COMANDO DE VÁLVULAS
O comando de válvulas é o centro nervoso de um motor. Nos motores 4 tempos, o ciclo acontece com aspiração, compressão, detonação e escape. Cada ação esta ligada a este ciclo quádruplo, comandada pelos cames do comando de válvulas, responsáveis por abrir e fechar as válvulas de admissão e escape. Num motor original, as montadoras estudam uma forma de instalar comandos que trabalham bem em diversas faixas de rotação. Já num comando de alta performance, pode-se prejudicar o torque em baixa para ganhar nas faixas de giros elevados, por exemplo. Antes de escolher um comando para seu motor, descubra alguns detalhes importantes deste componente:
LÓBULOS
São os ressaltos excêntricos no eixo do comando de válvulas responsáveis pela abertura e fechamento das válvulas . Nestes lóbulos podemos encontrar os seguintes aspectos : angulo de permanência , duração , levante da válvula , base do circulo , cruzamento entre os lóbulos de admissão e escapamento de cada cilindro.
DURAÇÃO DO COMANDO
A medida se refere ao angulo efetuado no lóbulo do comando em relação a rotação do virabrequim , isto é , se temos um comando com duração de 300 graus a válvula estará aberta 300 graus de rotação de eixo do virabrequim . Quanto maior o grau de abertura de comando , mais tempo as válvulas permanecerão abertas , o que resulta em um melhor preenchimento volumétrico do cilindro na admissão e maior expulsão dos gases do escapamento , propiciando assim mais H.P. e TORQUE . O inconveniente é que a alteração do angulo de abertura resulta em uma piora significativa do rendimento em baixas rotações , deslocando a curva de torque e potência máximas para regimes de rotações mais altos . Quanto maior o grau do comando relacionado ao lobe center , também elevamos a pressão no cilindro para altos rpm e removendo a pressão dos da baixa rpm , prejudicando e muito a potência e torque em baixa rotação .
A duração influi diretamente no funcionamento do motor , seja em baixa , media ou em alta rotação . Comandos (0.050) que equipam carros originais possuem duração entre 190 e 205 graus . As fabricas escolhem estes ângulos porque necessitam de uma ampla curva de torque de baixos e médios rpm para suprir ,pôr ex., uma subida de ladeira com o carro lotado . Esta baixa angulacao favorece a curva de torque e uma entrega razoável de potência suficientes para um bom desempenho adequado ao uso diário de um automóvel familiar , aliada a outras analises como : A taxa de compressão , pouca rotação final , peso elevado do carro , dirigibilidade a baixos rpm e principalmente baixos consumo de combustível .
Comandos que possuem duração (.050 de levante ) acima de 210 graus já são mais nervosos e entregam mais potência ao motor a uma maior rotação provendo também o aumento na capacidade de rotação do motor . Mas a medida que estes graus são elevados temos uma infinidade de fatores agregados a isso . Pôr ex. : Se temos um maior tempo de abertura de válvulas temos que enviar mais combustível/oxigênio e liberar mais o escapamento . E quanto mais aumentamos mais temos de alimentar a criança .
A graduação varia muito: 276º, 280º, 286º... esses números indicam a representação numérica em graus de um transferidor, que indicam quanto as válvulas ficam abertas no ciclo de um motor. Pode-se dizer grosseiramente quanto maior o “grau” do comando, maior o volume de ar admitido e maior será a potência. Mas há uma série de variáveis que podem limitar esses ganhos, como carburador ou injeção eletrônica, coletor de admissão, cabeçote, taxa de compressão, escape etc. Os comandos podem ser simétricos, quando as graduações da admissão e do escape forem iguais, ou assimétricos, quando houver uma diferença de duração, maior na admissão e menor no escape, ou vice e versa. Esta combinação é muito importante pois influi diretamente no funcionamento do motor, seja aspirado ou sobrealimentado (turbinado, nitro, blower etc.).
LEVANTE OU LIFT DO COMANDO
Trata-se da abertura máxima das válvulas, o quanto o ressalto faz as válvulas abrirem. O “lift”, ou levante, está ligado diretamente ao fluxo do cabeçote. Por exemplo: se um comando levanta 11mm, mas o melhor desempenho do cabeçote acontece com 10 mm, as molas das válvulas estarão trabalhando mais que o necessário... Isto pode ser observado apenas numa bancada de fluxo. Em motores aspirados acertar no comando e nesses detalhes significa andar na frente ou não.
LEVANTE OU LIFT - Este é o valor máximo em que as válvulas serão abertas durante a rotação do lóbulo . Comando com maior levante de válvula proporcionam um ganho extra de potência sem alterar muito a curva de torque , isto é , podemos escolher um comando com angulo de permanência menor para que o carro tenha uma boa resposta de baixa , mas com um pouco mais de levante para que o motor consiga aspirar um pouco mais de mistura para a câmara de combustão e expeli-la com maior eficiência . Isso não é uma regra geral , o levante também sofre limitações físicas de acordo com o diagrama e limites internos do motor . DEVEMOS FICAR ATENTOS A COMANDOS COM LEVANTES MUITO GENEROSOS , POIS PODEM FASER COM QUE AS VALVULAS TOQUEM NO PISTÃO DURANTE O TRAJETO AO PONTO MORTO SUPERIOR .
LOBE CENTER
É o angulo que separa os lóbulos de admissão e escapamento.O lobe center é medido entre os pontos máximos dos lóbulos das válvulas de admissão e escapamento , também é diretamente relacionado ao OVER-LAP de acordo com a rampa inicial do comando. Sem contar ainda , que é o principal fator a ser analisado na escolha do comando para carros com motor turbo ou aspirado , quando queremos uma excelente afinação do motor em conjunto com o enquadramento do comando . O lobe center em conjunto com o angulo de abertura de válvula determina a pressão sobre o pistão , isto é , um comando com lobe center de 114 terá maior pressão no cilindro em alta rotação que o mesmo um com 110 graus instalado no mesmo ponto . Em compensação , este comando com 110 graus é capaz de prover mais HP e TORQUE em rotação mais alta a uma pressão menor . Geralmente comandos com lobe center acima de 114 são utilizados em carros com motor equipado com sobre-alimentação ou motores originais . Comandos com lobe center abaixo de 110 tendem a possuir uma curva de TORQUE mais estreita e um pico de HP maior . Tudo isso funciona com uma analise correta de cada parte do comando de válvulas .
Já foi visto motores sobre alimentados utilizando comandos com lobe center baixo para controlar a pressão máxima sobre o cilindro . De acordo com que o lobe sobe temos um aumento de pressão no cilindro em altas rotações .
DETALHE -- Comandos de baixa duração funcionam melhor e são mais compatíveis lobes altos . Isso não é uma regra geral e existe uma variação muito grande de motor para motor . Cada caso é um caso , e o comando deve ser amplamente estudado para que a utilização seja perfeita e renda em 100% .
Lobe center baixos entre 108 e 106 diminuem a pressão nos cilindros em altos rpm mas aumentam em baixos rpm . Além disso propiciam uma faixa estreita de potência , se comparados aos comandos de altos lobe center . Geralmente são os comandos que apresentam maior potência e combinam perfeitamente com altos ângulos de duração . Em contra partida , com aumento da pressão cilíndrica em altos rpm , temos o aumento proporcional da chance de pré ignição .
O que pode ser corrigido , o diagrama do comando as vezes impede de utilizarmos combinações de um alto grau , levante e lobes generosos . cada caso é um caso .
Fundamental! O valor numérico do lobe center determina em que regime de rotação o motor tem melhor desempenho. Ele pode atuar melhor em regimes de baixa ou de alta rotação. Comandos que melhor em baixa, para que o motor tenha força, possuem um valor numérico de lobe center alto (110,112, 114,por exemplo). Essas configuração é utilizada normalmente em veículos pesados, para mais arrancada __ mas isso não impede que girem acima de sua faixa determinada, dependendo de como ele foi enquadrado pelo preparador. Já os comandos de alta rotação possuem um lobe center de valor numérico mais baixo, como 104, 107, etc. Normalmente são aplicados em carros de corrida. Podemos dizer que, quanto maior o lobe, mais força em baixa. Menor o lobe, mais força em alta. Mas lembre-se das variáveis.
Os cames de um comando são as partes em forma de gota, responsáveis pela abertura e fechamento das válvulas. O comando trabalha em sincronia com o virabrequim Para cada volta do vira, o comando dá duas.
OVERLAP
Ao observar um motor muito preparado, geralmente a primeira coisa que se nota é a marcha lenta irregular. Isto se deve ao overlap do comando ou o momento em que a válvula de admissão e escape estão abertas ao mesmo tempo. Na aceleração do motor, a velocidade dos gases queimados saindo pela válvula de escape ajuda a sugar a mistura ar/combustível em maior quantidade e velocidade para a câmara de combustão. Isto não acontece em marcha lenta, quando os gases de escape ainda não têm velocidade de saída suficiente, impedindo a entrada linear do ar no motor, e fazendo necessário um aumento da taxa de compressão.
Na escolha de um comando de válvulas é necessário a ajuda de um profissional para que o motor tenha um rendimento significativo sem desperdiçar combustível. ”maior” comando não é necessariamente o melhor. Nesta luta para o melhor desempenho e aproveitamento do motor, adiantando o comando em baixa e atrasando em alta rotação. Em motores auxiliados por dispositivos hidráulicos comandados eletronicamente, por exemplo (caso do sistema Vtec, dos Honda), é possível conseguir um rendimento bem linear. Para os motores que não dispõem destes dispositivos tecnológicos, polias reguláveis e chavetas especiais podem ajudar.
RAIO X
O comando de válvulas define o temperamento de um motor.Ou seja , a responsabilidade do comando no motor (aspiradão ou turbo) é muito grande.Do comando depende a abertura , a permanência e o fechamento das válvulas de admissão e escape . Dai sua missão , de determinar quando o motor começa a mostrar sua força , e quando essa força acaba, rotação na qual a potência atinge seu máximo .
E isso independe do tipo do motor . Desde os projetos mais antigos --- como os Opala "seis"e os Ford V8 302 , que tem comando no bloco do motor acionando as válvulas pôr vareta --- até os mais atuais , com um ou mais comandos traba -
lhando no cabeçote , na "cabeça" do motor.
O acionamento do comando pode ser feito de varias maneiras e embora a correia dentada de borracha seja a mais comum , há também comandos acionados pôr engrenagens ou corrente . Para empurrar as válvulas , os sistemas podem ir desde o tucho (mecânico ou hidráulico ) , até o balanceiro ou finger ( literalmente dedo ) que pode ser roletado. Dependendo do sistema de acionamento , do desenho e do perfil do came (levante) , o comando define o torque e a potência do motor. No caso de uso de balanceiros , ele pode aumentar o levante do came , abrindo mais ou menos as válvulas.
Um comando é definido pela sua duração , levante e lobe center. A duração ( ângulo ou tempo que as válvulas ficam abertas) é expressa em graus
(272o x 276 o). O primeiro n* se refere as válvulas de admissão , e o segundo de escape .Já o levante é o que determina quanto as válvulas abrirão (em mm). Por fim , o lobe center é a distancia expressa em graus entre o centro do came de admissão até o centro do came de escape. Vale lembrar que , em alguns motores multiválvulas atuais ( como os 16V ), o lobe center pode ser regulado de acordo com o enquadramento dos dois comandos de válvulas --- pois há um comando só para admissão e outro para escape.
Quando o lobe é baixo (entre 99 e 1050) o motor fica "sujo". Ou seja , tem pouca eficiência em rotações altas, enquanto em baixos giros oferece muito torque ; mas o motor "acaba " cedo .
Comandos com lobe center mais alto (entre 105 e 120o ) trazem um motor com funcionamento mais suave , progressivo e com um ótimo ganho de rotações. Comandos mais esportivos podem se beneficiar de lobe mais alto, o que os ajuda a Ter uma marcha lenta razoável , alem de torque nas arrancadas . Bom para alcançar altos giros com fôlego . Como cada tipo de motor e preparação tem um acerto diferente , é sempre bom pesquisar para saber qual o melhor comando , de acordo com seu uso , relação de cambio/diferencial e lógico , o tipo de veneno que se pretende Ter .
COMANDO X TAXA DE COMPRESSÃO
Motores com comandos bravos podem se beneficiar de uma elevada taxa de compressão . Quando se adota um comando muito esportivo(acima de 280) a taxa efetiva do motor acaba diminuindo , pois este tipo de comando deixa as válvulas abertas Por mais tempo , pois tem grande duração. Isso fas com que a compressão efetiva do motor escape um pouco pelas válvulas . Dai o uso de uma taxa de compressão elevada ( acima de 14:1 para álcool ) em carros aspirados de pista .
FATORES AGREGADOS AO AUMENTO NOS ANGULOS DO COMANDO EM CARROS ASPIRADOS
1. O inconveniente do cruzamento alterado que faz com que o carro embaralhe em baixas rotações, o que dificulta o uso diário do automóvel fazendo com que o desgaste da embreagem seja muito maior.
2. Quanto maior for o grau do comando, maior será a rotação atingida, e quanto maior a rotação tem que investir em melhores componentes internos no motor, isto é, temos que melhorar peso e qualidade das peças móveis.
3. Quanto mais angulo, mais temos de aumentar a taxa de compressão, o que leva a utilização de combustíveis caros e exóticos. Salvos motores sobre alimentados.
4. A medida em que aumentamos os graus de duração, coletores, escapamento, carburadores, ignição, velas tem obrigatoriedade de substituição por modelos aptos a grandes volumes. PRINCIPALMENTE COMANDOS COM DURAÇÃO ACIMA DE 230 graus @ .050.
5. Economia de combustível , procure comando com duração baixa , inferior a 208 graus @ .050.
6. Bom torque em baixo rpm mantendo uma dirigibilidade aceitável . Procure comandos com durações entre 210 e 215 graus @ .050. Estes modelos exigem uma pequena melhora na alimentação , ignição , fluxo de ar e abafadores de baixa restrição .
7. Torque generoso e um motor um pouco mais elástico conseguindo em torno de 600 a 1000 rpm a mais , sem contar aquela embaralhadinha gostosa saindo pelo escapamento e que em torno de 2000 rpm o motor já esta límpido . Comandos entre 215 a 234 graus @ .050. são ideais para isso , mas exigem : Aumento da taxa de compressão e diâmetro dos dutos do cabeçote melhorando a capacidade dos fluxos , novas molas de válvulas , carburadores maiores ou sistemas de injeção medianamente modificados , escapamento modificado , e com apenas um abafador de baixa restrição , filtro de ar ultra esportivo ou sem , novo trem de válvulas , polia regulável , e um novo estudo da curva de ignição .
terça-feira, 13 de outubro de 2009
CILINDRADA OU CAPACIDADE CÚBICA
CAPACIDADE CÚBICA (Cilindrada)
0 QUE É CILINDRADA ?
Cilindrada, ou deslocamento volumétrico, é o volume estabelecido pelo diâmetro do pistão e o curso do virabrequim.
Durante o movimento de descida do pistão, as sucessivas áreas deixadas para trás são somadas e formam a cilindrada unitária(um cilindro), que multiplicada pelo numero total de cilindros do motor, gera o deslocamento volumétrico total.Uma maneira rápida e fácil de chegar ao valor é: elevar o diâmetro do cilindro ao quadrado, multiplicar pelo curso, multiplicar pela constante 0,7854 e finalmente, multiplicar pelo numero de cilindros.
Tomemos como ex. o AP 1.8 que possui pistões com 81 mm de diâmetro e vira com 86,4 mm de curso:
81x81=6561x86, 4=56687x0, 7854=44522x4=1780 cm3.
Esse volume é de suma importância porque, teoricamente, toda essa área deve ser preenchida por är+combustível conforme o pistão desce. Mas é claro que o correto preenchimento desse volume requer um eficiente cabeçote, trem de válvulas e comando de válvulas.
MAIOR CILINDRADA SIGNIFICA MAIS ADMISSÃO DE MISTURA E CONSEQUENTEMENTE CAVALOS EXTRAS
PRINCIPAIS VARIAVEIS ENVOLVIDAS NO AUMENTO DA CAPACIDADE CÚBICA DE UM MOTOR
Na época em que os grandes motores V8 eram os bam-bam-bam de torque e potencia na industria mundial, criou-se um ditado que é motivo de discussão até hoje: ”não há substituto para cilindrada”.
O antigo refrão foi repetido muitas vezes pelos admiradores dos V8, até que um belo dia ...surgiram os turbos , injeções eletrônicas, cabeçotes multivalvulas , comandos variáveis e outras tecnologias que produzem tanta potencia quanto os muitos litros de deslocamento dos V8. Aí começa a briga.
Enquanto alguns preparadores se apóiam em toda tecnologia para atingir seus objetivos, outros preferem tirar a diferença nos bons e velhos centímetros cúbicos de cilindrada a mais.
Toda filosofia de trabalho, desde que bem sucedida, deve ser respeitada, mas uma coisa é fato: entre dois motores teoricamente com a mesma eficiência, o que tiver maior cilindrada pode admitir mais mistura ar/combustível e conseqüentemente render mais!
O aumento da cilindrada pode ser executado de duas maneiras: uso de pistões com maior diâmetro ou virabrequim com mais curso.
Mas como de praxe, em preparação de motores essas modificações têm seus prós e contras: ganhos em determinados regimes provocam perdas em outros.Essa eterna duvida não só deixa os mecânicos coçando a cabeça, como nos leva a conclusão de que a busca pelo rendimento absoluto só é alcançada com muito estudo, testes e, claro, dinheiro.
PISTÕES
A pratica mais difundida de aumento de cilindrada com certeza é a substituições dos pistões por modelos de maior diâmetro. Isso ocorre porque não há necessidade de troca do bloco ou bielas (respeitando os limites). Na maioria dos motores, o investimento é menor e hä uma crença popular de que é melhor ter um motor o mais quadrado possível (Diâmetro maior que o curso).
Realmente é interessante ter um motor superquadrado para produzir potencia em altas rotações, mas existem três características que devem ser consideradas: relação entre o diâmetro do pistão e as válvulas de admissão, dificuldade de queima completa de mistura e enfraquecimento do bloco.
Pistões maiores diminuem a relação com a área da válvula de admissão.Essa relação é um fator determinante na rotação máxima atingida pelo propulsor. Considerar a substituição das válvulas de admissão por modelos maiores é recomendável ao aumentar o diâmetro dos cilindros.
A segunda característica de motores com grandes diâmetros de pistão é a dificuldade de queimar a mistura eficientemente, isso pois a grande distancia entre a vela e alguns pontos da câmara de combustão diminui a velocidade da chama – com a qual a onda de explosão se propaga no cilindro. A velocidade baixa causa pré-ignição em pontos distintos da vela e não geram calor instantâneo, ideal em motores de ciclo Otto.
Geralmente pistões com mais de 100 mm merecem um estudo detalhado para correta aplicação.Formatos específicos de câmara de combustão, velas especiais, duas velas, módulos de ignição e outros artifícios para incrementar a ignição devem ser considerados.
Outro ponto a ser analisado esta no crescimento dos cilindros: isso diminui a quantidade de material existente entre eles, enfraquecendo a capacidade do bloco de suportar calor e tensões.
Blocos muito finos entre os cilindros costumam apresentar ovalizações ou trincas por excesso de calor ou esforços.Respeitar os limites de cada motor ou usar camisas reforçadas são os principais antídotos para esse problema.
VIRABREQUIM
A adoção de um virabrequim de maior curso é sentida na primeira acelerada com o carro. Diferente dos pistões (com exceção no motor VW a ar), que agregam pouca cilindrada devido aos limites do bloco, virabrequins normalmente podem crescer bastante e causam mudanças drásticas no comportamento da usina.
A elevação acentuada do curso altera radicalmente a faixa de torque e rotação máxima de funcionamento, porem sua troca é mais complexa, trabalhosa e cara.
Existem quatro pontos a serem abordados nessa modificação:
1. Problemas de espaço físico no bloco
2. Velocidade média do pistão,
3. Relação R/L (relação entre o curso do vira e o comprimento da biela) alterada
4. Altura de compressão.
Para a maioria dos motores é oferecida uma boa gama de virabrequins que não requerem substituição ou modificação de bloco.Basta notar se a nova configuração “ësbarra” durante a rotação em alguma parte indesejada do bloco.
Caso isso aconteça deve-se modificar os componentes (quando possível), ou adotar um bloco ou carcaça adequada.
A altura de compressão é o espaço que restara do topo do pistão ao cabeçote quando o motor estiver em PMS (ponto morto superior) – este espaço determinara a taxa de compressão. Uma vez alterado o curso dos pistões, certamente essa altura também será diferente, exigindo novas dimensões de altura de pistões ou bielas para manter a taxa dentro dos valores desejados.
A velocidade média do pistão é outra variável importante no caso de troca de virabrequim.Imagine que um motor esta girando a 6.000 rpm e o curso de seu vira é de 100 mm. Para descobrir a velocidade média do pistão nessa situação é necessário fazer um calculo: RPM x curso em metros / por 30 = Vmédia.
1. Então 6.000 x 0,1 = 600 / 30 = 20m/s
O pistão percorrerá 20 metros por segundo dentro do cilindro quando o motor estiver a 6.000 rpm. Porque essa variável é importante? Quando o pistão se movimenta, os anéis provocam força contraria ao movimento nas canaletas do pistão.
A maioria dos pistões originais de fabrica são capazes de suportar esses esforços até 20 ou 21 metros por segundo de velocidade média.Pistões forjados especiais para competição agüentam o tranco até cerca de 24 m/s. Isso não quer dizer que as canaletas quebrarão ao atingir velocidades acima da citadas, mas sim, que receberão fadiga e terão sua vida útil reduzida.Nos motores AP 2.0 da Lelo motorsport, por exemplo, são 92,8 mm de curso e giram até 9.000 rpm: isso resulta numa velocidade média de 27,8 m/s.
A relação R/L (curso do vira e comprimento de biela) é muito estudada atualmente pelos preparadores devido a grande eficiência. Para calcular, divide-se a metade do valor do curso do vira pela distancia entre centros da biela.
O motor Ford Zetec 1.8 e 2.0 têm 88 mm de curso e 140,7 mm entre centro nas bielas: 88 / 2 = 44 / 140,7 = 0,31.
O Zetec tem R/L de 0,31. A relação determina o quanto a biela inclina durante a revolução total do vira.
Mas e o que isso melhora? A inclinação exagerada da biela (comportamento de bielas curtas em relação ao vira) provoca grandes esforços horizontais no pistão, gerando desgaste precoce das paredes do cilindro e aumentando perdas mecânicas do motor.Porem não adianta montar as maiores bielas possíveis e ter uma relação extremamente baixa devido a uma simples questão de decomposição de forças; bielas muito longas se inclinam pouco e diminuem a transferência de força da explosão ao virabrequim.
Como a biela pouco se deita, grande parte da força transmitida por ela é absorvida pelo próprio colo do componente o que não ajuda em nada na imprescindível revolução total do vira.
Portanto meu amigo ate pode haver substituto para cilindrada, mas volume extra sempre ajuda na hora de se extrair o Maximo de um motor de alta performance.
VW AP – Curso x Diâmetro
Medidas em mm e cilindrada em cm3
DIÃMETRO DO PISTÃO
81( 1.6 e 1.8) 82,5 ( 2.0 ) 83 (2.0+0,50) 84,8( esp ) 86 ( esp )
CURSO DO VIRABREQUIM
77,4 ( 1.6 ) 1.595 1.655 1.675 1.748 1.798
86,4 ( 1.8 ) 1.780 1.847 1.869 1.951 2.000
92,8 ( 2.0 ) 1.984 2.008 2.096 2.156
95,5 ( 1.9 d ) 2.042 2.067 2.157 2.219
97 ( esp ) 2.074 2.099 2.191 2.253
0 QUE É CILINDRADA ?
Cilindrada, ou deslocamento volumétrico, é o volume estabelecido pelo diâmetro do pistão e o curso do virabrequim.
Durante o movimento de descida do pistão, as sucessivas áreas deixadas para trás são somadas e formam a cilindrada unitária(um cilindro), que multiplicada pelo numero total de cilindros do motor, gera o deslocamento volumétrico total.Uma maneira rápida e fácil de chegar ao valor é: elevar o diâmetro do cilindro ao quadrado, multiplicar pelo curso, multiplicar pela constante 0,7854 e finalmente, multiplicar pelo numero de cilindros.
Tomemos como ex. o AP 1.8 que possui pistões com 81 mm de diâmetro e vira com 86,4 mm de curso:
81x81=6561x86, 4=56687x0, 7854=44522x4=1780 cm3.
Esse volume é de suma importância porque, teoricamente, toda essa área deve ser preenchida por är+combustível conforme o pistão desce. Mas é claro que o correto preenchimento desse volume requer um eficiente cabeçote, trem de válvulas e comando de válvulas.
MAIOR CILINDRADA SIGNIFICA MAIS ADMISSÃO DE MISTURA E CONSEQUENTEMENTE CAVALOS EXTRAS
PRINCIPAIS VARIAVEIS ENVOLVIDAS NO AUMENTO DA CAPACIDADE CÚBICA DE UM MOTOR
Na época em que os grandes motores V8 eram os bam-bam-bam de torque e potencia na industria mundial, criou-se um ditado que é motivo de discussão até hoje: ”não há substituto para cilindrada”.
O antigo refrão foi repetido muitas vezes pelos admiradores dos V8, até que um belo dia ...surgiram os turbos , injeções eletrônicas, cabeçotes multivalvulas , comandos variáveis e outras tecnologias que produzem tanta potencia quanto os muitos litros de deslocamento dos V8. Aí começa a briga.
Enquanto alguns preparadores se apóiam em toda tecnologia para atingir seus objetivos, outros preferem tirar a diferença nos bons e velhos centímetros cúbicos de cilindrada a mais.
Toda filosofia de trabalho, desde que bem sucedida, deve ser respeitada, mas uma coisa é fato: entre dois motores teoricamente com a mesma eficiência, o que tiver maior cilindrada pode admitir mais mistura ar/combustível e conseqüentemente render mais!
O aumento da cilindrada pode ser executado de duas maneiras: uso de pistões com maior diâmetro ou virabrequim com mais curso.
Mas como de praxe, em preparação de motores essas modificações têm seus prós e contras: ganhos em determinados regimes provocam perdas em outros.Essa eterna duvida não só deixa os mecânicos coçando a cabeça, como nos leva a conclusão de que a busca pelo rendimento absoluto só é alcançada com muito estudo, testes e, claro, dinheiro.
PISTÕES
A pratica mais difundida de aumento de cilindrada com certeza é a substituições dos pistões por modelos de maior diâmetro. Isso ocorre porque não há necessidade de troca do bloco ou bielas (respeitando os limites). Na maioria dos motores, o investimento é menor e hä uma crença popular de que é melhor ter um motor o mais quadrado possível (Diâmetro maior que o curso).
Realmente é interessante ter um motor superquadrado para produzir potencia em altas rotações, mas existem três características que devem ser consideradas: relação entre o diâmetro do pistão e as válvulas de admissão, dificuldade de queima completa de mistura e enfraquecimento do bloco.
Pistões maiores diminuem a relação com a área da válvula de admissão.Essa relação é um fator determinante na rotação máxima atingida pelo propulsor. Considerar a substituição das válvulas de admissão por modelos maiores é recomendável ao aumentar o diâmetro dos cilindros.
A segunda característica de motores com grandes diâmetros de pistão é a dificuldade de queimar a mistura eficientemente, isso pois a grande distancia entre a vela e alguns pontos da câmara de combustão diminui a velocidade da chama – com a qual a onda de explosão se propaga no cilindro. A velocidade baixa causa pré-ignição em pontos distintos da vela e não geram calor instantâneo, ideal em motores de ciclo Otto.
Geralmente pistões com mais de 100 mm merecem um estudo detalhado para correta aplicação.Formatos específicos de câmara de combustão, velas especiais, duas velas, módulos de ignição e outros artifícios para incrementar a ignição devem ser considerados.
Outro ponto a ser analisado esta no crescimento dos cilindros: isso diminui a quantidade de material existente entre eles, enfraquecendo a capacidade do bloco de suportar calor e tensões.
Blocos muito finos entre os cilindros costumam apresentar ovalizações ou trincas por excesso de calor ou esforços.Respeitar os limites de cada motor ou usar camisas reforçadas são os principais antídotos para esse problema.
VIRABREQUIM
A adoção de um virabrequim de maior curso é sentida na primeira acelerada com o carro. Diferente dos pistões (com exceção no motor VW a ar), que agregam pouca cilindrada devido aos limites do bloco, virabrequins normalmente podem crescer bastante e causam mudanças drásticas no comportamento da usina.
A elevação acentuada do curso altera radicalmente a faixa de torque e rotação máxima de funcionamento, porem sua troca é mais complexa, trabalhosa e cara.
Existem quatro pontos a serem abordados nessa modificação:
1. Problemas de espaço físico no bloco
2. Velocidade média do pistão,
3. Relação R/L (relação entre o curso do vira e o comprimento da biela) alterada
4. Altura de compressão.
Para a maioria dos motores é oferecida uma boa gama de virabrequins que não requerem substituição ou modificação de bloco.Basta notar se a nova configuração “ësbarra” durante a rotação em alguma parte indesejada do bloco.
Caso isso aconteça deve-se modificar os componentes (quando possível), ou adotar um bloco ou carcaça adequada.
A altura de compressão é o espaço que restara do topo do pistão ao cabeçote quando o motor estiver em PMS (ponto morto superior) – este espaço determinara a taxa de compressão. Uma vez alterado o curso dos pistões, certamente essa altura também será diferente, exigindo novas dimensões de altura de pistões ou bielas para manter a taxa dentro dos valores desejados.
A velocidade média do pistão é outra variável importante no caso de troca de virabrequim.Imagine que um motor esta girando a 6.000 rpm e o curso de seu vira é de 100 mm. Para descobrir a velocidade média do pistão nessa situação é necessário fazer um calculo: RPM x curso em metros / por 30 = Vmédia.
1. Então 6.000 x 0,1 = 600 / 30 = 20m/s
O pistão percorrerá 20 metros por segundo dentro do cilindro quando o motor estiver a 6.000 rpm. Porque essa variável é importante? Quando o pistão se movimenta, os anéis provocam força contraria ao movimento nas canaletas do pistão.
A maioria dos pistões originais de fabrica são capazes de suportar esses esforços até 20 ou 21 metros por segundo de velocidade média.Pistões forjados especiais para competição agüentam o tranco até cerca de 24 m/s. Isso não quer dizer que as canaletas quebrarão ao atingir velocidades acima da citadas, mas sim, que receberão fadiga e terão sua vida útil reduzida.Nos motores AP 2.0 da Lelo motorsport, por exemplo, são 92,8 mm de curso e giram até 9.000 rpm: isso resulta numa velocidade média de 27,8 m/s.
A relação R/L (curso do vira e comprimento de biela) é muito estudada atualmente pelos preparadores devido a grande eficiência. Para calcular, divide-se a metade do valor do curso do vira pela distancia entre centros da biela.
O motor Ford Zetec 1.8 e 2.0 têm 88 mm de curso e 140,7 mm entre centro nas bielas: 88 / 2 = 44 / 140,7 = 0,31.
O Zetec tem R/L de 0,31. A relação determina o quanto a biela inclina durante a revolução total do vira.
Mas e o que isso melhora? A inclinação exagerada da biela (comportamento de bielas curtas em relação ao vira) provoca grandes esforços horizontais no pistão, gerando desgaste precoce das paredes do cilindro e aumentando perdas mecânicas do motor.Porem não adianta montar as maiores bielas possíveis e ter uma relação extremamente baixa devido a uma simples questão de decomposição de forças; bielas muito longas se inclinam pouco e diminuem a transferência de força da explosão ao virabrequim.
Como a biela pouco se deita, grande parte da força transmitida por ela é absorvida pelo próprio colo do componente o que não ajuda em nada na imprescindível revolução total do vira.
Portanto meu amigo ate pode haver substituto para cilindrada, mas volume extra sempre ajuda na hora de se extrair o Maximo de um motor de alta performance.
VW AP – Curso x Diâmetro
Medidas em mm e cilindrada em cm3
DIÃMETRO DO PISTÃO
81( 1.6 e 1.8) 82,5 ( 2.0 ) 83 (2.0+0,50) 84,8( esp ) 86 ( esp )
CURSO DO VIRABREQUIM
77,4 ( 1.6 ) 1.595 1.655 1.675 1.748 1.798
86,4 ( 1.8 ) 1.780 1.847 1.869 1.951 2.000
92,8 ( 2.0 ) 1.984 2.008 2.096 2.156
95,5 ( 1.9 d ) 2.042 2.067 2.157 2.219
97 ( esp ) 2.074 2.099 2.191 2.253
NITRO (SISTEMA DE ÓXIDO NITROSO)
Sendo um agente inalatório, o Óxido Nitroso tem sua maior aplicação na área medica. Administrado juntamente com o Oxigênio, possui efeito analgésico e sedativo. Em anestesia geral, a adição de Óxido Nitroso ao Oxigênio permite uma redução da quantidade do agente anestésico mais caro, obtendo-se o mesmo efeito. Para fins industriais é utilizado principalmente na fabricação de chantilly.
Acima a fábrica de oxido nitroso, isto é, ali que o gás é obtido, através de reações químicas e armazenado em cilindros para a venda.
O SISTEMA
Da mesma forma que o turbo, o nitro é um equipamento conhecido e ao mesmo tempo misterioso. Ao contrário do que muitos pensam, o nitro não explode, não é feito de nitroglicerina, não é a mesma coisa que nitrometano e outras coisas esquisitas que falam por aí. Ele é um gás, de fórmula química N20, composto, portanto de duas partes de nitrogênio e uma de oxigênio, que fica armazenado dentro de um cilindro azul, normalmente instalado no porta-malas.
O nitro é vendido em forma de kit, que vem com um cilindro, solenóides, mangueiras, bicos injetores (foggers) e peças para acabamento.O kit de nitro
O princípio de funcionamento é parecido ao do turbo. A potência do motor é diretamente proporcional a quantidade de mistura ar+combustível que entra nos cilindros do motor. O que o turbo faz é "forçar" uma quantidade maior dessa mistura para dentro do motor. Já o nitro, faz a quantidade dessa mistura aumentar através de um processo físico-químico: quando é injetado nos cilindros, o nitrogênio da molécula de N2O faz com que a temperatura da mistura - que já está dentro dos cilindros, através do carburador ou da injeção eletrônica - abaixe muito. Se vocês recordarem as aulas de física, devem lembrar que quanto mais baixa a temperatura de um gás, mais denso ele fica e, portanto, maior o seu volume. Aí é que está a grande sacada, a quantidade de mistura cresce devido a isso.
Ta, mas daí você pergunta, e o oxigênio da fórmula? O oxigênio é um comburente, ou seja, permite que mais combustível seja injetado junto com o nitro.
Resumindo, o aumento da potência feita pelo nitro se deve a três fatores: resfriamento abrupto da mistura, o que aumenta o volume de mistura na câmara de combustão, ou seja, mais combustível e mais ar (oxigênio) entrando nos cilindros. Além do comburente da formula que é o oxigênio, que coopera ainda mais com uma queima perfeita. Esse aumento pode ser de até 600cv, dependendo do motor e da regulagem do nitro.
Agora que você sabe o que ele faz, pode entender como é instalado no carro. O nitro fica lá quietinho dentro da garrafa azul. Quando é necessária mais potência, ou seja, quando você apertar o botão no painel do carro, duas válvulas (tecnicamente chamadas de solenóides) entram em ação: uma delas libera o nitro da garrafa, que dispara por uma mangueira até o motor, e a outra, libera combustível, que vai até o motor por outra mangueira.
TIPOS DE SOLENÓIDES
Tanto o nitro quanto o combustível (no caso de injeção eletrônica), entram no motor através de um bico injetor especial, o fogger. Cada um com suas características especiais.
O FOGGER
A quantidade de foggers que é instalada no motor está relacionada com a quantidade de potência que será aumentada. Tomando como exemplo o motor AP do Gol, que têm quatro cilindros, pode-se colocar somente um na entrada da injeção eletrônica ou carburador. Ou quatro no coletor de admissão, que vêm depois da injeção eletrônica ou do carburador. Essa uma preparação bem mais forte.
A grande vantagem do nitro é que você só usa quando quer. Seu carro pode ser totalmente original e receber um kit de nitro. Enquanto você não usá-lo, o comportamento do carro é o mesmo de quando saiu da fábrica - claro, se você não tiver outras preparações junto, como o turbo - mas ao necessitar de mais potência. é sós “chamar o nitro” e segurar firme o volante. Sabendo usar, a durabilidade do motor é maior em relação ao turbo. A desvantagem é que o nitro não duro para sempre. Um cilindro padrão de nitro (10lbs), dura em média de 5 a 7 minutos de ingeção, considerando que você aperte o botão durante uns 10 segundos no máximo por vez, um cilindro dá para 30 a 50 injeções.
Atualmente, um kit simples, com um fogger, sai por cerca de R$1500,00. Barato não é, mas nem se compara ao preço de antigamente. O problema é a recarga do cilindro: R$20,00 em média por quilo de oxido nitroso. Ou seja, não dá pra sair por aí "nitrando" a toda hora... Outra coisa: o nitro pode ser usado em conjunto com o turbo ou outro tipo de preparações sem problemas, desde que com as devidas adaptações e reforços.
Se você instalar um kit de NOS no seu carro, tenha o cuidado de saber usá-lo, só acione em locais seguros e nunca apertar por mais de 15 segundos o botão, se sua preparação for básica... e nem pense em injetar em uma curva, ou com o piso molhado, pois é perda de controle do carro na certa. Também não acione antes de tirar o pé da embreagem, para não arrebentar o motor ou o câmbio.
DICAS IMPORTANTES
PRIMEIRO É IMPORTANTE SABER EXATAMENTE O QUANTO DE POTÊNCIA EXTRA VOCE QUER.MAS LEMBRE-SE: QUANTO MAIOR A POTENCIA DESEJADA, MAIOR O RISCO DE QUEBRA DO MOTOR E MAIS GASTO TAMBEM.
SEGUNDO, OS FABRICANTES DE KITS TOMAM POR BASE UM COMBUSTIVEL DIFERENTE DO NOSSO PARA CALIBRAR SEUS PRODUTOS, PORTANTO É PRECISO ACERTAR NA DOSE PARA NÃO QUEBRAR.
TERCEIRO ALGUNS CARROS ORIGINAIS, TRABALHAM COM BOBINAS DE IGNIÇÃO DE ALTA PERFORMANCE.PARA AQUELES QUE NÃO TEM ESSE PRIVILÉGIO, O KIT NITRO DEVE SER ACOMPANHADO DE UM MÓDULO DE POTÊNCIA DE IGNIÇÃO ESPECIAL PARA QUE O MOTOR NITRADO SEJA ESTAVEL EM TODAS AS ROTAÇÕES.
ASPIRAÇÃO DE MOTORES
Note que em alguns veículos, seus motoristas têm de pisar muito para pouco resultado, enquanto que se o carro estivesse acertado, bastaria o peso do pé para obter o mesmo resultado, talvez até tenha economizado combustível, pois precisou acelerar (injetar combustível) menos. Devemos pensar que um motor é o resultado de um projeto de engenharia mecânica, e sendo assim, existem várias alterações que podem ser feitas com o objetivo de maior rendimento sem comprometer a durabilidade, sempre analisando o impacto destas alterações ao projeto. O que não pode ser feito de forma alguma e sair trocando peças
sem saber o efeito real que causa ao conjunto motor/carro Para o trabalho de motor, podemos instalar um kit turbo, kit nitro ou fazer outras modificações além da aspiração.
sensor de oxigênio
O sensor de oxigênio também chamado de sonda lambda, sensor estequiométrico, sensor do escapamento é parte integral do sistema de controle de emissões de poluentes.
O sensor de oxigênio gera voltagem própria, acima dos 300 graus centígrados, na maioria dos casos a tensão varia entre 0 e 1000 mV.
O módulo de injeção aumenta ou diminui o tamanho do pulso da injeção de combustível através da tensão do sensor de oxigênio.
Um simples fio do sensor de oxigênio é aterrado no escapamento, logo depois do coletor do escapamento.
Nos casos de dois fios o sensor recebe um terra próprio.
OPERAÇÃO OPEN LOOP (circuito aberto)
Quando um motor tem sua primeira partida e a rotação está abaixo do seu valor pré determinado na memória do modulo de injeção, o sistema vai para malha aberta (open loop) e ignora o sensor de oxigênio. Esta operação também é chamada de fase de aquecimento.
OPERAÇÃO CLOSED LOOP (circuito fechado)
Quando os valores de closed loop forem alcançados neste modo de injeção, o módulo passa a calcular a mistura ar combustível em tempo real, baseada no sensor de oxigênio e através do tempo de abertura dos bicos injetores, o que permite uma mistura muito próxima à mistura estequiométrica.
O sensor de oxigênio é constituído pôr um corpo cerâmico à base de zircônio recoberto por uma pequena camada de platina, fechada em uma extremidade e colocada em um tubo protetor e alojado em um corpo metálico, que fornece uma posterior proteção e ainda permite a montagem no coletor de escape.
A parte externa do elemento de zircônio encontra-se exposta ao fluxo abrasador dos gases de escapamento, enquanto a parte interna está em comunicação com o ar ambiente onde a taxa de oxigênio na atmosfera é sempre igual a 21%.
O funcionamento do sensor de oxigênio pode ser comparado a um elemento galvânico (placas positivas e negativas imersas em solução ácida ou bateria, que fornece uma tensão); no caso do sensor de oxigênio, um elétrodo positivo interno cerâmico (eletrólito estacionário), fornece uma tensão em função da diferença de oxigênio que existe entre eles.
Portanto, na passagem da mistura rica para a pobre, ou vice versa, por causa desta oxidação catalítica (devido à presença de platina que age como catalisador e da temperatura que deve ser superior à 300 graus centígrados) os ions de oxigênio, existentes no material cerâmico (elemento estacionário), podem-se condensar em quantidades mais ou menos elevadas no elétrodo negativo dando origem a uma variação de tensão que, enviada ao módulo de injeção, lhe permite variar os tempos de abertura dos bicos de injeção de forma tal a manter o teor da mistura através de empobrecimento ou enriquecimento o mais próximo possível do teor estequiométrico.
Em 1990, foi inventado o sensor de oxigênio aquecido. Neste sensor são usados três fios, um terra para sonda, um sinal de tensão para o módulo e no último uma tensão para o aquecimento, que é feito por uma resistência , já que o sensor não funciona abaixo de 300 graus centígrados.
No caso de sensores com quatro fios o quarto passa a ser terra.
Nos veículos mais novos com sistemas mais modernos de OBD II e sistemas de controle de poluentes mais rígidos, usam dois sensores de oxigênio, o segundo após o catalisador para monitoramento da eficiência do conversor catalítico (catalisador).
O sensor de oxigênio gera voltagem própria, acima dos 300 graus centígrados, na maioria dos casos a tensão varia entre 0 e 1000 mV.
O módulo de injeção aumenta ou diminui o tamanho do pulso da injeção de combustível através da tensão do sensor de oxigênio.
Um simples fio do sensor de oxigênio é aterrado no escapamento, logo depois do coletor do escapamento.
OPERAÇÃO OPEN LOOP (circuito aberto)
Quando um motor tem sua primeira partida e a rotação está abaixo do seu valor pré determinado na memória do modulo de injeção, o sistema vai para malha aberta (open loop) e ignora o sensor de oxigênio. Esta operação também é chamada de fase de aquecimento.
OPERAÇÃO CLOSED LOOP (circuito fechado)
Quando os valores de closed loop forem alcançados neste modo de injeção, o módulo passa a calcular a mistura ar combustível em tempo real, baseada no sensor de oxigênio e através do tempo de abertura dos bicos injetores, o que permite uma mistura muito próxima à mistura estequiométrica.
O sensor de oxigênio é constituído pôr um corpo cerâmico à base de zircônio recoberto por uma pequena camada de platina, fechada em uma extremidade e colocada em um tubo protetor e alojado em um corpo metálico, que fornece uma posterior proteção e ainda permite a montagem no coletor de escape.
A parte externa do elemento de zircônio encontra-se exposta ao fluxo abrasador dos gases de escapamento, enquanto a parte interna está em comunicação com o ar ambiente onde a taxa de oxigênio na atmosfera é sempre igual a 21%.
O funcionamento do sensor de oxigênio pode ser comparado a um elemento galvânico (placas positivas e negativas imersas em solução ácida ou bateria, que fornece uma tensão); no caso do sensor de oxigênio, um elétrodo positivo interno cerâmico (eletrólito estacionário), fornece uma tensão em função da diferença de oxigênio que existe entre eles.
Portanto, na passagem da mistura rica para a pobre, ou vice versa, por causa desta oxidação catalítica (devido à presença de platina que age como catalisador e da temperatura que deve ser superior à 300 graus centígrados) os ions de oxigênio, existentes no material cerâmico (elemento estacionário), podem-se condensar em quantidades mais ou menos elevadas no elétrodo negativo dando origem a uma variação de tensão que, enviada ao módulo de injeção, lhe permite variar os tempos de abertura dos bicos de injeção de forma tal a manter o teor da mistura através de empobrecimento ou enriquecimento o mais próximo possível do teor estequiométrico.
Em 1990, foi inventado o sensor de oxigênio aquecido. Neste sensor são usados três fios, um terra para sonda, um sinal de tensão para o módulo e no último uma tensão para o aquecimento, que é feito por uma resistência , já que o sensor não funciona abaixo de 300 graus centígrados.
No caso de sensores com quatro fios o quarto passa a ser terra.
Nos veículos mais novos com sistemas mais modernos de OBD II e sistemas de controle de poluentes mais rígidos, usam dois sensores de oxigênio, o segundo após o catalisador para monitoramento da eficiência do conversor catalítico (catalisador).
UM EVENTO ESPECIAL EM INTERLAGOS
VISITANDO INTERLAGOS COM AMIGOS EM JANEIRO DE 2007 NO ANIVERSÁRIO DE SÃO PAULO, ONDE SE ENCONTRAVAM EM EXPOSIÇÃO DIVERSOS CARROS DE COMPETIÇÃO DE ÉPOCA .ENTRE ELES ESTE DKW FEITO EM CHAPA ,MOLDADO A MÃO. DURANTE ALGUNS ANOS EM SUA ÉPOCA FOI RECORDISTA DE SUBIDA DE MONTANHA , COMPETINDO COM ALGUNS CARROS MUITO MAIS NOVOS . FOI UM MARCO DE SUA ÉPOCA. FOI COM GRANDE ALEGRIA E SATISFAÇÃO TER SIDO PERMITIDO SENTAR EM SEU COCKPIT E IMAGINAR COMO ERA DOMAR ESSE "MENINO".
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