Scuderia Clandestina

Mais com menos

A evolução dos motores: a potência de um antigo V8 hoje é trabalho para um quatro cilindros

Por Gustavo Henrique Ruffo | 23/09/2013



O primeiro Chevrolet Corvette a merecer o nome Sting Ray (como se escrevia na época) foi o de segunda geração. C2, para os íntimos. Seu motor V8 de 327 polegadas cúbicas, ou 5 358 cm3, rendia 364 cv a 6 000 rpm e 48,6 mkgf a 4 000 rpm em sua versão mais forte - na foto mais abaixo, a versão injetada, de 1965. Torque é algo de que os V8 sempre se orgulharam. Pelo menos até a chegada do Mercedes- Benz A 45 AMG. Seu quatro-cilindros de 1 991 cm3 rende 360 cv a 6 000 rpm e 45,9 mkgf a partir de 2 250 rpm até 5 000 rpm. Os puristas vão dizer que o Mercedes só chega nisso porque está repleto de recursos. Verdade. Mas são recursos que nem o Stingray atual dispensa. Vieram para ficar por uma série de razões. A principal delas é a busca de mais eficiência energética. "Potência vem do volume de mistura ar-combustível que um motor admite e da queima eficiente dessa mistura. Se você tem um motor aspirado, ele precisa ser grande para gerar potência. Compressores e turbos compactam o ar e a injeção eletrônica insere a quantidade certa de combustível na câmara. Com o advento da injeção e a otimização dos turbos, o motor evoluiu muito", diz Guilherme Heinz, diretor do comitê de sustentabilidade do Congresso SAE 2013.

E por que é o diretor de sustentabilidade que começa a falar de motores, nesta reportagem? Simples. "Foram as leis de emissões que começaram a forçar a engenharia a desenvolver motores melhores. Daí vieram injeção eletrônica, comando roletado de válvulas, alívio de peso... Tudo isso com softwares por trás", diz Waldemar Christofoletti, especialista em motores do comitê de Veículos Leves da SAE.

"O Mercedes-Benz Classe S Ponton 180 tinha um motor de quatro cilindros e 1 897 cm3. Ele gerava 105 cv. Hoje o motor 1.8 da Fiat, o E.torQ, rende 132 cv. Em 1970, a eficiência energética dos motores era de cerca de 20%. Hoje é de 38%. A potência específica pulou de 48 cv por litro para 95 cv, ou seja, é quase o dobro. A pressão de combustão em 1960 era de cerca de 50 bars. Hoje é de 90 bars. Tudo isso graças à evolução do carburador para injeção eletrônica, uso de turbocompressor, comando de válvulas variável, componentes de baixo atrito, uso de lubrificantes de menor viscosidade e aumento da taxa de compressão", diz Eduardo Tomanik, diretor da Comissão Técnica de Motores ciclo Otto da SAE.

Engenharia de resultados
Um dos aspectos menos lembrados em que os motores melhoraram de 1960 para cá, ainda que isso seja fácil de notar, está na construção. "O processo de manufatura foi muito aperfeiçoado. As paredes dos cilindros têm rugosidade menor. A pesagem das peças é automática, pelo processo de fabricação. Os pistões são melhores; as bielas agora são fraturadas, ou seja, são criadas como uma peça única, seccionada por um método que torna seu encaixe com a capa muito mais preciso do que se a capa de mancal e a biela fossem fabricadas separadamente. Sem a necessidade de pinos localizadores, elas também ficam mais leves. Para ajudar, temos lubrificantes mais resistentes. Isso fez com que o motor não precise mais de amaciamento", diz Heinz. Para quem não se lembra do processo, até muito recentemente o carro, em seus primeiros quilômetros, tinha de ser conduzido com cautela com o motor frio. "Você rodava 500 km e já tinha de trocar o óleo. Era necessidade, já que o óleo tinha limalha de ferro que o atrito entre as peças gerava", completa o engenheiro. Outro benefício da construção foi a redução do tamanho dos motores. "Com menores dimensões, eles ajudam na aerodinâmica do veículo", diz Tomanik.

Perda de peso
O uso de materiais mais leves, como o alumínio, também foi um progresso dos motores, mas o benefício é mais do carro, que tem seu peso reduzido, do que do motor em si. "Há o uso de coberturas de baixo atrito nas paredes do cilindro, mas peso mais baixo não é tão relevante para o motor", diz Tomanik. Isso talvez explique por que tão poucas empresas investem no desenvolvimento de motores inteiramente de alumínio, como os japoneses, o Sigma, da Ford, e o 1.0 Kappa, usado no Hyundai HB20 e no Kia Picanto. "Desenvolver um motor de alumínio não é tão simples e custa caro. As montadoras hoje fazem economia onde podem. Enquanto isso não for mandatório por alguma razão, o investimento vai demorar", diz Christofoletti. Seja como for, os motores estão dando sua contribuição na dieta, segundo o engenheiro. "Os coletores de admissão, hoje, são todos de plástico. A redução de peso está em todo lugar. A bomba d’água do motor E.torQ, por exemplo, é integrada ao bloco. Isso facilita a construção e diminui as dimensões do conjunto."

Também os lubrificantes estão a cada dia mais sofisticados e desempenham papel importante na corrida pelo ganho de eficiência. "O óleo tem um pacote de aditivos que vem evoluindo muito. Eles devem atender a uma curva de frio e a uma curva de calor, ou seja, têm de ser muito versáteis. O uso de carro no Brasil tem médias de temperatura completamente diferentes. E o lubrificante tem de estar pronto para atuar em qualquer situação. Esse pacote precisa ser robusto para atender todo mundo, de norte a sul do país", diz Christofoletti.

Domínio eletrônico
De todos os avanços, o maior foi a aplicação da eletrônica aos motores. "Ela é a chave para toda essa evolução. Sem o gerenciamento eletrônico, os motores flex não seriam possíveis. Ela também vai controlar os turbos, permitindo mais ou menos compressão. A eletrônica está levando os motores a combustão ao máximo que eles podem oferecer", diz Heinz.

A primeira contribuição da eletrônica foi a injeção de combustível, em 1967. "Foi o pulo do gato para a evolução do motor, o carro tinha apenas uma central de controle, a centralina, como é chamada no Brasil. Aí o pessoal de transmissões viu que ela ficaria melhor com gerenciamento. Um Chevrolet Captiva tem 17 módulos eletrônicos. Existem carros com mais de 40. A bomba d’água já é governada eletronicamente. Compressor de ar-condicionado... Com o tempo, tudo que puder ser gerenciado por software, no carro, vai ser. E isso vai tornar todo o conjunto melhor e mais eficiente", diz Christofoletti.

Outra das conquistas da eletrônica é a possibilidade de desligar cilindros, algo que é adotado em motores V8 e V6, mas que já chegou também aos de quatro cilindros. "A desativação de cilindros serve para mover o ponto de operação do motor para um regime mais eficiente. Na cidade, motores muito potentes trabalham em carga parcial, que não é a ideal. Menos cilindros melhoram a carga, já que o motorista aperta mais o acelerador e isso aumenta a eficiência no uso. Na marcha lenta, o motor é altamente ineficiente. O ideal é que ele trabalhe próximo do regime de torque máximo", afirma Tomanik.

Mesmo com tantos progressos, ainda estamos distantes de motores turbinados (mesmo carros feitos no Brasil usam motores importados, até agora) e com injeção direta. "Aqui a gente costuma viver uma segunda onda, mas daqui para a frente ela tende a ser cada vez mais rápida, ou seja, o que chegar à Europa e aos EUA virá mais rápido para cá. Tanto pela concorrência, que acelera esse progresso, quanto pelas exigências do Inovar Auto", diz Christofolleti.

A 45 AMG 2013



Motor: 4 cilindros em linha, 16V, turbo
Cilindrada: 1 991 cm3
Potência: 360 cv a 6 000 rpm
Torque: 45,9 mkgf a 2 250-5 000 rpm
0 a 100 km/h: 4,6 s
Vel. máx.: 250 km/h
Consumo: 14,5 km/l

STING RAY 1963



Motor: 8 cilindros em V, 16V, aspirado
Cilindrada: 5 358 cm3
Potência: 360 cv a 6 000 rpm
Torque: 48,6 mkgf a 4 000 rpm
0 a 100 km/h: 7,7 s
Vel. máx.: 183 km/h
Consumo: 13,4 km/l



1967 INJEÇÃO ELETRÔNICA



A Bendix desenvolveu o primeiro sistema comercial, o Electrojector, em 1957, mas ele não chegou às ruas, apenas a modelos experimentais. o que realmente se tornou referência foi o D-Jetronik, da Bosch, de 1967, vendido no VW 1600 TL/E

1981 DESATIVAÇÃO DE CILINDROS

O primeiro motor com o recurso foi o V8 L62, da Cadillac. ele era chamado de V8-6-4. Dava tanto problema que desistiram da ideia, retomando-a só nos anos 1990

1987 COMANDO VARIÁVEL DE VÁLVULAS



O primeiro sistema controlado eletronicamente saiu no Nissan 300ZX

1996 INJEÇÃO DIRETA DE GASOLINA



A Mitsubishi foi a primeira empresa a comercializar um sistema moderno, com o Gallant

1996 TURBO DE BAIXA INÉRCIA

O Porsche 911 Turbo foi pioneiro em integrar dois deles ao mesmo tempo

2003 MOTORES FLEX



Desenvolvido por diversas marcas, o primeiro a consumir álcool e gasolina foi o Volkswagen Gol

TRÊS POR QUATRO

No Brasil, é consenso que ainda não há downsizing. "Downsizing é o aumento de potência específica, ou seja, do número de cv por litro. não temos hoje nenhum motor no Brasil que seja exemplo disso. o T-JET, da Fiat, é importado. e os carros com motores assim também vêm de fora", diz Eduardo Tomanik, diretor da comissão Técnica de Motores ciclo Otto da SAE. Menos cilindros significa um motor mais leve, com câmaras de combustão maiores e mais fáceis de encher, usa menos material, tem menos peças, menos atrito e um custo mais baixo, de fabricação e manutenção. o Hyundai HB20 foi o primeiro carro brasileiro moderno (não vale esquecer o DKW, um modelo muito presente nas primeiras edições de QUATRO RODAS) a ter motor de três cilindros, importado da Coreia do sul. Brasileiro, mesmo, o primeiro é o do Fox 1.0 Bluemotion. a Ford prepara o seu, em camaçari (Ba), para equipar a terceira geração do Ka. peugeot e Renault têm suas versões fora do Brasil. a Fiat, por sua vez, teria desistido de um motor ainda menor, o Twinair, de dois cilindros, e já está pensando em um três-cilindros para chamar de seu.

Fonte: http://quatrorodas.abril.com.br/reporta ... 4986.shtml


E ainda tem gente que acha os motores da GMB moderno... comparado com esse corvette de 63, realmente

Só achei estranho os consumos serem praticamente iguais. Era para ser bem diferentes.

geniallis escreveu:Só achei estranho os consumos serem praticamente iguais. Era para ser bem diferentes.

Reparei nisso também, mas quanto a metodologia? Seria a mesma?

Carro lindo, pqp.

Lindão mesmo.

Pena que....

Editei esse tijolão, muito texto e só uma figura, o Rodolfo ia pirar.

essa matéria ilustra alguns pontos interessantes:
1. houve uma nítida evolução nos motores nos últimos 50 anos, dobrando a eficiência energética através do emprego de tecnologia, redução de peso e uso de materiais mais nobres. o downsizing veio p/ ficar, e espero que seja largamente difundido em todos os tipos de carros, até o mais barato.
2. porém, mesmo hoje ainda deparamos com uma eficiência energética muito baixa. rendimento de 40% é muito baixo para qualquer sistema de geração de energia. isso sinaliza claramente que estamos próximo da "perfeição" em engenharia para rendimento do motor a combustão e não existe muito mais o que ser melhorado. daí as montadoras estarem engajadas em outras formas de geração de energia: elétrica, hidrogênio, etc
3. motores a combustão só existem ainda porque tem um custo de fabricação acessível, combustível abundante e tecnologia acessível. sempre fui a favor de carros híbridos como uma forma de transição do estágio atual para fontes totalmente elétricas. muitos ainda torcem o nariz mas o fato é que os motores atuais são péssimos do ponto de vista de eficiência e tem contribuído decisivamente para a piora nos níveis de poluição global.

quando critico os motores da GM, é exatamente devido ao reflexo do não uso dessas tecnologias para aumento da eficiência energética. a GM parou no tempo, literalmente.

EHIDEKI escreveu:essa matéria ilustra alguns pontos interessantes:
1. houve uma nítida evolução nos motores nos últimos 50 anos, dobrando a eficiência energética através do emprego de tecnologia, redução de peso e uso de materiais mais nobres. o downsizing veio p/ ficar, e espero que seja largamente difundido em todos os tipos de carros, até o mais barato.
2. porém, mesmo hoje ainda deparamos com uma eficiência energética muito baixa. rendimento de 40% é muito baixo para qualquer sistema de geração de energia. isso sinaliza claramente que estamos próximo da "perfeição" em engenharia para rendimento do motor a combustão e não existe muito mais o que ser melhorado. daí as montadoras estarem engajadas em outras formas de geração de energia: elétrica, hidrogênio, etc
3. motores a combustão só existem ainda porque tem um custo de fabricação acessível, combustível abundante e tecnologia acessível. sempre fui a favor de carros híbridos como uma forma de transição do estágio atual para fontes totalmente elétricas. muitos ainda torcem o nariz mas o fato é que os motores atuais são péssimos do ponto de vista de eficiência e tem contribuído decisivamente para a piora nos níveis de poluição global.

quando critico os motores da GM, é exatamente devido ao reflexo do não uso dessas tecnologias para aumento da eficiência energética. a GM parou no tempo, literalmente.

Downsizing é a tendência agora, que infelizmente vai demorar à chegar no Brasil, à não ser a partir de carros importados. Seria um sonho ter carros populares à venda com motores tricilíndricos turbo com preço razoável.

Não acho que os motores chegaram no limite da eficiência, pois ao mesmo tempo que estudam mais sistemas híbridos e elétricos, estudam também melhor aproveitamento da energia perdida na combustão, exaustão, etc. Enquanto o valor de produção for baixo (e dos outros motores caro) e existir abundância de combustível, continuarão atrás de melhor eficiência.

Enquanto não baratearem custos de veículos híbridos o pessoal vai olhar torto mesmo. Ainda mais brasileiro que só quer carro com motor e roda grande. "Por que comprar carro que não faz barulho, tem motor pequeno e rodinha pequena"

Motores da GM no Brasil são trágicos.

KERS

Voss escreveu:

EHIDEKI escreveu:essa matéria ilustra alguns pontos interessantes:
1. houve uma nítida evolução nos motores nos últimos 50 anos, dobrando a eficiência energética através do emprego de tecnologia, redução de peso e uso de materiais mais nobres. o downsizing veio p/ ficar, e espero que seja largamente difundido em todos os tipos de carros, até o mais barato.
2. porém, mesmo hoje ainda deparamos com uma eficiência energética muito baixa. rendimento de 40% é muito baixo para qualquer sistema de geração de energia. isso sinaliza claramente que estamos próximo da "perfeição" em engenharia para rendimento do motor a combustão e não existe muito mais o que ser melhorado. daí as montadoras estarem engajadas em outras formas de geração de energia: elétrica, hidrogênio, etc
3. motores a combustão só existem ainda porque tem um custo de fabricação acessível, combustível abundante e tecnologia acessível. sempre fui a favor de carros híbridos como uma forma de transição do estágio atual para fontes totalmente elétricas. muitos ainda torcem o nariz mas o fato é que os motores atuais são péssimos do ponto de vista de eficiência e tem contribuído decisivamente para a piora nos níveis de poluição global.

quando critico os motores da GM, é exatamente devido ao reflexo do não uso dessas tecnologias para aumento da eficiência energética. a GM parou no tempo, literalmente.

Downsizing é a tendência agora, que infelizmente vai demorar à chegar no Brasil, à não ser a partir de carros importados. Seria um sonho ter carros populares à venda com motores tricilíndricos turbo com preço razoável.

Não acho que os motores chegaram no limite da eficiência, pois ao mesmo tempo que estudam mais sistemas híbridos e elétricos, estudam também melhor aproveitamento da energia perdida na combustão, exaustão, etc. Enquanto o valor de produção for baixo (e dos outros motores caro) e existir abundância de combustível, continuarão atrás de melhor eficiência.

Enquanto não baratearem custos de veículos híbridos o pessoal vai olhar torto mesmo. Ainda mais brasileiro que só quer carro com motor e roda grande. "Por que comprar carro que não faz barulho, tem motor pequeno e rodinha pequena"

Motores da GM no Brasil são trágicos.

Sinto muito, mas um avanço de 50% em 50 anos é ridículo. O que os carros elétricos estão evoluindo e ainda podem evoluir é muito mais que isso. Evolução de carros elétricos é bem mais parecida com avanço de aparelhos eletrônicas. A lei de Moore preve o dobro de avanço desses 50 anos em 1 ano e meio. A tecnologia de motor a combustão interna está sim chegando no seu limite e será cada vez mais difícil de extrair mais rendimento daqui pra frente.

Daqui a pouco acaba.

Rendimento de motores a combustão esbarra sempre em interesses do cartel do petróleo, motores mais eficientes significam menor número de idas aos postos de gasolina, por consequência menor lucro para a petroquadrilha, pode parecer teoria da conspiração, mas tem um grande fundo de verdade. Tudo gira em torno do dinheiro nesse planeta, se não for lucrativo para quem comanda a economia global não irá para a frente.

MOtores a combustão tem com certeza ainda um caminho para percorrer mas não muito longe, chegará num ponto em que qualquer 0,1% será extremamente custoso, especialmente para produção seriada, isso é bem vísivel no tanto de alterações e tempo de desenvolvimento para aumentar o rendimento de muito baixo para baixo/regular.

Agora a grande vantagem de motores desse tipo são sua versatilidade, atualmente é sabido que para mobilidade motores a combustão são os mais adequados. Talvez o futuro seja realmente carros que possam circular sem depender da bateria dentro da cidade, utilizando somente em locais que não teriam fluxo de energia (já existem carregadores wireless, por que não ter vias com mesma aplicação?), já que baterias tem autonomia reduzida e geram muito lixo (desgastam-se com ciclos de carregamento). Também não adianta trocar 6 por meia dúzia, usar carros elétricos e gerar lixo tóxico. Ou pior ainda, trocar só a fonte de combustão, da gasolina para usinas terméltricas abastecendo os autos elétricos.

Alvo tem razão. Tudo gira em torno do $.

É só ver aquele projeto revolucionário de 1987 do motor elko que "inexplicavelmente" sumiu do mapa, e ninguém nunca ouviu falar.

Pra quem não conhece, vale a leitura, 4Patas, Agosto de 1987:















No acervo digital tá melhor de ler.

Já existe uma fonte de energia limpa e sem resíduos, se chama fusão nuclear.

Só que é cara...

Kicksilver escreveu:Já existe uma fonte de energia limpa e sem resíduos, se chama fusão nuclear.

Só que é cara...

Fusão cara? Fusão é inviável no momento, precisaria de uma temperatura insana para acontecer.

É só investir que sai.

Fissão

Kicksilver escreveu:É só investir que sai.

Fissão

Sai, no dia que conseguirem fabricar um mini sol aqui na terra.

O dia que acontecer, resolve o problema.

E, podiam investir em usinas solares também. Imagina o Saara repleto de espelhos :wndrfl:

geniallis escreveu:

Carro lindo, pqp.

Ia comentar isso.

não precisa ir longe, motor Wankel já dá conta...
O lance é que provavelmente a configuração atual, ciclo otto+cilindros dispostos em linha ou V é que tenha chegado ao fim de um desenvolvimento.
pistões e bielas são heranças da revolução industrial..

Sério, esse consumo do Stingray ta errado...

Foda esse motor Eiko... nunca tinha ouvido falar dele...

Couto escreveu:Sério, esse consumo do Stingray ta errado...

Metodologia diferente certamente.