Sistema de Alimentação dos Motores por Carburador

A finalidade de fornecer combustível pressurizado aos dispositivos pulverizadores de combustível (carburador ou bicos injetores) do motor é delegada ao sistema de alimentação. Com a crescente evolução dos motores e da eletrônica, alterações importantes no funcionamento do sistema foram realizadas. O carburador e a bomba mecânica foram descontinuados, para dar lugar aos atuadores, sensores e unidade de controle eletrônico do motor (PCM) para controlar bomba elétrica e bicos injetores. Progressivamente, estes sistemas estão sendo substituídos por uma variação de seu sistema de injeção, antes indireta, com o combustível sendo pulverizado no fim do coletor de admissão, para os sistemas de injeção direta, com o combustível sendo pulverizado dentro da câmara de combustão. Assim, o sistema de alimentação dos MCI possui três variações:

  • Sistema de alimentação por carburador;
  • Sistema de alimentação por injeção eletrônica;
  • Sistema de alimentação por injeção eletrônica direta.

Este artigo tem como objetivo detalhar os componentes do sistema de alimentação por carburador e bomba de combustível mecânica, bem como o funcionamento e a manutenção do sistema.

Embora o sistema de alimentação por carburador já esteja em desuso no mercado automotivo, a quantidade de veículos carburados que ainda circulam nas vias é significativa, e isso faz deste obsoleto sistema não menos importante em termos de aprendizado. Neste o combustível é impelido ao carburador através de uma bomba mecânica acionada pelo virabrequim, eixo do comando de válvulas ou até mesmo pelo eixo do distribuidor. Os componentes do sistema de alimentação por carburador são:

  1. Tanque de combustível;
  2. Tubulação de alimentação;
  3. Filtro de combustível;
  4. Bomba de combustível;
  5. Carburador;
  6. Filtro de ar.

Tanque de combustível

É o componente responsável pelo armazenamento do combustível no veículo, está em direto contato com este, e por isso precisa ser feito de materiais que resistam ao ataque químico do combustível. Foi bastante fabricado em aço e revestido internamente por camadas de estanho, chumbo ou cromo com finalidade de proteção contra corrosão. Posteriormente este material teve de ser substituído para resistir ao uso de etanol. A capacidade de um tanque, bem como sua posição no veículo são fatores a serem determinados no projeto do mesmo. O tanque pode ser posicionado na dianteira, no centro ou na traseira do veículo. Para o abastecimento ser possível, o tanque possui um bocal que se liga a uma mangueira, esta é fechada por uma tampa localizada na carroceria do veículo. Juntamente a este bocal existe um outro bocal que mantêm o tanque sobre pressão atmosférica, facilitando a saída do combustível para o motor. Este bocal também servia como suspiro para saída de vapores de combustível que poluíam o ar atmosférico, mas após 1990 (no Brasil) foi incluído o sistema de reaproveitamento dos vapores de combustível (canister), que filtrava os vapores e os enviava para o coletor de admissão para serem queimados pelo motor. O tanque de combustível possui alguns componentes básicos:

  1. Medidor de volume de combustível: Trata-se de um potenciômetro no qual a haste em contato com a curva resistiva é a mesma haste que está ligada a uma boia que flutua sobre o combustível, assim o seu deslocamento significa a variação do volume de combustível no tanque e a alteração da tensão final do potenciômetro, ou seja, a medida de combustível no painel;
  2. Bocal de enchimento: É bocal por onde o combustível é abastecido no tanque;
  3. Tubo de saída: Tubo que conduz o combustível a bomba;
  4. Divisórias internas: São placas feitas pelo mesmo material do tanque com o intuito de evitar o chacoalhado do combustível dentro do tanque quando o veículo está em movimento. Estas placas permitem manter o combustível no mesmo nível em diversos pontos do tanque, além de evitar inconveniente como ruídos e alterações súbitas no nível de combustível indicado no painel.

Tubulação de alimentação

A tubulação que conduz o combustível sugado pela bomba, do tanque até a cuba do carburador. O material de fabricação das tubulações varia com o tipo de combustível utilizado, além disso também possuem tratamento nas superfícies internas para resistir ao impacto químico do combustível. Os materiais mais comuns são polímeros, aço ou cobre. Em suas extremidades existem dispositivos de engate rápido ou abraçadeiras.

Filtro de combustível

A sua finalidade é reter as impurezas contidas nos combustíveis, tanto partículas grosseiras quanto as mais finas, pois o carburador possui diversos orifícios calibrados de dimensões milimétricas que seriam facilmente afetados caso detritos chegassem a estes. Caso o filtro seja utilizado por um período além das suas especificações de manutenção, ele pode ficar impregnado de partículas e reduzir o fluxo de combustível para o carburador, e por consequência a potência do motor. Em sistemas de alimentação por carburador existem três tipos de filtros de combustível já empregados:

  1. Filtros no tanque de combustível;
  2. Filtro instalado na bomba;
  3. Filtro na linha de combustível.

Os materiais mais comuns na fabricação dos elementos filtrantes são metais, cerâmicas e papel. Os elementos filtrantes são telas com poros por onde o combustível fluirá. Essas telas podem ser feitas com uma combinação dos materiais citados acima, e são projetadas especificamente para determinado sistema de alimentação sendo este determinante para a capacidade de retenção dos filtros.

A partir dos últimos sistemas de alimentação por carburador até os atuais sistemas de injeção eletrônica, o filtro de combustível mais utilizado é o filtro disposto na linha de combustível, mas especificamente os filtros blindados. Contudo existem modelos desmontáveis no aftermarketing. Em qualquer filtro deve-se seguir a recomendação na posição de montagem, geralmente indicada por uma seta. Caso o filtro seja montado de forma incorreta, sua vida útil será severamente reduzida, podendo até implicar em problemas de fornecimento de combustível para o motor. Em filtros desmontáveis o elemento filtrante pode ser facilmente removido e lavado, dispensando sua troca.

Bomba de combustível

Com o tanque de combustível afastado do motor, é necessário que uma bomba faça o trabalho de empurrar o combustível até o carburador. Os motores carburados utilizaram dois tipos de bombas, a mecânica e a elétrica. A bomba mecânica é um dispositivo acionado pelo motor, montada neste de modo a ser acionada por meio da eixo do comando de válvulas ou do virabrequim. Por conta disso a bomba está exposta as altas temperaturas que o motor atinge. Seu regime de funcionamento é diretamente ligado ao regime de funcionamento do motor. Os componentes básicos de uma bomba mecânica para motores carburados são:

  1. Tampa: Prover a vedação superior da bomba, é apertada sobre juntas para não permitir o vazamento de combustível;
  2. Corpo superior: É parte da bomba onde ficam localizadas as válvulas de entrada e de saída;
  3. Diafragma: Feito de borracha resistente ao contato com o combustível, tem a função causar a depressão e a compressão do combustível dentro da bomba;
  4. Mola: Localizada dentro do corpo inferior, funciona pressionando o diafragma para cima de modo a comprimir o combustível dentro da bomba e abrindo a válvula de saída;
  5. Corpo inferior: Sessão da peça que é aparafusada ao motor, além disso serve de suporte para toda a bomba;
  6. Balancim: Recebe diretamente a ação do eixo que o aciona, está ligado a haste do diafragma e realiza o movimento descendente deste.

Filtro de ar

Como os MCI aspiram o ar atmosférico para preparar sua mistura ar/combustível, eles estão expostos a diversos tipos de impurezas contidas no ar. Por exemplo, gases de emissões industriais, partículas minerais, fuligem produzida pelos motores diesel, pólen e poeira são contaminantes que se aspirados sem nenhuma filtragem, reduzem a vida útil do motor através da contaminação do óleo lubrificante.

Em motores carburados o filtro de ar era montado sobre o carburador, geralmente possuía forma circular e era fabricado com papel fibroso tratado com resina e disposto em formato de sanfona. Também eram comuns os veículos com filtros de ar banhado a óleo, neste caso o papel fibroso protegido por uma rede metálica era umedecido com óleo. O óleo retinha nele as impurezas do ar aspirado, e o filtro prometia duração ilimitada, desde que houvesse sua devida manutenção, limpeza para retirada do óleo impregnado por um óleo novo.

Funcionamento

O sistema de alimentação opera enviando combustível a uma determinada pressão para o carburador, que pulveriza o combustível na quantidade requerida sobre o fluxo de ar que passa para dentro dos cilindros. Esse fluxo é criado pela depressão gerada no movimento descendente dos pistões, que suga o ar e este entra no cilindro já devidamente misturado ao combustível. Podem existir diferenças no acionamento da bomba de combustível, que pode ser elétrica ou mecânica, em ambos os casos, estas somente serão ativadas com o motor entrando em funcionamento. No caso do tradicional sistema de alimentação mecânico, a bomba é acionada pelo eixo de cames ou pelo eixo do distribuidor. De qualquer forma, a operação da bomba é feito por uma cames que aciona o balancim da bomba. Este por sua vez faz o diafragma se deslocar criando uma diferença de pressão dentro do corpo da bomba, um lado desta com baixa pressão e outro lado com pressão mais alta. O lado em baixa é respectivo a linha de combustível que vem do tanque, de modo que o combustível seja sugado até a bomba. A partir daí, o combustível é impelido ao carburador, que dosa e pulveriza esse combustível no fluxo de ar que passa por este. Para o bom funcionamento do motor é necessário o uso de uma linha de retorno de combustível, para evitar fluxo excessivo deste para o carburador, inundando sua cuba. Embora a cuba disponha da boia e seu mecanismo para evitar que esta encha além do limite, é interessante que o sistema tenha um retorno, uma vez que em bombas operadas pelo motor podem enviar mais combustível que o necessário.

Manutenção

O sistema de alimentação mecânico é rústico e simples, da mesma forma é sua manutenção. Assim, o componente de maior atenção é o carburador, que requer regulagens periódicas. Nos tempos atuais, a manutenção e regulagem do carburador pode ser considerada um serviço especializado, uma vez que esse dispositivo não é mais utilizado desde o fim dos anos 90, então isso pode se tornar um custo adicional em relação a manutenção de veículos mais novos. Devido a idade desses veículos, é comum que o sistema destes requeiram uma limpeza do tanque de combustível, revisão da bomba mecânica para troca de molas, diafragma e outros componentes desgastados. Fica implícito, que componentes como filtro de combustível e de ar estejam dentro da manutenção corriqueira desses veículos. Alguns deste, inclusive, são desmontáveis e devem ser verificados e limpos periodicamente. Uma característica de veículos mais antigos é a ausência de sistemas de controle de emissões, como canister, EGR e, em alguns casos, blowby, de forma que emitem mais gases poluentes e, por sua vez, o característico odor de combustível e lubrificante.

Referências

  • SENAI, Série Metódica Ocupacional;
  • CHOLLET, H. M., Curso Prático e Profissional para Mecânicos de Automóveis: O motor e seus acessórios, Lausanne, Hemus, 1996. 402;
  • BOSCH, Robert, Manual de Tecnologia Automotiva. 25.ed. Edgard Blücher LTDA, 2004. 1231p.