindo, o uso do carburador se tornou complicado. Para realizar algumas tarefas, os carburadores tinham cinco circuitos diferentes:
circuito principal - fornece apenas combustível suficiente para navegação econômica
circuito ocioso - fornece combustível suficiente para manter o motor em marcha lenta
bomba do acelerador - fornece uma rajada extra de combustível assim que o pedal do acelerador é pressionado, reduzindo a hesitação antes do motor acelerar
circuito de enriquecimento da potência - fornece combustível extra quando o carro estiver em um aclive ou rebocando um trailer
afogador - fornece combustível extra quando o motor estiver frio para que dê partida
Para satisfazer exigências de emissões mais estritas, foram introduzidos os conversores catalíticos. É necessário um controle muito cuidadoso da relação ar/combustível para o conversor catalítico ser eficaz. Os sensores de oxigênio monitoram a quantidade de oxigênio na exaustão e a unidade de controle do motor (ECU) usa essa informação para ajustar a relação ar/combustível em tempo real. Isso é chamado controle de circuito fechado - não era viável alcançar este controle com carburadores. Houve um breve período em que se usavam carburadores controlados eletricamente antes que os sistemas de injeção de combustível dominassem o mercado, mas esses carburadores elétricos eram ainda mais complicados que os puramente mecânicos.
A princípio, os carburadores foram substituídos por sistemas de injeção de combustível do corpo acelerador (também conhecidos como sistemas de injeção central de combustível ou ponto único) que incorporaram válvulas de injetor de combustível controladas eletricamente no interior do corpo acelerador. Estes sistemas eram uma mudança em relação ao carburador que na prátiuca só precisavam ser parafusados, de modo que os fabricantes de automóveis não tinham que fazer quaisquer mudanças drásticas em seus projetos de motor.
À medida em que os novos motores eram projetados, a injeção de combustível no corpo acelerador foi substituída por injeção de combustível multiponto (também conhecida como injeção de combustível de porta, multiponto ou seqüencial). Estes sistemas têm um injetor de combustível para cada cilindro, normalmente localizados de modo que pulverizam diretamente a válvula de admissão. Estes sistemas fornecem uma dosagem mais precisa de combustível e resposta mais rápida.
Quando você pisa no acelerador
O pedal do acelerador em seu carro está conectado à válvula de aceleração. Esta é a válvula que regula a quantidade de ar que entra no motor. Portanto, o pedal de combustível é, na verdade, o pedal de ar.
Uma válvula de aceleração parcialmente aberta
Quando você pisa no pedal de combustível, a válvula aceleradora abre um pouco mais, deixando entrar mais ar. A unidade de controle do motor (ECU, o computador que controla todos os componentes eletrônicos em seu motor) "vê" a válvula de aceleração aberta e aumenta a taxa de combustível antes de entrar mais ar no motor. É importante aumentar a taxa de combustível assim que a válvula de aceleração se abre, caso contrário, assim que o pedal do acelerador for pressionado, pode haver uma hesitação caso o ar atinja os cilindros sem haver combustível suficiente nele.
Os sensores monitoram a massa de ar que entra no motor, bem como a quantidade de oxigênio na exaustão. A ECU usa esta informação para fazer o ajuste fino da entrega de combustível de modo que a relação ar/combustível seja correta.
O injetor
Um injetor de combustível não é nada além de uma válvula controlada eletronicamente. Ele é abastecido com combustível pressurizado proveniente da bomba de combustível em seu carro e é capaz de abrir e fechar muitas vezes por segundo.
Por dentro de um injetor de combustível
Quando o injetor é energizado, um eletroímã move um êmbolo que abre a válvula, permitindo que o combustível pressurizado esguiche através de um minúsculo bocal. O bocal é projetado para atomizar o combustível, a fim de torná-lo o mais fino possível para que possa queimar facilmente.
Uma ignição do injetor de combustível
A quantidade de combustível fornecida ao motor é determinada pela quantidade de tempo que o injetor de combustível permanece aberto. Isso é chamado de largura de pulso e é controlado pela ECU.
Injetores de combustível montados no manifold de admissão do motor
Os injetores são montados no manifold de admissão de modo que possam pulverizar combustível diretamente nas válvulas de admissão. Um tubo chamado flauta fornece combustível pressurizado a todos os injetores.
Nesta imagem, você pode ver três dos injetores. A flauta é o tubo à esquerda.
A fim de fornecer a quantidade correta de combustível, a unidade de controle do motor é equipada com um grupo completo de sensores. Vamos dar uma olhada em alguns deles.
Nenhum comentário:
Postar um comentário