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Project Cars Project Cars #136

Project Cars #136: cuidando do sistema de alimentação e arrefecimento do meu Mitsubishi Eclipse GS-T

Bom dia, pessoal. É um prazer voltar a estar escrevendo aos senhores depois de um bom tempo afastado do forum em virtude de minha carreira na marinha.

Seguindo do ponto em que paramos no tópico anterior, chegou a hora de conhecermos um pouco do sistema de alimentação e arrefecimento do meu carro. Quando menciono esses termos, quero dizer todos os itens de interesse relacionados com a parte de Ignição, Combustível e Resfriamento do motor envolvidos. Outra coisa muito interessante é a proximidade desses sistemas mecânicos com organismo de um ser vivo, portanto, é comum vermos figuras como essa, em fóruns automotivos:

FOTO 0

Nesse post vocês verão várias associações semelhantes

Antes de mais nada trata-se do estágio onde eu encontrei maiores dificuldades para a realização deste project car, seja em virtude dos desafios inerentes ao próprio setup seja por outros problemas que serão descritos na continuação deste tópico.

 

O Alimento – Dieta Restrita

Como os senhores devem ainda se lembrar, no fim de 2010, quando eu comprei esse carro, seu antigo proprietário me alertou sobre alguns dos upgrades que já estavam no carro, e me contou do setup original pensado pelo sr. Enzo Tieppo (o primeiro dono do carro), suas qualidades e limitações.

Uma dessas limitações era a necessidade de abastecer o carro com Gasolina Pódium, fato comprovado logo em minha primeira viagem (de 1.400km) realizada três dias após a aquisição.

A preocupação com o combustível tinha origem não somente na ausência de componentes forjados no motor, o que o deixava particularmente vunerável aos efeitos de uma pressão de boost muito acima da original e de um combustível com diferente octanagem (detonação e pré-ignição), mas também com um fator agravante e que seria a provável de uma futura avaria no carro caso não fosse corrigido. Esse problema era a restrição de combustível em virtude de uma bomba subdimensionada para o projeto.

Antes de prosseguir com a história eu gostaria de explicar sucintamente o problema da detonação e pré ignição, e também as maneiras que os mecânicos de todo mundo encontram para contorná-los.

 

Hipertensão! O problema com a pré-ignição e detonação.

O que é a pré-ignição e quais são seus efeitos nocivos?

Normalmente a deflagração da combustão de um motor deve ocorrer em consequência do disparo de uma centelha nas velas de ignição, seguindo o “diagrama polar” específico de seu motor, conforme o que foi dito no post #4 deste mesmo PC136.

Acontece que em determinadas situações essa combustão pode acontecer de forma espontânea, antes do pistão chegar ao ponto morto superior, porém não de forma progressiva e aproveitando toda a mistura, e sim instantânea, sem dar tempo para que os gases se expandam.

A consequência disso é a ocorrência de um pico de pressão bastante superior ao que normalmente ocorre em uma combustão normal, efeitos de deslocamento de gases inflamados a velocidades elevadíssimas (2.000m/s) e a geração de ondas que ricocheteiam dentro da câmara de combustão do seu motor, dando origem ao conhecido som da “batida de pino” que aterroriza boa parte dos gearheads.

Detonação e pré-ignição são problemas semelhantes nos sintomas, mas distintos em suas causas. A detonação está mais relacionada a qualidade do combustível, taxa de compressão e carga do motor, já a pré-ignição é causada por detritos dentro da câmara de combustão, velas de ignição incorretas para o motor, sistema de arrefecimento falho e até mesmo a própria detonação.

Esse vídeo garante uma boa visualização de ambos os efeitos:

Então o que precisaria ser feito para impedir esses efeitos de ocorrerem no motor e arruinarem todo o projeto?

A primeira solução encontrada, ainda pelo primeiro dono, e em curso quando eu comprei o carro era a utilização de um combustível com maior octanagem e a restrição de potencia do carro, uma vez que a bomba de gasolina instalada – uma Walbro inline 255lph – não possuia capacidade de suprir o volume adequado de combustivel em regimes de altas rotações. Vale lembrar que a bomba original do Eclipse possuia a vazão de 100lph, portanto, no entendimento do primeiro dono esta bomba já seria suficiente para o setup, e de fato era nos 99% dos casos. Porém havia um terrível ponto fraco, justamente naquele caso em que a emoção de pisar forte superava a razão… as altas rotações, quando a mistura dava falta. (isso sem considerar que eu era obrigado a abastecer com gasolina Pódium todas as vezes)

Pensando nas Soluções

Conhecendo esse problema concentrei meus estudos nas demais maneiras de se contornar esse mal enquanto eu já colocava adiante a forja do motor. O procedimento foi realizado pela Tecnobox, de São Paulo.

As velas foram substituidas por velas mais frias, pois essas ajudariam a eliminar o calor da câmara de combustão, e também eram mais próprias ao funcionamento do motor com taxa de compressão estática mais altas. O modelo escolhido foi Iridium IX da NGK, que lidam melhor com altas temperaturas.

Foto 1

Outra solução tranquila — isto é, para aqueles que entendem de mapeamento — é o remap do veiculo, por isso recorri ao Alê da Teconobox (uma vez que esté tema para mim é ainda um universo a descobrir). Sendo assim, o sistema de injeção eletrônica, sofreu a primeira modernização com a adoção de uma ECU programável especialmente desenvolvida para os veículos Mitsubishi DSM, mais conhecido como “DSMlink” — naquele momento em sua segunda versão modernizada (Batch 2.5).

 

Foi adotado um mapa conservador para poupar a parte mecanica, a princípio, e depois foram instalados os sensores de mistura ar combustivel AEM-UEGO. Em seguida todo o setup poderia ser controlado de dentro do carro utilizando uma central de gerenciamento A”pexy SAFC-AVCR multifunção.

Para dar o correto funcionamento do carro, foi necessário a substituição dos sensores demassa de ar MAF, original por um modelo GM 3″ que possuía um maior intervalo de leitura e era adaptável à nova pressurização assumida, bem como a adoção de um MAF-T, ou MAF translator, necessário para interpretar as leituras da nova MAF “estrangeira” e encaminhá-las para a ECU do carro.

Os bicos injetores utilizados foram aprimorados uma vez que os originais do carro (450cc) “não dariam nem pro cheiro”. Desta maneira foram trocados por bicos Precision 1000cc ball style.

A bomba sofreu um novo rewire para assegurar o seu correto funcionamento, uma vez que eu desconhecia a sua idade. E desta maneira, com um mapa bem feito, um combustível bem administrado e velas próprias para a nova taxa de compressão, os primeiros testes de performance já poderiam  ser feitos com o motor já forjado.

Com três mapas armazenados na memória do A”pexy AVC-R, era possível portanto atender a uma demanada com o carro utilizando uma gasolina de menor octanagem e também a uma demanda por potência quando o carro estava com gasolina Pódium.

Entretanto a limitação fisica da bomba de combustivel ainda estava lá e desta forma chegamos aos numeros de cerca de 336Whp (cerca de 420hp) rodando com 1.2bar de pressão.

O meu problema com combustível, por ora estava solucionado.

 

Potência é energia – Ignição

Esta parte já foi mais influenciada pelos planos futuros em relação ao carro. Basicamente tratamos de substituir os já cansados cabos de vela e bobinas de ignição por outros. Este setup já deveria prever um ligeiro aumento do regime de rotações do motor e assim foi adotado um módulo MSD DIS II e cabos mais longos e mais grossos (10.2mm) de vela para fazer a recolocação da bobina original do carro.

É claro que para um motor girador o item definitivo de ignição seria a adoção de bobinas individuais do estilo COIL on PLUG, uma vez que quanto maior o regime de revolução, mais saturada fica a bobina de ignição convencional. É só imaginar o trabalho excessivo desse componente individual: um pulso para cada 720 graus de giro do motor. Só que estamos falando de quatro cilindros a ser alimentados, e isso resulta em um pulso para cada 180graus de giro do vira… a 7.000rpm. Portanto, a ignição estará pulsando 14.000 vezes por minuto ou mais de 200 vezes por segundo, gerando calor e portanto gerando fadiga no material.

As bobinas individuais aliviam muito esse efeito de saturação e são os compontnetes indicados para motores giradores, é só ver com o que vem equipados os motores S50B30 dos BMW M3. Sim: bobinas individuais.

Porém há de se lembrar que estamos falando de um projeto corrente que já dura algo em torno de cinco anos (e eu também quero curtir o carro de vez em quando, por que não?) e que também é necessário um grande investimento, seja de dinheiro, seja de tempo para fazer isso. Então selecionei a bobina sugerida e esta tem atendido todas as minhas expectatívas, estando até hoje no carro dando conta do recado.

A adoção de um novo sistema de ignição contribuiu ainda mais para evitar superaquecimento nos cabos originais, problemas de centelhamentos e as demais consequências para o motor.

Foto 9

Exemplo de Coil on Plug

 

Sangue Frio – vamos falar de arrefecimento

Esta parte é bem simples e direta: mais potência, significa mais calor produzido. Mais calor produzido significa um maior e mais rápido aquecimento do óleo lubrificante. Maior a temperatura do óleo lubrificante, pior sua capacidade de cumprir suas funções de proteger o motor e de manter sua correta viscosidade e demais propriedades, por isso estamos falando de um componente vital do carro, assim como o nosso sangue.

A começar pelo radiador, o Eclipse é um “esportivo popular”, isto significa que muitas vezes os componentes empregados em sua construção não foram projetados para sustentar condições de performance muito acima das especificações originais.

Desta maneira, o radiador original do Eclipse é pequeno demais para o carro, possui abas de plástico nas laterais e ventoinhas ineficientes. Some-se isso à grande proximidade com o coletor de exaustão e a turbina e temos a receita perfeita para um desastre de engenharia.

Não é incomum, ver muitos Eclipse por aí com sérios problemas no motor causados por um superaquecimento. Basta isso ocorrer uma única vez, e o cabeçote original do carro pode ir direto para o lixo, empenado em decorrência do calor.

O que eu disse acima reflete bem os riscos de se preparar um Eclipse — carros que possuem o intercooler frontal ainda são ainda mais difíceis de se lidar.

O pacote de arrefecimento, portanto, inclui um radiador de alumínio Mishimoto com colmeia expandida 33% mais espessa que a colmeia do radiador original, uma vez que a peça não tem condições de ser expandida em seu comprimento ou largura.

O segundo item desse pacote são as novas ventoinhas duplas e de alta performance, que devem ser encaixadas em um espaço ainda mais restrito que as ventoinhas originais do carro. Essas novas ventoinhas “slim” por sua construção proporcionam melhor fluxo de ar apesar de seu menor tamanho.

O terceiro item é a revisão do sistema de água pressurizada (PWS ou SAP).

Pelas fotos do motor, alguns já devem ter notado que o carro é dotado de um sistema de expansão da agua de resfriamento.

Basicamente o excedente de água passa pela carcaça onde também está alojada a válvula termostática para cair em um tanque de alimentação. Internamente há um controle de válvulas de pressão cujo o efeito final é o carro aspirar água desse reservatório toda a vez que o carro demandar mais liquido refrigerante.

Acontece que há limites físicos de quanta água eu posso levar nesse reservatório e de quanta água pode estar dentro do sistema de arrefecimento de uma só vez, visto que quanto mais quente, mais próximo do ponto de fervura estará a água utilizada.

Em condições normais a água ferveria a uma temperatura de 100 graus, porém esses sistemas precisam evitar a formação de bolhas, portanto são pressurizados. E é sobre a carcaça da válvula termostática que existe uma tampinha… uma simples tampinha por onde é inserida a água no sistema, que se torna o Calcanhar de Aquiles. Originalmente a tampinha suporta uma pressão extra de 0.9bar, e foi substituída por outra que suporta 1.3bar. Trata-se de um componente de vinte dólares que, se não for trocado, pode acarretar a perda de uma preparação de vinte mil dólares.

O mesmo ocorre com os mangotes de radiador. As borrachas convencionais utilizadas na fabricação do carro jamais foram pensadas para ser utilizadas em um setup de 400hp, portanto foram trocadas por mangotes de silicone reforçados com fibra de aramida da Mishimoto. Um produto alternativo excelente também são as borrachas Samco, feitas do mesmo material, porém a dica é agir com cautela na compra desses itens pelo EBay, visto que há muitos produtos chineses falsificados em circulação.

Para finalizar uma nova bomba dágua novinha foi instalada, mesmo considerando que a anterior funcionava perfeitamente.

Revisto o sistema de água, passamos agora para o sistema de óleo, quarto item de importância.

Como foi dito no post #2 do PC136 foi efetuada a remoção do eixo de balanceamento. Por si só isso ja contribuiu para a melhora do fluxo e pressão de óleo no motor. Acontece que o motor estava recebendo componentes novos em folha, e por precaução eu já havia pedido a substituição da bomba de água.

Portanto foi realizada a substituição da bomba de óleo por uma nova, assim como a carcaça da bomba, modificação esta feita em 2013 pela Tecnobox. Em seguida viria um radiador de óleo, que foi instalado um ano e meio depois (2014) por outra empresa. Esse recurso utilizava uma junção sandwich plate para reforçar ainda mais a ação de resfriamento.

A princípio o carro irá prosseguir com este setup de sistema de lubrificação até a aquisição definitiva de um sistema de cárter seco da Magnum Performance, muito caro, ainda mais com o dólar no patamar de R$3,50. Esse sistema será comentado no último post desse PC136 .

O último, mas não menos importante, é o sangue. Neste caso o óleo, que é muito específico para esse carro: Motul 300V Competition 15W50.

 

Roupagem adequada – O Capô de Fibra

Este item foi adquirido de oportunidade de um outro membro do Mitsumania que tinha um carro de arrancadas da mesma cor do meu e que estava se desfazendo da peça por um valor muito atrativo.

A ideia desse item é fazer o oposto do que os capôs utilizados nos Subaru Impreza atuais fazem. Em vez de direcionar o ar para o radiador, ele cria uma rota de extração do ar quente ser mais facilmente removido de dentro do cofre.

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Alem disso há um forte apelo estético, e inclusive de performance, visto que por ser de fibra a peça é bem mais leve que o capôs original.

 

Das soluções aos problemas – O que veio a seguir?

Então era 2013, estava tudo legal, peguei o carro novo em folha da oficina. Tratava-se de um intervalo no projeto para eu poder curtir o carro, andei feliz por muitas milhas até que por efeito de desgaste natural de alguns componentes foi forçado a parar novamente o carro.

O primeiro problema, fruto do calor excessivo dentro do cofre foi a falência do meu alternador.

Acontece que esté é um outro problema crônico do Eclipse — alternador muito próximo do coletor de escapamento e da carcaça quente da turbina — o que leva ao rápido derretimento dos terminais e a avarias elétricas. O problema foi constatado quando começei a notar que ao ligar alguns componentes do carro a luz dos faróis ficava enfraquecida, possivelmente já estava ali a manifestação de problemas no regulador de voltagem.

Foi efetuado o conserto do regulador de voltagem, porém à custa de alguns episódios de bateria descarregada ou morta. Este evento revelou uma fraqueza muito grande do sistema DSMlink V2.5, que é perder os mapas da memória quando removida a bateria. Isso era algo que me estressava, e portanto estava na lista para ser modernizado.

A minha opção por escolher o DSMlink V3 na modernização do sistema, me fez conhecer um outro preparador “especialista em acerto de DSMlink” (representante da ECMlink no Brasil), que será a origem de várias dores de cabeça que virão no decorrer do ano de 2014.

Foto 18

Finalmente em janeiro de 2014, meu alternador parou de vez e estava na hora de parar o carro mais uma vez para o desenvolvimento do projeto. Chamei o tal rapaz, o alternador novo foi instalado e ele remapeou o carro no DSMlink V2.5 para que ele voltasse a rodar, e ficou muito bom (assim como todos diziam que ficava) e combinamos a instalação da versão mais atual a V3 em São Paulo em seguida.

Entrentato a maré de azar estava começando. No ato de levar o carro para São Paulo, em uma acelerada — por que ninguém é de ferro — o capô de fibra não resistiu à pressão aerodinâmica e se soltou repentinamente acertando o para-brisa a uns 110km/h. É aquele momento em que não passa nem fibra optica, senhores. O susto foi tenso.

Foto 19

Aliviado por não ter colidido com o carro, agora eu havia descoberto — na prática — a utilidade daqueles famosos grampos de capô que se popularizaram no primeiro filme “Velozes e Furiosos”. Mas para minha infelicidade as minhas dores de cabeça estavam apenas começando…

Até o próximo post.

Por Leandro Amorim Correa, Project Cars #136

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