Injetores modificados ? dúvidas e esclarecimentos (2005)
1º - Como funciona? - O injetor basicamente é constituído por um corpo metálico (o qual pode ser revestido por plástico estrutural) em que trabalham alguns elementos internos como agulha ou um pequeno pistão acionado pelo campo magnético formado por uma bobina externa quando recebe corrente elétrica. Ao se ?energizar? o campo magnético desloca a agulha ou pistão alguns centésimos de milímetro da sua sede deixando o combustível passar e ser pulverizado através da placa (que tem os pequenos furos calibrados) ou ao redor de uma agulha.
2º - O que é impedância? - É a resistência a passagem de corrente elétrica que a bobina do injetor possui, determinada em Ohm representado pela letra grega ? . Quanto menor for a impedância da bobina do injetor maior será a corrente elétrica (amperes) circulando o que pode ser calculado simplesmente dividindo a voltagem pela impedância do injetor ( lei de Ohm ). exemplo; 14 V : 17 ? = 0,82 A . Temos, portanto no caso citado voltagem de 14 Volts, impedância do bico de 17 Ohms o que resulta em corrente no bico de 0,82 Amperes. No caso de substituirmos o injetor por outro de 3 ? o que vai acontecer ? 14 : 3 = 4 ,66 Amperes. Provavelmente o ?drive? de saída do módulo de injeção não irá agüentar o tremendo aumento de carga por muito tempo vindo a queimar (drive projetado para trabalhar com 0,82 Amperes trabalhando com 4,6 Amperes) a não ser em casos onde o módulo de injeção possua recursos de detecção e proteção contra sobrecargas. Ainda assim o funcionamento não será o adequado. Existem ainda outros efeitos elétricos em jogo como por exemplo a reatância, mas que pouco são úteis para escolha de injetores embora influam no comportamento do injetor.
3º - Aumentando os furos da placa a vazão aumenta? - Até certo ponto sim. A partir desse ponto a agulha nos injetores longos ou o pistão no caso dos injetores Magnetti Marelli IWP restringem a vazão, e é ai que está o problema. Por questões construtivas e econômicas é impossível que todos os injetores (originais), ainda que de mesmo modelo, possuam o mesmo curso de agulha ou pistão (normalmente tem tolerância da ordem de 0,007mm) e até mesmo as mesmas características de bobina e molas de retorno, o que acaba criando diferenças de vazão em injetores ?furados? (o fluxo acaba sendo restrito pelo pistão ou agulha ao invés da placa). Na maioria dos casos só se consegue estabilidade até cerca de 30 % de aumento de vazão (em alguns modelos até 60%) sendo que a partir daí ou os injetores ficam desiguais ou variam conforme a temperatura ( imaginar o problema quando ao turbinar um veículo junto com a conversão para álcool ser necessário cerca de 200% de vazão a mais). Em alguns casos a diferença de vazão chega a 36 % entre injetores iguais e usinados de maneira também igual. Pior ainda é quando em função de todos os fatores ocorre de um injetor ter maior vazão com tempos de injeção pequenos e menor em tempos altos em relação a outro do mesmo jogo e modelo, ou seja, ter a sua progressão (descrito adiante em outro parágrafo) alterada. Por esse motivo é necessário que se modifique também os elementos internos dos injetores para que trabalhem em equilíbrio e com estabilidade.
4º - Como testar os injetores? - Para teste de vazão de injetores, em especial os de alta vazão, se torna necessário o uso de pulsadores especiais que simulam com perfeição o tipo de onda que o sistema original utiliza (sinal de onda quadrada de 4 Volts com pré-resistor para sistemas Bosch jetronic,ou ondas de dois estágios (?peak and hold?) com 13,8 volts no primeiro estagio para injetores de baixa impedância, ou ainda onda inteira quadrada ( também conhecida como saturada, de 13,8v) no caso somente de injetores de alta impedância) com saídas individuais (um drive por injetor), pois do contrario os valores são absolutamente irreais podendo acusar diferenças altas entre injetores que na realidade são iguais. Isso ocorre devido ao fato de pulsadores convencionais possuírem circuitos muito simples com permanência de pulso muito baixa, forma de onda irregular, os injetores estarem ligados em paralelo ou em série e ainda limitadores de corrente, o que em alguns casos fazem com que o injetor (independente da impendância) trabalhe com 3 a 4 Volts. Existem também casos de pulsadores (e até mesmo módulos de controle de injeção auxiliares) que não ?aterram? (não drenam a corrente residual através de pico reverso) o circuito do injetor após o fornecimento do pulso elétrico o que resulta em maior instabilidade ainda no funcionamento, pois neste caso o injetor necessita de mais algumas frações de segundo (sem controle) para fechar até que se descarregue a sua bobina . Com todos esses problemas, uma pequena diferença na carga das molas de retorno das agulhas (3 %) ocasiona diferenças de vazão que podem chegar a 50 % no caso de curso muito longo de agulhas ou pistões ou até 30% em injetores somente ?furados?! Porém não é assim que o injetor se comporta no veiculo com módulo de injeção original ou corretamente desenvolvido (tal diferença representaria 0,2% de variação de vazão em condições corretas). Uma maneira (paliativa) de contornar o problema seria testar os injetores em aberto, porém podem ocorrer pequenos desvios em função de turbulência no injetor, mas ainda assim se obteriam valores muito mais confiáveis de vazão com tolerâncias em torno de 2 %. O desvio de vazão em injetores de boa qualidade não deve superar 1% (com pulsadores adequados ou injeção original) para mais ou menos sendo esse valor aplicado a injetores para motores preparados, estando, portanto muito mais precisos que injetores originais onde a tolerância ultrapassa 3%. Tal fato se deve a necessidade de precisão de motores especiais em função de trabalharem no ?limite? sem margens para erros. Quanto aos pulsadores especiais, eles simulam onda quadrada, de 2 a 16 milissegundos de permanência ( multi point com injetores de alta impedância ), 0,6 a 4,5 milissegundos peak and hold (single point), ou ainda 2 a 16 milissegundos peak-and-hold ( multi point baixa impedância ), toleram cargas muito elevadas como, por exemplo, ligação de quatro injetores single-point juntos, possuem saídas individuais (um drive para cada injetor) e com freqüência de 500 a 4500 ciclos por minuto( simulam injeção seqüencial), 1000 a 9000 ciclos ( simulação de injeção simultânea) ou 2000 a 18000 ciclos ( simulam injeção single point) o que permite a verificação perfeita de vazão de bicos inclusive de modelos diferentes ao mesmo tempo, pois o efeito de histerese é drasticamente reduzido nestas condições. O tempo de injeção variavel serve para verificar a progressão do injetor, devendo ser medido em pequenos e grandes tempos de injeção. Tais pulsadores ainda são muito raros no mercado brasileiro porém com o passar do tempo e a necessidade de equipamentos melhores isso deve mudar. Por enquanto a melhor opção para quem quer uma correta verificação, é montar um módulo de injeção original em bancada com simuladores de sinal e frequência de modo a conseguir todas as situações para verificação, não esquecendo de instalar uma boa fonte estabilizada de pelo menos dez amperes para alimentação.
5° - O que é histerese? - Histerese pode ser descrita como inércia do injetor. Quando o injetor recebe corrente leva algum tempo até que a abertura total da sua agulha ou pistão seja alcançado e esse valor varia em função da construção do injetor, campo magnético gerado pela sua bobina, pressão de combustível, folgas internas, carga da mola, diâmetro de agulha e área de descarga de combustivel. No caso da substituição dos injetores originais do veículo por outros de tipo diferentes pode acontecer de os padrões de regulagem serem diferentes do imaginado por causa da histerese. Ex; imaginar um motor onde a permanecia do injetor em marcha lenta deva ser de 4 milissegundos e que a histerese de seu injetor seja 1 milissegundo. Temos portanto cerca de 3 milissegundos de injeção real embora o tempo de corrente elétrica seja 4 milissegundos. No caso de substituição do injetor por outro com 1,6 milissegundos de histerese o tempo de injeção real diminuirá para 2,4 milissegundos o que acarretará diminuição no volume injetado na ordem de 20% embora o tempo de corrente elétrica seja o mesmo (levando em conta que os injetores tenham mesma vazão). Tal efeito precisa ser levado em conta quando se adaptar injetores de outros modelos em substituição aos originais. Outra ocasião onde a histerese se mostra presente é quando se aumenta a pressão de combustível alem dos limites previstos em projeto (4,5 Kg/f por cm² para injetores multi-pont ou 1,5 a 3 Kg/f por cm² para injetores single-point dependendo do modelo, levando em conta que o que vale é a pressão diferencial, ou seja, a diferença entre a pressão do combustível e o ambiente onde ele é pulverizado) a histerese aumenta a ponto de a vazão do injetor cair drasticamente e ocorrerem diferenças muito grandes entre os mesmo, portanto temos que respeitar o limite de pressão de trabalho dos injetores.
6º permanência - permanência ou tempo de permanência pode ser definido como tempo em que o injetor recebe corrente elétrica para abrir e manter-se aberto e é determinado pelo módulo de injeção. Como o injetor é um componente eletro-mecânico ou seja possui partes móveis, está sujeito a variações (tolerância) de usinagem, ainda que mínimas, e a efeitos causados por inércia como já descritos no item histerese, alem de efeitos como aquecimento causados pela própria bobina. Por esse motivo existem faixas máximas e mínimas de trabalho para injetores. No caso de injetores multi-point temos que respeitar o tempo mínimo de permanência, conhecido como ?deadtime?, (aproximadamente 2,0 milissegundos) e máximo (80% do tempo disponível podendo chegar a 90 % em motores de competição). Abaixo do tempo mínimo o injetor torna-se totalmente instável, ao passo que acima do tempo máximo pode haver super aquecimento do injetor se operar nestas condições por muito tempo. Torna-se óbvio, portanto a necessidade de um estudo apurado antes de escolher a vazão de injetores pois sua faixa de funcionamento é estreita em especial em motores com muita variação de eficiência volumétrica (turbos com alta pressão) ou muita rotação (tempo de permanência máximo pequeno) sendo que em alguns casos se torna necessário até a aplicação de mais de um injetor por cilindro operando em seqüência a fim de minimizar tais efeitos. Para que se possa calcular o tempo máximo é preciso saber alguns parâmetros do motor e da injeção;
1º- qual a frequência do injetor? No caso de injeção multi ponto sequêncial há somente uma injeção por ciclo de funcionamento ou seja a cada duas voltas do motor (4 tempos = 2 voltas), portanto um motor a 6000 rpms o injetor estará pulsando há 3000 ciclos por minuto.
2º qual o tempo máximo de injeção ? Se dividirmos 60 seg por 3000 teremos 0,020 seg (20 milissegundos) que é o tempo de duração entre uma ?injetada? e outra, portanto o tempo máximo de injeção nesta rotação e sistema é de 16 milissegundos (80 % do tempo disponível).
Notem que para uma injeção não sequêncial (simultânea) os injetores tem o dobro da frequência pois injetam duas vezes por ciclo ou seja uma por giro do motor. Portanto no exemplo acima seriam 6000 injetadas por minuto o que reduz o tempo entre injetadas a 10 milissegundos. Portanto 80% do tempo é igual a 8 milissegundos. No caso de um único injetor (injeção single-point) tem que haver uma injetada a cada fase de admissão do motor o que, em um 4 cilindros, representa duas por volta (em um 6 cilindros 3 por volta). Ou seja 12000 injetadas com o motor a 6000 rpm. Seguindo a mesma regra teremos somente 5 milissegundos de espaço entre injetadas e 4 milissegundos de tempo máximo de injeção. Observem também que quanto mais baixa for a rotação do motor mais tempo temos para manter o injetor aberto conseguindo um volume maior de injeção. É por isso que motores com grande cilindrada porém baixas rotações não tem que utilizar grandes injetores.
7º progressão - A progressão dos injetores é um efeito ainda desconhecido da maioria dos preparadores de motores e técnicos mas de fundamental importância quanto ao seu funcionamento. Consiste na vazão em função do tempo de permanência. Normalmente os injetores têm sua vazão especificada em g/seg (padrão Magnetti Marelli) g/min. (padrão Bosch) ou libras/hora (a maioria dos injetores dos EUA) porém todos medidos em aberto, sem pulsar, e com pressão de 3 Kgf/cm² ( 45 P.S.I. nos americanos equivalente à 3,16 Kgf/cm²). O que acontece é que dependendo de como o injetor é construído ou modificado existem variações de comportamento, ou seja um injetor pode ser maior do que outro em aberto ou com grandes permanências e menor em pequenas permanências o que se traduz em maior ou menor progressão. Dois casos típicos (injetores originais): Bosch 0 280 150 974 (Tempra turbo) e 0 280 150 969(Omega a álcool). Em aberto o injetor do Tempra apresenta 3,95 g/seg e o Omega 3,75 g/seg. Porem em situação de pequenas permanências ( cerca de 3,5 milissegundos) a situação se inverte com o injetor do Omega possuindo cerca de 17% a mais de vazão.
Outro caso é entre os injetores 0 280 150 962 ( Santana 2.0 FIC, Vectra 8v 96 a 98, Omega 3.0 entre outros) e o 0 280 150 975 ( Uno turbo e Omega 4.1). Em aberto o 962 apresenta 2,5 g/seg e o 975 2,75 g/seg ( 10% a mais). Porém em pequenas permanências (tempos de injeção) o 975 é 6% menor. Tal efeito não acontece ao acaso e depende de vários fatores internos no injetor sendo que é perfeitamente controlável para quem sabe o que faz quando se modifica o injetor. É possível, em caso de necessidade, modificar tal efeito nos injetores, para adequá-lo a um motor especial ou com grandes variações de eficiência volumétrica. Novamente para que se controle esse efeito é necessária a abertura do injetor. Há que se lembrar que aqui também é necessário o uso de pulsadores adequados para não induzir a erros pois no exemplo acima um pulsador inadequado pode levar a crer que o injetor 975 é menor que o 962 ( abaixo de 6 m/seg o 975 é menor, porem acima é maior, e a 6 m/seg é igual ao injetor 962) já que a maioria dos pulsadores trabalham com baixíssimos tempos de injeção. Há que se estudar o comportamento do injetor para que possamos escolher o mais adequado.
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