A eficiência do motor de injeção direta

Autor: 
Akweli Parker

Motor de injeção direta
© 2009 General Motors
A galeria de combustível de um Ecotec 2010 de 2,4 l. A peça distribui combustível aos injetores.

Os motores de injeção direta propiciam mais força por unidade de combustível usada, por dois principais motivos. Primeiro, utilizam uma mistura de ar e combustível mais “pobre”. Segundo, a maneira pela qual o combustível se dispersa no interior da câmara permite que ele seja queimado de forma mais eficiente. Vamos considerar as duas coisas.

A relação entre o ar e o combustível durante a queima em um motor exerce efeitos determinados e previsíveis sobre o desempenho do propulsor, as emissões de poluentes e o consumo de combustível. Quando a quantidade de ar na mistura é alta, comparada à quantidade de combustível, temos uma mistura dita “pobre”. Quando encontramos o caso oposto, temos uma mistura “rica”.

Os motores de injeção direta usam uma mistura de 40 ou mais partes de ar para cada parte de combustível, expressa como “40:1”. Em um motor a gasolina convencional, a relação é de 14,7:1. Uma mistura mais pobre permite que o combustível seja queimado de maneira muito mais econômica.

Uma segunda vantagem em termos de eficiência, para os motores de injeção direta, é que eles podem queimar seu combustível de forma mais completa. O combustível pode ser injetado diretamente na parte mais quente da câmara de combustão – em um motor a gasolina, isso significa o mais próximo possível da vela. Em um motor a gasolina convencional, a mistura de combustível e ar se dispersa amplamente pela câmara, o que deixa quantidade substancial de gasolina não queimada, resultando em ineficiência.

Mas e quanto ao restante do motor? Será que os motores a injeção direta representam uma mudança radical com relação aos princípios conhecidos e aceitos dos motores de combustão interna?

A resposta é “não”. É certo que os motores de injeção direta usam alguns componentes especiais e artimanhas técnicas:

•    uma bela peça de equipamento chamada galeria de combustível conduz o combustível aos injetores;
•    programação especial no computador de gerenciamento de motor para lidar com os cálculos de fluxo de combustível, dimensão da gotícula de gasolina, controles de emissões e outras coisas sobre as quais nenhum motorista quer pensar ao dirigir;
•    catalisadores especiais para lidar com os níveis notoriamente elevados de emissões de óxidos de nitrogênio (NOx).

Apesar da questão do NOx, os motores a gasolina a injeção direta são especialmente elogiados por suas emissões mais baixas. É por isso que numerosos fabricantes de motores vêm se esforçando para construir versões de dois tempos do motor de gasolina com injeção direta. Embora motores de quatro tempos sejam usados na maioria dos automóveis e motocicletas comerciais, os motores de dois tempos dominam as motocicletas fora-de-estrada, os barcos de pequeno porte e jet skis e muitas das motos usadas para transporte nos países em desenvolvimento.

Na seção seguinte, examinaremos por que injetar o combustível diretamente na câmara de combustão, sob alta pressão, não causa danos ao motor.