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Up TSI é lançado como opção de R$ 3.100 para toda a linha: saiba tudo sobre o motor turbo (e conheça o Speed Up!)

Três cilindros, um litro, turbo, injeção direta, duplo comando variável, flex – 61,5% a mais de torque (16,8 mkgf a 1.500 rpm) e 28% extras de potência (105 cv a 5.000 rpm), com consumo menor do que o modelo 1.0 aspirado. Deu água na boca?

Este é um grande passo adiante: a chegada dos motores downsized TSI flex a toda a linha do Up!, disponível como opção de R$ 3.100 (fica de fora apenas o modelo de entrada Take Up!), significa que pela primeira vez um motor turbinado de injeção direta é disponibilizado numa faixa abaixo dos R$ 50 mil (o Up! TSI mais barato custa R$ 43.490). Mais do que isso, sua fabricação nacional traz como consequência um indicativo irrefutável de uma profunda atualização de powertrain dos outros compactos da VW num futuro não muito distante – uma tendência que tenderá a se espalhar entre os concorrentes no segmento dos compactos.

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Speed Up!: modelo de visual esportivo feito para celebrar a chegada do TSI à linha

Só o Brasil tem o Up! TSI. Na Europa, todos são aspirados. Lá fora, este motor turbinado de três cilindros é usado no Golf e no Polo, respectivamente, com 115 e 95 cv, em versões movidas somente a gasolina. Os Up! TSI são identificados pela tampa traseira na cor preta, emulando o efeito da tampa de vidro do Up! europeu, e também apresentam um para-choque 40 mm mais longo.

Detalhe importante: todos são manuais de cinco marchas, sem opções automáticas ou automatizadas – de acordo com a VW, não há em seu catálogo (neste momento) uma caixa de transmissão que atenda aos requisitos de torque e que caiba no apertado cofre do Up!.

Neste post, temos um prato mais do que recheado: vocês verão o preço e os equipamentos de todas as versões, descobrirão todas as diferenças técnicas, de desempenho e de consumo entre o modelo aspirado e o turbo e, por fim, a cereja do bolo – uma apresentação ultradetalhada do motor 1.0 TSI, peça por peça.

 

Preços, versões, equipamentos e cores

Move Up! TSI (R$ 43.490): ar-condicionado analógico, direção elétrica, banco do motorista e coluna de direção com ajuste de altura, computador de bordo, sistema de som (rádio/CD/Bluetooth/SUB/AuX/iPod) com 4 alto-falantes e 2 tweeters, rodas de aço aro 14″ com calotas, pneus Goodyear Duraplus 175/70 R14, chave com alarme e comando remoto, travas elétricas e vidros dianteiros elétricos, sistema ISOFIX para fixação de cadeirinha de criança, maçanetas na cor do veículo, porta-malas com sistema de ajuste variável de espaço, freios ABS com EBD e alerta de frenagem de emergência, duplo air bag

Opcional: pacote “Move completo” (R$ 1.010), com sensores de estacionamento traseiros, rodas de liga leve aro 14 e faróis e lanternas de neblina.

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High Up! TSI (R$ 48.040): acrescenta aos equipamentos do Move Up! sensor de estacionamento traseiro, faróis e lanterna de neblina, bancos revestidos em couro sintético “Native”, rodas de liga leve aro 15 “São Paulo”, com pneus Hankook Optimo K415 185/60 R15, tapetes de carpete, volante com aplique plástico preto brilhante, painel com aplique colorido. Nota: a imagem abaixo mostra uma projeção do departamento de design da Volkswagen, com a suspensão rebaixada e bitolas alargadas (o que não corresponde à realidade).

Opcional: pacote “Maps & More” (R$ 1.516 com a preparação) – sistema de infotainment com navegador e tela touchscreen de 5″.

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Black/White/ Red Up! TSI (R$ 48.690): acrescenta em relação ao High Up! acabamentos exclusivos da versão. São eles: frisos laterais com efeito cromado, aro cromado no farol de neblina, aplique cromado no volante revestido de couro sintético, revestimento exclusivo nos bancos. Pacote “Black”, “White” ou “Red”, com rodas de liga leve aro 15 “Berlin” e aplique colorido no painel.

Opcionais: pacote “Maps & More” (R$ 1.516 com a preparação): sistema de infotainment com navegador e tela touchscreen de 5″. Bancos revestidos em couro sintético “Native” (R$ 780).

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Cross Up! TSI (R$ 47.030): acrescenta em relação ao High Up! acabamentos exclusivos da versão Cross. São eles: grade diferenciada, frisos laterais, aro cromado no farol de neblina, aplique cromado no volante revestido de couro sintético, revestimento exclusivo nos bancos, rack de teto longitudinal, roda de liga leve aro 15 “Zurique”.

Opcional: pacote “Maps & More” (R$ 1.516 com a preparação) – sistema de infotainment com navegador e tela touchscreen de 5″.

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Speed Up! TSI (R$ 49.990): acrescenta em relação ao High Up! acabamentos exclusivos da versão Speed. São eles: adesivos laterais temáticos, espelho com pintura azul, teto e seção central da grade pintados de Preto Ninja, rodas aro 15 “Zurique II”, saias laterais, acabamento aluminizado nas soleiras de porta, acabamento do painel em preto brilhante, forração de teto e colunas “A” em tecido preto, manopla com acabamento diferenciado.

Opcional: pacote “Maps & More” (R$ 1.516 com a preparação) – sistema de infotainment com navegador e tela touchscreen de 5″.

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Cores Up TSI: três sólidas (Branco Cristal, Preto Ninja e Vermelho Flash), cinco metálicas (Cinza Quartzo, Prata Lunar, Prata Egito, Azul Night e Prata Sirius — todas por R$ 1.202). Cores exclusivas: no Cross Up!, Amarelo Saturno (R$ 1.808), no Speed Up!, Branco Cristal com faixas e retrovisores azuis (única cor disponível para o Speed Up!).

 

UP TSI: números de desempenho e consumo

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Aceleração de zero a 100 km/h: 9,3 s com gasolina (E22), 9,1 s com etanol. Velocidade máxima respectivamente de 182 e 184 km/h.

Consumo com gasolina (E22): 13,8 km/l na cidade e 16,8 km/l na estrada (para comparação: o MPI rende 13,2 km/l e 14,3 km/l)

Consumo com etanol: 9,6 km/l na cidade e 11,1 km/l na estrada (para comparação: o MPI rende 9,1 km/l e 9,9 km/l)

 

Up TSI: as diferenças para o MPI aspirado

Esqueça o ganho de 28% de potência do TSI em relação ao MPI (de 82 cv para 105 cv) e os 3,3 segundos a menos no zero a 100 km/h. O que realmente impressiona é o ganho assombroso de 61,5% de torque (de 10,4 mkgf para 16,8 mkgf), cujo pico aparece já aos 1.500 rpm, metade das rotações do pico do MPI aspirado. Como referência ilustrativa, o torque máximo do Jetta 2.0 aspirado, 350 kg mais pesado, é de 18,4 mkgf a 4.000 rpm.

Veja o gráfico comparativo entre os motores do Up! abaixo – mais do que a diferença dos picos, note o desenho das curvas.

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No topo disso, graças ao aproveitamento energético gigantesco do conjunto (a marca fala em 28%, relativamente próximo aos diesel), seu consumo é menor do que o do 1.0 aspirado, como vocês viram nos dados mais acima. Usando os dados do Inmetro como referência, a VW declarou o Up! TSI como o carro de melhor aceleração de sua categoria e de menor consumo do Brasil.

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Embora o três-cilindros flex TSI pertença à mesma família do aspirado MPI – a EA211 –, tratam-se de motores completamente diferentes (90% dos componentes são exclusivos). Não só pela presença da injeção direta, do turbo, do intercooler e do duplo comando variável, mas porque todo o restante do conjunto do motor precisou ser reprojetado e redimensionado para o ganho de torque, potência e pressão de cilindro e de linha de combustível.

Bloco, cabeçote, virabrequim, bielas, pistões, tudo é diferente – vocês verão tudo isso de forma bastante detalhada mais abaixo. Reforçado e com mais periféricos, o conjunto todo pesa 22,5 kg mais que o MPI, totalizando 92,8 kg

Cilindrada: 999 cm
Curso/diâmetro: 76,4 mm / 74,5 mm
Comprimento da biela: 140 mm
Taxa de compressão estática: 10,5:1
Pressão / rotação máxima do turbo: 0,9 bar / 290 mil rpm
Potência: 105 (E) / 101 cv (G) a 5.000 rpm, corte de giro a 6.400 rpm  (+28% que o MPI: 82 cv a 6.250 rpm, com etanol)
Torque: 16,8 mkgf entre 1.500 rpm e 4.500 rpm (+61,5% que o MPI: 10,4 mkgf a 3.000 rpm, com etanol)

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Seu monobloco é quase idêntico ao do Up aspirado: aços de alta resistência no túnel do escape, travessas do teto e base das colunas A (amarelo), aços de ultra-alta resistência nas colunas A, longarinas e base dos arcos das portas (vermelho), e aços formados a quente nas colunas B e na base da parede corta-fogo.

A única diferença estrutural está na extensão das longarinas dianteiras, que ficaram um pouco mais compridas para acomodar o radiador do intercooler. Esse alongamento resultou num para-choque mais protuberante também, que aumentou o coeficiente aerodinâmico de 0,361 para 0,367 e deixou o balanço dianteiro 40 mm mais comprido, com 625 mm. O balanço traseiro segue com 599 mm, ambos ainda extremamente curtos, o que é bom para a dinâmica do veículo.

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Os discos dianteiros foram redimensionados ao ganho de potência, e agora apresentam 256 mm (20 mm extras). O sistema traseiro é o mesmo, tambores de 200 mm. Molas e amortecedores também mudaram, mas apenas por redimensionamento ao ganho de torque. A barra estabilizadora dianteira permanece com 18 mm. A direção eletroidráulica é a mesma, com relação de 15,8:1. O peso total do Up TSI varia entre 951 kg e 1000 kg, dependendo da versão.

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A transmissão é a mesma MQ200, mas sua carcaça é diferente, apresentando um ponto extra de fixação com o bloco para lidar com o torque adicional do motor. Como podemos ver no infográfico acima, a relação das marchas é igual, mas o diferencial é 26% mais longo – a equação levou em conta a eficácia energética, o grande ganho de torque do motor turbinado e o aproveitamento da energia do spool da turbina por mais tempo em cada marcha. Na prática, a 100 km/h em quinta marcha, o Up TSI roda a 2.400 rpm, enquanto o MPI gira 3.300 rpm. O conjunto de embreagem foi redimensionado e também aumentou de 190 para 220 mm.

Agora prepare-se para sujar as mãos de graxa – bem, quase isso. Para apresentar o novo motor, a Volkswagen realizou um workshop em sua fábrica, em São Bernardo do Campo (SP). Nós fomos a fundo na brincadeira e trouxemos todos os detalhes para você.

 

Bloco

Pesando apenas 13,3 kg graças à liga de alumínio, a presença de três cilindros e ao desenho que visa o máximo de troca de calor e alívio de peso (note a quantidade de nervuras para reforço, permitindo paredes mais finas), o bloco do Up TSI é muito parecido, mas não é a mesma peça do modelo aspirado MPI.

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A parte do bloco que se conecta com a transmissão recebeu reforços estruturais e mais um ponto extra de fixação (foto abaixo), assegurando um arranjo mais estável frente ao ganho de torque do novo motor. Note que este reforço é parte integrante do molde, não sendo parafusado ou soldado.

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A lateral do componente também foi redesenhada para receber um pequeno radiador de óleo (foto abaixo) – o que significa também que canais de lubrificação adicionais foram usinados no bloco, tanto para circular o óleo deste trocador de calor quanto para o retorno do óleo que lubrifica e refrigera o turbo.

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As camisas secas (sem contato direto com o líquido de arrefecimento) são as mesmas do MPI, de ferro fundido. A rugosidade nas paredes externas é para a aderência do alumínio do bloco, injetado em seu molde a uma temperatura superior a 700ºC (suficiente para a fundição do alumínio), mas bem inferior a 1500ºC (ou as camisas derreteriam ou perderiam propriedades).

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Virabrequim e cárter

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O 1.0 TSI usa um novo virabrequim forjado (o do MPI é fundido), com mancais dos moentes de biela e de apoio no bloco maiores e novos ângulos dos contrapesos (para balancear a nova massa). A peça é cerca de 600 gramas mais pesada que a do MPI, medida necessária para que o componente suporte a pressão de cilindro bem maior (aproximadamente 100 bar), transmitida diretamente pelas bielas na conversão de movimento reciprocante dos pistões para o rotativo do virabrequim. Na foto abaixo, comparação entre as peças forjada (a de cima) e fundida.

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Devido ao radiador de óleo, a lubrificação do turbo e seus dutos correspondentes, o 1.0 TSI exige 750 ml a mais de lubrificante (norma VW 508 88, SAE 5W 40, o mesmo do MPI, trocado a cada seis meses ou 10.000 km). Como o cárter é o mesmo, de alumínio com porção inferior de aço, isso significa que a reserva de óleo fica mais alta, próxima do conjunto rotativo. Para evitar consequentes perdas energéticas por atrito e ganho de temperatura, foi adotado um windage tray (defletor) de poliamida, que previne o contato direto das bielas com o óleo do cárter. É uma modificação presente em muitos carros preparados.

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Bielas e pistões

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Para suportar a pressão e as temperaturas médias maiores da configuração turbinada, os pistões (cujo material é o mesmo, alumínio fundido), foram totalmente reprojetados. Ficaram mais estruturados, com paredes mais espessas, coroa mais alta (para dar maior distância até o primeiro anel) e a assimetria das saias ficou mais acentuada (compare na foto abaixo: o conjunto do TSI é o de cima): o lado que suporta a pressão durante a combustão é mais curto para redução de atrito no filme de óleo (hidrodinâmica). Eles estão superdimensionados: a pressão máxima de cilindro do 1.0 TSI é de aproximadamente 100 bar, mas de acordo com a Volkswagen, eles resistem a até 130 bar (olha a galera do remap sorrindo de canto).

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Outra diferença que pode ser vista nas fotos acima (clique para ampliar) é o inserto de aço no primeiro cavalete de anel (note a cor escura do aço). O pistão do MPI conta apenas com um tratamento térmico de endurecimento. Além disso, os anéis ficaram 0,2 mm mais espessos e receberam tratamento adicional de baixo atrito: o primeiro anel tem deposição de carbono (DLC) e o segundo é cromado.

Um detalhe curioso: a taxa de compressão estática tem diferença de apenas 1 ponto em relação ao aspirado – 10,5:1 no TSI, 11,5:1 no MPI. Isso se deve uma série de fatores, como a capacidade de refrigeração da cabeça de pistão melhorada com a injeção direta, a maior robustez do pistão, o bom desenho das câmaras de combustão, os sistemas de arrefecimento isolados (bloco e cabeçote) e o sensor de temperatura e tipo de combustível localizado na linha – permitindo que o conjunto trabalhe de forma muito mais limítrofe em termos de temperatura na câmara sem riscos.

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Como os mancais do virabrequim ficaram maiores, a biela também cresceu em diâmetro no lado “grande”, além de ter recebido casquilhos trimetálicos. Como no componente do aspirado, o pé de biela (olhal) é chanfrado (stepped), deixando-o mais estreito (redução de atrito no filme de óleo) e leve. Seu diâmetro interno é maior e não há embuchamento, pois os pinos mudaram: são componentes com tratamento de deposição de carbono, para aumento de rigidez e redução de rugosidade (menos atrito). Como no MPI, a biela não possui furos de lubrificação para ganho de rigidez: no lugar disso, o bloco usa esguichos na parte inferior.

Os pistões mais altos deslocaram a posição do pino mais para baixo, o que resultou, de acordo com a Volkswagen, numa redução de 5 mm do comprimento da biela – que passou de 145 mm para 140 mm. Com isso, a relação R/L passa de 0,263 para 0,272 (ainda um ótimo número), o que significa que as bielas trabalham um pouco mais anguladas. Mas é preciso lembrar que o TSI tem muito mais torque em baixa e relação de transmissão mais longa: resgatando lá de cima, a 100 km/h (em quinta marcha) o Up TSI gira a 2.400 rpm, enquanto o aspirado a 3.300 rpm. Em resumo, na prática a desvantagem da R/L desaparece.

Cabeçote

O cabeçote do EA211 TSI é bastante diferente do modelo aspirado, mas mantém o conceito básico de divisão em dois módulos: o primeiro (par de fotos abaixo) contempla a tampa com duplo comando variável (no aspirado, apenas o comando de admissão era variável) e a bomba de alta pressão integrados.

Um detalhe curioso é a montagem dos comandos (foto abaixo à direita), cujos cames são resfriados em nitrogênio líquido para passarem pelos mancais (que, notem, formam uma peça única com a carcaça da tampa e por isso não podem ser desmontados): depois que o processo está concluído, os comandos não podem ser retirados da tampa. Para redução de massa, as árvores são ocas. A variação dos comandos é de até 40º de atraso no fechamento das válvulas de escape e até 50º de adiantamento na abertura das válvulas de admissão, permitindo bom mapa de overlap (cruzamentos) e reduzindo as perdas por bombeamento em baixas rotações.

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O outro módulo do cabeçote comporta o sistema de injeção direta, todo o valvetrain (tuchos, balancins, molas e válvulas), os dutos de admissão e escape, as velas de dupla platina (cuja roscas são usinadas com ângulos de parada, de forma que o eletrodo fique sempre apontado para o injetor), câmaras de combustão e o coletor de escape integrado. Para ganho de rigidez à flexão e torção, o componente do TSI recebeu tratamento térmico.

O cabeçote possui circuito de arrefecimento isolado do do bloco e válvula termostática própria, permitindo um controle de temperatura totalmente independente da parte inferior do motor. Desta forma, a câmara de combustão pode trabalhar um pouco mais fria e o processo de aquecimento do bloco na fase fria fica mais rápido.

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As válvulas do TSI são um pouco menores que as do MPI: as de admissão possuem 28,5 mm (1 mm menores que as do MPI) e as de escape 25 mm (2 mm a menos). As válvulas de escape são menores para aumentar a velocidade dos gases para rápido enchimento da turbina. Já as válvulas de admissão podem ser menores porque o motor trabalha com aspiração induzida e também porque as dimensões reduzidas combinadas ao redimensionamento dos dutos favorecem o fenômeno de turbulência conhecido como tumble (cambalhota) no momento em que a massa de ar é acelerada e adentra na câmara de combustão. Veja imagem abaixo.

O tumble otimiza a formação da mistura e aumenta a velocidade de combustão. O efeito colateral é aquele famoso ruído de marcha lenta dos motores de injeção direta (um “tic-tic-tic” que lembra uma versão abafada do barulho de batida de pino ou mesmo de tuchos mecânicos).

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Como no aspirado, o EA211 TSI usa polias triovais, com raios variáveis, para reduzir as pulsações nas polias e na correia dentada, causadas pela resistência do valvetrain (especialmente das molas). Com as triovais, ocorre uma alavanca (pelo aumento do raio trazido pela assimetria) que deixa o funcionamento mais linear e com redução de atrito e vibrações.

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As polias apenas ficaram mais largas devido aos comandos variáveis. A correia dentada tem longevidade prevista de 120 mil km.

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Turbo, intercooler e admissão

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Fabricado pela BorgWarner, o turbocompressor do Up TSI foi projetado para ser compacto e leve para oferecer baixa inércia e rápido spool, gerando pressão máxima (0,9 bar) com rotações baixas – lembre-se de que o torque máximo surge a apenas 1.500 rpm. Ele tem carcaça do compressor em alumínio fundido (estrutura clara das fotos acima) e voluta (estrutura escura) da turbina em ferro fundido.

Nas fotos abaixo podemos ver, à esquerda, o rotor radial do compressor (parte fria), feito de liga de alumínio forjada e usinada e com 37 mm de diâmetro, e à direita, o rotor da turbina (parte quente) em Inconel – mesmo material dos coletores de escape da F1 –, com 33 mm, projetado para resistir a até 950ºC. O limite de operação dos rotores é de 290 mil rpm e a eficiência da compressão é de 74% (baixa elevação de temperatura).

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Nas fotos abaixo, temos o turbocompressor visto pelo lado da parte quente. Dentro da voluta é possível ver a válvula wastegate que, diferentemente dos modelos antigos pneumáticos que operam pela pressão no coletor de escape, aqui tem atuação elétrica via comando da ECU. Isso não só permite um controle amplo e imediato da pressão da turbina, como também possibilita a dispensa da válvula de alívio (blow by) quando em conjunto com a presença do acelerador eletrônico (que permite um mapeamento de fechamento do corpo de borboleta mais suave).

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Na saída do compressor do turbo, o ar aquece com a compressão e se encontra a aproximadamente 130 graus. Baixar esta temperatura é fundamental para que se aumente a sua densidade (mais potência) e se reduza as chances de ocorrer autodetonação ou do sensor de autodetonação agir (baixando a pressão do turbo ou diminuindo o avanço de ignição), o que reduziria o rendimento do motor.

É nisso que o intercooler se torna fundamental. Nas fotos abaixo temos o conjunto do Up TSI, um sistema água-ar (diferente do clássico e grandalhão arranjo ar-ar), bem compacto e similar ao intercooler do 1.4 TSI. Como podemos ver, o trocador de calor (um radiador às avessas, pois é do ambiente que ele quer tirar calor, não de seu circuito) fica posicionado dentro do coletor de admissão.

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Dentro deste trocador circula o líquido de arrefecimento – que é conduzido por um duto via bomba elétrica específica até o seu radiador dedicado, localizado na dianteira do veículo (imediatamente abaixo do radiador principal), reduzindo assim a temperatura do trocador de calor. Este radiador dedicado também arrefece a turbina e a bomba pode continuar funcionando com o carro desligado. Abaixo, detalhe do filtro de ar chato, do tipo “hat”, com ressonadores integrados.

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Sistema de alimentação

Feita de aço inox, a galeria de combustível de alta pressão (note no detalhe da foto abaixo a espessura da parede!), indispensável para o sistema de injeção direta por resultar numa vaporização de gotículas menores e melhor distribuídas na câmara, acaba dispensando o sistema de partida a frio. Para cobrir esta funcionalidade, no momento de partida do motor, a linha segura a pressão para elevá-la até 250 bar (para se ter uma ideia, a pressão máxima da linha do MPI aspirado é de 4,2 bar), o que automaticamente eleva a temperatura do combustível por compressão.

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Como a pressão de cilindro é alta demais e a combustão trabalha sempre no limite calorífico num motor turbinado de injeção direta com comandos variáveis, apenas as sondas lambda no escape seriam insuficientes para que a ECU ajustasse a injeção e o avanço da ignição com a velocidade necessária. Por isso, o Up TSI usa um sofisticado sensor na linha de combustível (antes, portanto, de a mistura chegar à câmara de combustão), que não apenas afere a temperatura do combustível mas também identifica o teor de etanol por condutividade elétrica (sinal de capacitância).

Com a proporção de gasolina e etanol precisamente identificada, a ECU consegue fazer um trabalho muito mais limítrofe e preciso em termos de avanço de ignição e pressão de turbo. Para isso também é essencial a injeção direta (capaz de até quatro injeções por ciclo), que reduz a temperatura na câmara e oferece melhor e mais rápido controle da vaporização de combustível, permitindo maior pressão da turbina e atraso de ignição sem risco de autodetonação da mistura.

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Tudo isso dito, claro, fica a grande pergunta: e aí, como que o bicho anda? Neste exato momento estou em São Carlos (interior de SP) justamente para começar a avaliação dinâmica. No dia da apresentação técnica, pudemos dar uma rápida volta com o Up TSI e a capacidade de empuxo do conjunto em rotações baixas chamou a atenção.

Fique ligado que em alguns dias traremos nossa avaliação completa, com direito a vídeo on board!

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