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Taxa de compressão e sua influência na performance

taxa de compressão pmi pms

Em 2003, os motores com tecnologia bicombustível surgiram no mercado brasileiro com o VW Gol 1.6 Total Flex, o primeiro modelo a ser lançado comercialmente após dez anos de testes, em conjunto com a fornecedora Magnetti Marelli.

Após este marco de desenvolvimento, a esmagadora maioria dos veículos vendidos no Brasil empregam este recurso tecnológico, mesmo que haja rejeição por parte considerável do público.

Desde então, os motoristas quebram a cabeça fazendo cálculos para descobrir qual combustível permite rodar gastando menos: álcool ou gasolina. Geralmente baseados em aproximações como o álcool passa a ser vantajoso se custar menos de 70% do preço da gasolina.

Sinto muito informar, mas não é possível saber com precisão se o seu veículo funciona melhor com um ou outro, pois cada carro possui seu quociente próprio do preço do álcool/gasolina baseado em suas características de projeto.

Para compreender melhor, é necessário compreender um conceito técnico denominado TAXA DE COMPRESSÃO para não desperdiçar dinheiro. Este é o tema desse post.

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Por que um motor a álcool consome mais que outro a gasolina? E por que o diesel consome menos que os outros dois?

Atualmente, a maioria dos automóveis vendidos no Brasil são equipados com motores bicombustível, os quais aceitam álcool e gasolina. Gás natural veicular (GNV) e diesel também se mostram muito populares, assim como as intermináveis discussões entre as vantagens e desvantagens de cada um. Devido ao altíssimo preço dos combustíveis imposto pelo governo, o foco principal reside no consumo. Este é o foco deste post.

Os detentores de maior conhecimento automotivo podem achar o título deste artigo simplório, mas ele responde uma dúvida recorrente entre os motoristas menos informados. Qualquer dono de carro “flex” sabe que o consumo no álcool é cerca de 30% a 50% maior que com gasolina, o famoso “ele faz 7 (km/l) no álcool e 10 na gasolina”. Também sabem que o diesel e o GNV tem maior autonomia em relação a álcool e gasolina. Qual a explicação?

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motor ferrari

Torque ou potência? Qual interessa mais?

Este post é uma republicação de uma matéria do AUTOENTUSIASTAS. Confira a publicação original neste link.


 

Entre os aficionados por carros, há uma intensa discussão sobre a importância de potência e torque e qual tem papel mais importante. Esta matéria do site AUTOENTUSIASTAS trata a questão de forma completa e detalhada, a qual deve servir de base para todos que desejam compreender a questão com clareza.

Para engenheiros mecânicos e estudantes de engenharia mecânica, leitura obrigatória. Leia a matéria.

TORQUE OU POTÊNCIA? QUAL INTERESSA MAIS?

Turbo: um grande aliado do meio ambiente

turbo

Turbocompressor ou turbina

O poder do turbocompressor consiste em uma dos raros artifícios mecânicos cujo resultado caiu no vocabulário do cidadão comum, leigo em relação ao mundo do automóvel.

Quando alguém busca um trabalho extra, diz que pretende “turbinar a renda”, quando uma mulher implanta silicone  nos seios, chamam-na de “turbinada”. Enfim, o termo se mostra assimilado pela sociedade como um todo.

Por outro lado, o senso comum observa apenas uma parte dos benefícios dos turbocompressores, o ganho de desempenho. Este post descreverá brevemente outros ganhos obtidos por este arranjo mecânico. Continuar lendo

Como funciona o diferencial

diferencial

Poucos motoristas tomam conhecimento de que existe um componente da transmissão chamado diferencial, tampouco sua função. Mas você, leitor que acessou este post, perceberá que sua importante função se mostra bem fácil de compreender, conforme será explanado nos próximos parágrafos. Continuar lendo

Como funcionam os airbags – 17 perguntas e respostas

O vídeo acima, elaborado pela fabricante francesa Renault, esclarece as dúvidas mais comuns quando o assunto é o funcionamento dos airbags. Devido à falta de educação automotiva efetiva no Brasil, muitas dúvidas e mitos ainda persistem. No formato de perguntas e respostas, este post visa a esclarecer o essencial sobre o funcionamento deste importante sistema presente nos veículos mais modernos. Continuar lendo

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

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.