O sistema de injeção de combustível HEUI foi patenteado pela Caterpillar e usado inicialmente em 1995 no motor 3126. Posteriormente foi utilizado pela International e pela Ford nas caminhonetes com o objetivo de trazer mais flexibilidade ao controle de injeção de combustível. É considerado um sistema intermediário que precede o Common Rail.
Esse sistema tem uma característica importante: São “injetores-bomba” que estão alojados no cabeçote do motor. É um sistema hidráulico que utiliza como elemento de ação o óleo do motor em uma galeria de alta pressão conforme mostra o esquema simplificado a seguir: Fig. 1
- Sendo o sistema completo composto por:
- Injetor HEUI;
- Bomba hidráulica de alta pressão;
- Válvula de controle de atuação e pressão de injeção;
- Bomba de transferência de combustível;
- Módulo de controle eletrônico;
- Sensores;
- Atuadores.
BOMBA HIDRÁULICA DE ALTA PRESSÃO
A bomba hidráulica de alta pressão, na parte superior, possui uma espécie de corpo cilíndrico que funciona como um minirreservatório de óleo para auxiliar no arranque do motor. Esse reservatório garante que a bomba sempre tenha óleo para seu funcionamento. Na parte inferior existe uma válvula de segurança, caso a pressão se eleve além do esperado, a válvula é acionada para aliviar essa pressão excedente evitando danos aos outros componentes do sistema. O óleo sai da bomba para a galeria dos injetores a uma pressão aproximada de 3000 libras -1360 kg. Fig. 2
Abaixo temos a bomba de óleo de alta pressão aplicada no motor Ford 6.0 litros.
O princípio mais importante da hidráulica estabelece que a força exercida sobre um líquido se transmite em forma de pressão sobre todo o volume desse líquido e em todas as direções. Para o bom funcionamento do sistema hidráulico, principalmente neste caso que envolve alta pressão, deve-se estar atento às especificações do óleo que será utilizado.
A válvula de segurança trabalha fechada com uma pressão normal de aproximadamente 3500 libras. Caso a pressão ultrapasse 4400 libras ela é acionada. Fig. 3
FUNCIONAMENTO DO SISTEMA
O sensor de pressão da bomba envia ao módulo informações sobre a pressão, o módulo por sua vez, manda um sinal para a válvula IPR, pois é ela que vai controlar a saída de óleo da bomba conforme a necessidade do motor. Fig. 4
Como já se sabe, o óleo sai da bomba para a galeria dos injetores a uma pressão aproximada de 3000 libras, sua pressão mínima é de 500 libras. A válvula de controle IPR é uma válvula normalmente aberta, controla a pressão de bombeamento e envia a corrente de controle pra regular a pressão atual com a desejada. A unidade de controle eletrônico – UCE – envia um sinal para essa válvula acionando o pistão interno, fechando a passagem de retorno para que haja pressão na galeria de óleo. Fig. 5
BOMBA DE TRANSFERÊNCIA DE COMBUSTÍVEL
Essa bomba é o segundo principal elemento do sistema HEUI, se refere diretamente ao combustível diesel e trabalha entre 40 Libras e 70 Libras, já que a característica principal desse sistema é direcionar a alta pressão ao óleo do motor e não ao óleo diesel, enquanto que no sistema de injeção Common Rail a alta pressão é designada ao óleo diesel. A bomba de transferência extrai o combustível do tanque elevando-o a uma pressão de 65 PSI e esse combustível pressurizado segue para os injetores. Fig. 6
SISTEMA DE COMBUSTÍVEL DE BAIXA PRESSÃO
No esquema a seguir, que representa o sistema de combustível de baixa pressão, a linha verde representa a tubulação que sai do tanque, vai para a bomba e segue para os injetores – linha vermelha – já na pressão adequada, que seria cerca de 65 Libras. A pressão do diesel não depende de nenhum componente eletrônico, mas sim da bomba que pode ser mecânica ou elétrica. Fig. 7
BICOS INJETORES
O conjunto de unidades injetoras é o terceiro principal componente do sistema HEUI. Os bicos injetores possuem em sua composição uma bobina na parte superior, uma entrada para o óleo do motor que se encaixa na galeria de alta pressão e o alimenta lateralmente, possui também na parte inferior o acesso ao combustível diesel, sendo ambos os acessos ligados diretamente ao cabeçote. Fig. 8
Componentes da unidade injetora
Todos os sistemas diesel, tanto os modernos quanto os mais antigos, necessitam vencer algumas barreiras que eram mais presente nos motores antigos que tinham por características serem:
- Fortes, porém lentos;
- Muito ruído;
- Muita fumaça.
Como fazer um motor diesel ser mais silencioso?
Era necessário que o combustível que entrasse na câmara a cada injeção estivesse na mesma pressão. Após anos de estudo, com o surgimento da pré-injeção – ou injeção piloto – (neste caso hidraulicamente) conforme mostra o esquema a seguir, conseguiu-se no HEUI uma redução de fumaça, de ruído do processo de combustão em cerca de 50 % e também uma combustão mais completa. No Common Rail, que é o sistema que sucede o HEUI, essas melhoras são mais aparentes e perceptíveis. Fig. 9
EXEMPLO DE APLICAÇÃO DO SISTEMA HEUI
O sistema HEUI foi aplicado em um motor conhecido e considerado atual, conforme mostra figura a seguir. Este motor pertence a um VOLKSWAGEN 19.370. Fig. 10
Comparação do HEUI e Common Rail
O Common Rail sucede o HEUI, é um dos sistemas tecnologicamente mais avançados do mercado de injeção eletrônica diesel. Neste sistema, a geração de pressão e a injeção de combustível são separadas, o que significa que a bomba gera pressão que está disponível para todos os injetores através de um tubo distribuidor (rail).
Esta pressão pode ser controlada independente da rotação do motor. A pressão do combustível do início ao fim da injeção é precisamente calculada pelas unidades de comando a partir de informações obtidas dos diversos sensores instalados no motor, que proporciona excelente desempenho, baixo ruído e a mínima emissão de poluentes.
Pode parecer sem importância, porém uma das principais falhas na manutenção de um veículo que possui sistema HEUI é justamente não conhecer seus componentes e princípios de funcionamento. Com a popularização de aplicação do sistema Common Rail, todo veículo diesel passou a ser tratado como se a linha de alta pressão se restringisse apenas ao combustível e sabemos que o HEUI atém sua linha de alta pressão ao óleo do motor, sendo essa a principal e fundamental diferença entre eles. Esse engano dificulta o diagnóstico de falhas e a própria reposição de peças por se tratar de um sistema específico. É necessário estar atento a isso para que ao realizar uma manutenção não haja desperdício, danos aos componentes do sistema e nem gastos desnecessários.