20 anos de Common Rail para diesel II: Alfa Romeo foi o primeiro

Continuação: O difícil caminho dos designers para introduzir novas tecnologias.

Eles são a espinha dorsal de tudo Fiat e Bosch

Logo depois que a Fiat introduziu o Croma de injeção direta em 1986, um sistema semelhante foi introduzido pela Rover, que o criou em colaboração com especialistas britânicos da Perkins. Ele será usado posteriormente para os modelos Honda. Não foi até 1988 que o Grupo VW teve o primeiro motor diesel de injeção direta, que também usava uma bomba de distribuição da Bosch. Sim, é a VW que desempenha o papel de injetor de massa para injeção direta em veículos a diesel. No entanto, a VW é tão apaixonada por seus motores TDI que perde a revolução do final do século XX. Então, de volta ao início da história, para reencontrar os engenheiros da Fiat e da Bosch. Desta vez não se trata de colaboração.

Os já citados Centro Ricerce Fiat e Magnetti Marelli ainda conseguiram construir um sistema funcional em que o processo de geração de pressão é separado um do outro. Isso evita quedas de pressão e atinge a pressão máxima em altas velocidades. Para fazer isso, uma bomba rotativa enche um trilho de combustível de aço de paredes espessas. A injeção direta é realizada usando injetores controlados por solenóide. Os primeiros protótipos foram criados em 1991 e, três anos depois, a tecnologia foi vendida para a Bosch, que a desenvolveu ainda mais. O sistema, assim desenvolvido pela Fiat e refinado pela Bosch, apareceu em 1997 no Alfa Romeo 156 2.4 JTD e no Mercedes-Benz E220 d. Ao mesmo tempo, a pressão máxima de injeção de 1360 bar ainda não supera a pressão de alguns dos sistemas anteriores (usados pelo Opel Vectra e Audi A6 2.5 TDI de 1996 e BMW 320d de 1998, a bomba VP 44 para injeção direta atinge uma pressão na faixa de 1500 - 1750 bar), mas o controle e a eficiência do processo estão em um nível muito mais alto.

Sua maior vantagem é manter constante a alta pressão rail, o que permite um controle preciso da injeção, que por sua vez pode ser entregue em bateladas – o que é muito importante para a mistura em um motor diesel. Assim, a pressão é independente da velocidade, a qualidade do processo de combustão é significativamente melhorada, o que significa que o consumo de combustível e as emissões são reduzidos. Com o desenvolvimento do sistema, os injetores eletromagnéticos serão substituídos por injetores piezoelétricos mais precisos, permitindo a utilização de um grande número de injeções de curta duração e pressões de até 2500 bar para carros e até 3000 bar para caminhões e ônibus nas últimas gerações de motores diesel.

Dores do parto com Common Rail

Claro, mesmo os engenheiros da Fiat não começam às cegas. No entanto, eles têm acesso ao trabalho de Vickers, que criou um sistema mecânico semelhante há muitos anos, e do Instituto Federal Suíço de Tecnologia ETH e, em particular, da equipe de Robert Hubert, que nos anos 60 criou um protótipo de sucesso de um motor diesel. com sistema Common Rail e controle eletrônico. Obviamente, os dispositivos eletrônicos rudimentares daqueles anos permitiam que apenas protótipos funcionassem em laboratório, mas em 1983, Marko Ganzer da ETH patenteou um "sistema de carregamento de bateria controlado eletronicamente" para carros a diesel. Na verdade, este é o primeiro desenvolvimento promissor de tal sistema. Afinal, o problema não está na ideia, mas na sua implementação, e são os engenheiros da Fiat e da Bosch que conseguem resolver todos os problemas associados aos vazamentos de alta pressão inerentes a esta tecnologia, a criação de injetores adequados e outros. É um fato pouco conhecido que enquanto os fabricantes de automóveis no Japão estão atrasados no desenvolvimento de motores a diesel, na verdade o primeiro veículo a usar o sistema de injeção Common Rail foi um caminhão Hino com motor J08C e sistema de injeção Denso, que é o resultado do trabalho das equipes do Dr. Shonei Ito e Faróis de Masahiko. Igualmente interessante é o fato de que, na década de 80, os engenheiros da IFA da Alemanha Oriental desenvolveram com sucesso um sistema semelhante para seus caminhões.

Infelizmente, os problemas financeiros da Fiat no final dos anos 90 o obrigaram a vender sua galinha de ouro para a Bosch. Afinal, foi a Bosch quem desenvolveu essa tecnologia e hoje é a líder indiscutível na produção desses sistemas. Na verdade, ainda são poucos os fabricantes desses equipamentos - além da Bosch, são Denso, Delphi e Siemens. Sob o capô e em qualquer carro que você olhar, você encontrará algo semelhante. Pouco depois de o sistema Common Rail ter demonstrado as suas vantagens sobre todo o resto, foi introduzido pelos fabricantes franceses PSA. Naquela época, fabricantes como Mazda e Nissan já haviam introduzido a injeção direta, mas sem o sistema Common Rail, a VW continua buscando formas de criar um sistema eficiente que não use patentes Common Rail, e introduziu um sistema de injeção mais comum para bombas de caminhão em 2000. De fato, em 2009, a VW também não desistiu e não o substituiu por um trilho comum.

Os fabricantes de caminhões o introduziram mais tarde - apenas alguns anos atrás, seus motores também eram equipados com um injetor de bomba ou o chamado injetor de tubo de bomba com elementos de bomba separados e um tubo de alta pressão muito curto. Na feira de Tóquio, Quon mostrou outra solução interessante - tecnologia de bomba injetora, que, no entanto, é alimentada por um trilho comum de parede fina com pressão mais baixa. Este último desempenha o papel de um nó intermediário de balanceamento.

Além de todos os itens acima, o sistema Common Rail é fundamentalmente diferente dos sistemas de pré-injeção por se basear na energia cinética gerada pela bomba para a injeção precisa de combustível. Isso elimina a necessidade de uma taxa de compressão tão alta, bem como um alto nível de turbulência, que é preferível para motores a diesel com uma pré-câmara e que é intensamente gerada em motores a diesel com uma câmara de vórtice. O sistema Common Rail, junto com o desenvolvimento da tecnologia de controle eletrônico e turboalimentadores, criou as pré-condições para a revolução do diesel e, sem ele, os motores a gasolina hoje não teriam chance. Aliás, este último também recebeu um sistema de envase semelhante, só que em um pedido menor. Mas essa é outra história.

Sim, o sistema Common Rail é caro e complexo, mas atualmente não há alternativa aos motores diesel. Os fabricantes também conseguiram criar opções mais baratas e de baixa pressão para veículos baratos como a Índia, onde o diesel é respeitado. Após os últimos escândalos, o diesel foi responsabilizado por todas as falhas terrenas, mas, como mostram os testes recentes do APP, sua limpeza é bem possível. Em qualquer caso, tempos interessantes virão.

Texto: Georgy Kolev