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Qual a diferença entre os motores de 8 e 16 válvulas?

emblema 16V gol

16V

A partir do início dos anos 90, apareceu no mercado uma tecnologia a qual prometia elevar significativamente o rendimento dos motores: o cabeçote com quatro válvulas por cilindro, mais conhecidos como “16V”.

Os motores de 16 válvulas, posto que a grande maioria dos automóveis brasileiros possuem quatro cilindros. Consequentemente, um propulsor de seis pistões terá 24 válvulas e um de oito, 32. E assim por diante. E qual a vantagem dessa tecnologia?

A válvula é um componente do motor responsável pela abertura e fechamento das câmaras de combustão, e pertence a um grupo maior chamado cabeçote. Grosso modo, o cabeçote possui a função de “pulmão” do motor, responsável pela entrada da mistura ar/combustível antes da combustão e pela saída dos gases de escape ao final do ciclo. O vídeo abaixo, feito pela Ford Motor Company, mostra como funciona um motor de quatro tempos (admissão (1), compressão (2), combustão(3) e escape(4)):

Existem dois conjuntos de válvulas: de admissão e escape. As primeiras funcionam para receber a mistura de ar/combustível novos. As de exaustão, ou escape, se abrem após a combustão, para que os gases de escape saiam do motor. Enquanto o ciclo se encontra na fase de admissão (1), as válvulas de admissão abrem e as de exaustão permanecem fechadas. Na compressão e combustão (2 e 3), o cabeçote permanece selado, a fim de obter maior hermeticidade e melhorar seu rendimento. No final do ciclo, escape (4), essas válvulas abrem enquanto as de admissão ficam vedadas.

No vídeo, na parte de cima do esquema, aquelas “varetas” que sobem e descem junto das molas são as válvulas. Elas são responsáveis pela entrada e saída de mistura carburante no motor. Como o software de injeção eletrônica regula automaticamente a quantidade de combustível a ser admitido, o desafio dos engenheiros, na parte mecânica, reside em conseguir que o propulsor absorva mais ar, com o objetivo de aumentar sua potência e torque. Resumindo: fazer o motor “respirar” melhor.

Após esta descoberta, no início dos anos 70, os engenheiros equipavam os motores com válvulas grandes, ampliando a área de entrada da mistura ar/combustível e saída dos gases de escape. Porém, havia efeitos colaterais desagradáveis, como alto consumo e baixo rendimento em altas rotações, devido ao alto peso dos componentes. Exemplos de empresas que utilizaram essa solução foram a Chrysler e Dodge, nos motores Hemi V8, e a Ford do Brasil, na família CHT, os quais foram produzidos entre os anos 70 e 90.

Alguns anos depois, as equipes de projeto acharam outra forma: ao invés de fazer cabeçotes com duas válvulas grandes, colocar quatro pequenas. Mas com área de entrada e saída maiores no total. Após diversos testes, concluiu-se que a solução funcionou de forma satisfatória, obtendo ganho expressivo na performance com pequeno aumento no consumo. Assim, o rendimento de um motor com quatro válvulas por cilindro se mostrou superior e viável. Por exemplo, os Chevrolet Vectra B (1996-2004), possuíam motores de 8 e 16 válvulas, com mesmo bloco e cabeçotes diferentes. Enquanto o primeiro rendia 110 cv e 17,7 kgf.m de torque, o de quatro válvulas por cilindro entregava 141 cv e 19,6 kgf.m de força (Fonte: Clube do Vectra).

Dando outro exemplo, também da Chevrolet, o motor Família II 2.0 8V descrito acima, de 110 cv e 17,7 kgf.m de torque tinha rendimento próximo ao seu irmão da Família I, 1.6 16V, o qual entrega 108 cv e 14,8 kgf.m de força. Apesar de o propulsor maior possuir mais torque, as potências se mostram bastante semelhantes. Andando em altas rotações, os multiválvulas apresentavam desempenho bastante superior aos mais simples, especialmente em estradas.

As figuras abaixo mostram as diferenças mecânicas entre os motores de duas e quatro válvulas por cilindro:

Cabeçote de 8 válvulas (2 por cilindro).
Cabeçote de 8 válvulas (2 por cilindro).
Cabeçote de 16 válvulas (4 por cilindro, ou multiválvulas).
Cabeçote de 16 válvulas (4 por cilindro, ou multiválvulas).

Mas nem tudo se resumia a alta performance em um motor multiválvulas, pois as desvantagens se mostravam significativas, especialmente em suas primeiras versões. Uma característica bastante criticada era a falta de fôlego em baixas rotações, isto é, era necessário esperar o motor “encher” acima dos 3.000 giros por minuto para o desempenho florescer. Isto tornava a condução em percurso urbano cansativa e levava a alto consumo de combustível, se o motorista tivesse a tendência a acelerar mais que o necessário. Com o avanço tecnológico, tal deficiência foi sanada com o comando variável, ou VVT, cuja função consistia em gerenciar a admissão e escape com mais eficiência. Ele será objeto de um post mais à frente.

Outra queixa dos proprietários de veículos multiválvulas e, principalmente, dos mecânicos, residia na complexidade do serviço. Devido ao estágio tecnológico mais avançado, este tipo de cabeçote possui mais componentes e sua montagem e desmontagem exige maior cuidado e tempo de mão-de-obra. Fazer um cabeçote de 16 válvulas chegava a custar o triplo de um simples, o que rapidamente afastou os compradores e tornou a tecnologia mal-vista em seu princípio, pois a maioria dos motoristas evita veículos de manutenção cara.

Novamente, o avanço da tecnologia quebrou o paradigma, especialmente com o aumento da confiabilidade e extensão da vida útil dos propulsores. O valor do reparo continua elevado, mas raramente há a necessidade de retificar o cabeçote de uma automóvel moderno. Antes, grande parcela dos consumidores evitava veículos multiválvulas, fato o qual deixou de ocorrer na última década. Caso o consumidor ainda deseje veículos com motor de duas válvulas por cilindro, ficará restrito a propulsores de tecnologia obsoleta e rendimento inferior.

O fator consumo foi resolvido e até aprimorado com as novas tecnologias de motores, especialmente o comando variável, a injeção direta e o turbocompressor. A eficiência energética subiu de 15% para mais de 40%, em média, com a aplicação destas inovações. A qualificação dos reparadores e maior oferta de peças, profissionais e cursos técnicos aumentou a aceitação entre os consumidores.

E na prática, qual a diferença entre os motores de 8 e 16 válvulas? Nos mais antigos, o desempenho em baixas rotações se mostrava fraco e bom nas mais altas. Nos modernos, a performance dos multiválvulas é superior em qualquer situação. Assim, comandos de válvulas simples tendem a cair em desuso. Os “16V” mais antigos tinham manutenção cara e frequente, e os “8V não. Enquanto os mais recentes raramente necessitam de reparo em ambos os casos, devido à melhoria da confiabilidade. Motores de quatro válvulas por cilindro antigos consumiam mais combustível que seus pares de duas, quadro que se inverteu atualmente, devido ao avanço na eficiência energética.

Enfim, a marcha do tempo é irreversível e restarão pouquíssimos motores de duas válvulas por cilindro, especialmente depois que os blocos turbocomprimidos ganharem popularidade, nos próximos anos. Atualmente, rejeitar propulsores “16V” significa ficar preso no passado.

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