A revista semanal dos entusiastas | jorn. resp. MTB 0088750/SP
FlatOut!
Image default
Técnica

Vinte tecnologias que deixaram os carros mais eficazes – e até mais velozes

Num automóvel convencional, cerca de apenas 15% do que colocamos no tanque de combustível realmente se converte em energia. Todo o resto é desperdiçado em perdas energéticas – calor, atrito, arrasto – de diversas fontes, sendo que as maiores delas são o próprio motor e transmissão.

Por isso, quando falamos de tecnologias para deixar os carros mais eficazes, não estamos só falando de preocupação ambiental da sociedade ou de pressão governamental para a redução do consumo e das emissões (Euro 6 que o diga): os benefícios de um carro mais eficaz energeticamente tendem a se converter diretamente em prazer ao volante. Afinal, o que é o automobilismo senão a incansável busca da máxima eficácia em pista?

Dê uma olhada na tabela abaixo. É claro que os números sofrem variações consideráveis de acordo com o tipo de veículo, o design, a massa e seus recursos – e mesmo a metodologia de aferição usada pelo US Department of Energy pode ser diferente do das fabricantes —, mas é importante frisar: mesmo nos melhores casos, o aproveitamento energético de um motor a combustão segue baixo.

fuelinneficiency copy

Abaixo temos uma lista de vinte tecnologias que foram desenvolvidas nos últimos anos em busca da melhoria deste quadro. Algumas deixaram os carros mais rápidos e divertidos, outras os deixaram mais eficazes ao custo de algum prazer. Algumas já foram lançadas há alguns anos e foram reformuladas, outras já nasceram redondas e estão se democratizando pela redução de custo por escala, e há aquelas tão recentes que ainda estão em processo de adoção pelas marcas.

 

1) Bomba de óleo e de água on demand

Manter os componentes internos do motor lubrificado em todas as condições possíveis é preocupação vital de todo fabricante. Para garantir isso, a maior parte dos projetos usava (alguns ainda usam) bombas de óleo de deslocamento superdimensionado à função – e o excesso de pressão (o que também seria prejudicial e poderia até explodir o filtro) é reduzido por válvulas de alívio, algo especialmente importante quando o motor está frio e o óleo, mais grosso. Só que isso custa energia, parasitada do virabrequim.

oilpu

Hoje em dia, a maioria das marcas premium faz uso de bombas de deslocamento variável, que alteram o seu fluxo de acordo com a necessidade. O deslocamento é alterado por variação de excentricidade dos rotores, feita por atuadores e controles eletroidráulicos dentro da carcaça da bomba. Eles usam sinais eletrônicos e válvulas solenoides para variar a pressão de acordo com a programação determinada. De acordo com a BMW, a bomba de óleo deste tipo consome 1,72 cv a menos de energia do motor a 6.000 rpm, resultando em até 1% de melhoria no consumo. A Mahle afirma que a redução de emissão de CO2 pode chegar em até 2% apenas com esta bomba. Acha pouco? Lembre-se da alavanca de câmbio de madeira balsa e da chave perfurada do Porsche 917: cada grama conta.

O caso das bombas d’água é mais simples: nos sistemas on demand, até o motor atingir a temperatura ideal, ela fica desativada por um sistema de engrenagens e rolamentos controlados eletricamente. Sem circulação do líquido de arrefecimento no bloco, o motor se aquece mais rapidamente – o conceito é o mesmo da válvula termostática.

 

2) Reaproveitamento da energia cinética e térmica

Na Fórmula 1 e nos novos hiperesportivos de rua, como a LaFerrari e o McLaren P1, o já famoso sistema de reaproveitamento da energia cinética é usado para alimentar um motor elétrico, que rende potência adicional por alguns momentos. Não subestime o potencial deste recurso: o KERS da LaFerrari gera 163 cv – potência equivalente à de um Subaru Impreza 2.0.

Nos carros fora deste extremo, a coisa é um pouco diferente: quando o carro está desacelerando ou freando, a energia cinética capturada (por um gerador similar ao alternador) e convertida em energia elétrica é acumulada em uma bateria de 12 volts, aliviando o trabalho do alternador, que pode ser mais compacto e parasitar menos energia do motor. De acordo com a BMW, esta tecnologia rende até 3% de economia de combustível.

muhferrari

A temporada de 2014 da Fórmula 1 trouxe outra novidade que deverá aparecer nos superesportivos turbinados rapidamente e, em conseqüência, nos carros de produção convencionais num futuro mais distante: o MGU-H (ilustrado na imagem acima, que mostra o motor da Ferrari sem o bloco e os cabeçotes). Trata-se de uma variante do KERS, mas conectada diretamente ao eixo da turbina e que converte o calor dos gases em energia elétrica. Parte desta energia vai parar no sistema de transmissão (como era o KERS), mas o mais interessante é a outra parte – o MGU-H faz o spool do próprio turbo, eliminando praticamente por completo o lag (retardo causado pela inércia das pás).

 

3) Direção elétrica

Falamos sobre periféricos sanguessugas, que se alimentam diretamente da energia do motor. Aqui está um dos que foram praticamente solucionados. De acordo com o engenheiro Hiroyuki Miyazaki, da Jtekt Corporation (fabricante de diversos componentes, incluindo sistemas de direção), o consumo de energia de uma bomba hidráulica convencional é de 157 W. A evolução deste sistema, a direção hidráulica com bomba elétrica (como a do antigo Mercedes-Benz Classe A), consome apenas 45,6W – menos de um terço. Por sua vez, o sistema elétrico (abaixo), que está sendo adotado por quase todas as marcas no mundo, consome entre 8,4 W e 12W! De acordo com a fabricante de componentes TRW, isso resulta em um consumo de combustível até 3,5% mais baixo.

epssteering

Muitos dizem que a direção elétrica não retorna o mesmo tipo de feedback às mãos do motorista — especialmente em curvas mais velozes ou no limite de aderência, que são os momentos nos quais mais precisamos de comunicação dos pneus. Mas isso já está mudando: o que os engenheiros fizeram para reduzir a sensação amortecida é a redução de amperagem no motorzinho conforme o ângulo de esterçamento aumenta — ou seja, a assistência fica mais passiva, exige que o motorista faça um pouco mais de esforço e tende a dar mais feedback. Hoje em dia, não consigo mais dizer que a direção elétrica do Porsche 911 ou do Boxster é elétrica. E é.

 

4) Compressor elétrico de ar-condicionado

Mais um na lista dos sanguessugas que ficam pendurados em polias e roubam energia do motor. O princípio é o mesmo do tópico acima: um motor elétrico consome menos energia do que uma bomba conectada pela correia, tornando o conjunto todo mais eficaz. Mas aqui, a evolução é parcial: por enquanto, apenas alguns veículos elétricos e híbridos fazem uso do compressor elétrico de ar-condicionado, como o Toyota Prius, porque o acessório requer tensão muito alta (cerca de 100V).

priusacc

Uma vantagem do ar-condicionado elétrico é o fato de ele continuar a funcionando mesmo com o motor desligado – quem já andou num carro com sistema Start-Stop sabe que isso é um pouco inconveniente em dias muito quentes. A presença deste sistema nos automóveis a gasolina depende de duas evoluções: ou das baterias e dos sistemas elétricos, ou dos próprios compressores – se estes se tornarem mais eficazes, os motores terão um sanguessuga a menos pendurado no virabrequim.

 

5) Turbocompressores

Sim, motores aspirados roncam mais bonito e apresentam funcionamento mais linear. Mas em termos de eficácia, não há a menor comparação: o futuro é dos turbos. Eles reaproveitam uma energia que estaria sendo desperdiçada (os gases de escape) e ainda possuem a vantagem de não estar conectados mecanicamente ao motor, ou seja, as turbinas podem atingir rotações muito maiores que as do virabrequim (chegam a quase 300.000 rpm!), tornando os ganhos exponenciais em relação aos compressores de acionamento mecânico.

turbooo

O avanço tecnológico praticamente eliminou todos os seus vícios: sistemas de geometria variável (ilustração acima) permitem aceleração mais rápida dos rotores, reduzindo o famoso lag, retardo de respostas do motor em rotações mais baixas. Ligas de titânio e de alumínio baixaram muito a inércia do conjunto, o que também reduz o lag. Sistemas roletados diminuem o atrito e também ajudam a reduzir o retardo. Por fim, o sistema de duplo fluxo (o rotor recebe gases vindos de dois dutos casados – no lugar de um duto de grande volume e pouca velocidade, dois dutos de volume reduzido e maior velocidade) praticamente eliminou o lag em motores menores.

Estas evoluções casam como uma luva com os motores modernos – comandos variáveis, dutos variáveis no coletor de admissão, desenhos avançadíssimos de dutos e câmaras de cabeçote, etc –, resultando no famoso downsizing: motores de baixo deslocamento muito mais eficazes energeticamente. Hoje, um downsized tem muito mais torque do que um aspirado de deslocamento até 50% maior, e ainda bebe muito menos. Compare os motores do Jetta: o turbinado tem 28,5 mkgf (torque digno de um V6) a 1.700 rpm (pouco acima da marcha lenta), o aspirado “apenas” 18,4 mkgf a 4.000 rpm.

Um segundo passo na evolução dos motores turbinados já está acontecendo: a chegada dos turbo flex, como o BMW 320i ActiveFlex. Uma das maiores limitações dos flex aspirados é imposta pela taxa de compressão do motor, que não pode ser alta demais para evitar a pré-detonação da gasolina (a famosa batida de pino) e consequentes danos no pistão, mas que também não chega a ser alta a ponto de ser ideal para o melhor rendimento do etanol.

activefl

Os turbo flex contornam isso da melhor forma possível: como o turbo produz admissão forçada de mistura nas câmaras de combustão e eleva a eficiência volumétrica do conjunto em até três vezes, sua compressão dinâmica é muito mais alta. Para evitar a batida de pino, o módulo eletrônico (ECU) regula o ponto de ignição, a proporção de combustível e a pressão do turbo – buscando sempre o máximo enchimento dos cilindros sem a pré-detonação da mistura. Assim, o aproveitamento energético fica sempre maximizado, independentemente do tipo de combustível usado – e, de quebra, elimina-se o antigo dilema “taxa baixa e pressão alta ou taxa alta e pressão baixa”.

Como a pressão de cilindro é alta demais e a combustão trabalha sempre no limite calorífico neste sistema, apenas a leitura das sondas no sistema de escape não seria suficiente para ajustar o ECU com a velocidade necessária. Por isso, a BMW introduziu um sofisticado sensor na linha de combustível, que interpreta a proporção de etanol e gasolina na mistura por condutividade elétrica. Desta forma, o módulo faz os ajustes de ignição, injeção e pressão do turbo em milésimos de segundo, já corretamente dimensionados para a mistura que será vaporizada nas câmaras de combustível. É um sistema de gerenciamento ativo, portanto, pois trabalha com informações colhidas antes da explosão nos cilindros – o que é bem mais seguro para os pistões.

 

6) Sistema de desativação de cilindros

Acredite se quiser: esta tecnologia nasceu em 1981, com o não-tão-famoso V-8-6-4 da GM, desenvolvido em parceria com a Eaton especialmente para a Cadillac. Ele alterava a rotina de funcionamento de alguns balanceiros, alterando o seu ponto de pivotamento – assim, as válvulas dos respectivos cilindros ficavam fechadas. O problema estava no gerenciamento eletrônico: era uma tarefa muito complexa para os módulos da época – tanto em quantidade de mapeamentos quanto em velocidade de processamento. E o sistema era incapaz de sincronizar a injeção de mistura com a desativação de cilindros, o que tomava eficácia do conjunto.

v864

Em 1999, a Mercedes-Benz trouxe de volta o sistema de desativação de cilindros nos motores V8 e V12 do seu topo de linha Classe S – com todos os vícios anteriores corrigidos. Em 2005, a Chrysler o adotou em seus Hemi 5.7 – e no mesmo ano, a Chevrolet trouxe de volta a desativação de cilindros no Trailblazer e no Envoy.

Em 2012 pude acelerar um Mercedes-Benz SLK55 AMG, cujo V8 aspirado possui este sistema – no corpo, você não sente mudança alguma, nenhuma vibração. Apenas o ronco muda um pouco – e no modo Sport, claro, ele não entra em ação. É uma forma bacana de se ter um pouco mais de razão em motores mais emocionais.

 

7) Redução de atrito

Com menos atrito, os componentes do motor rodam mais livres, geram menos calor, mais potência e consomem menos energia. Ao longo dos anos, os engenheiros descobriram diversas formas de melhorar esta área: sistemas de roletes substituíram as bronzinas no suporte dos comandos de válvulas. Os roletes também apareceram para ficar nos balanceiros e nos tuchos.

Componentes derivados do grafite e da cerâmica são usados no tratamento das saias dos pistões e os anéis de pistão costumam ser galvanizados, recebem metalização térmica e outras camadas de materiais para redução de atrito. E não se trata só de materiais: veja o desenho dos anéis de pistão que a Federal Mogul lançou em 2010. A marca fala em redução de 15% de atrito com a parede de cilindro.

lkzoilring

Por fim, não podemos deixar de mencionar a evolução no mundo dos lubrificantes semi-sintéticos e sintéticos. Em 2002, a revista Hot Rod registrou um ganho de 10 cv em um V8 347 (um 302 de deslocamento ampliado) de originalmente 414 cv apenas com a troca de óleo de mineral para sintético – ambos com a mesma viscosidade, 20W50.

 

8) Start-stop

Como vocês viram no infográfico de abertura deste post, em média 17,2% do combustível é desperdiçado com o automóvel parado em marcha lenta – consequência direta do trânsito interminável das grandes cidades, mas que também acontece em paradas de semáforos. O sistema start-stop também não é novidade: a Toyota testou este recurso já em 1974. E o grupo Volks adotou sistema similar nos anos 1980 e 1990, com o Lupo e o Audi A2. Mas o alto custo e a baixa demanda desestimularam o uso desta tecnologia em um primeiro momento.

startstop1974

Tudo isso mudou com o Protocolo de Kyoto e a crescente restrição dos padrões de emissão de poluentes da União Europeia. De 2008 para cá, surgiu uma enxurrada de automóveis equipados com este sistema, que evoluiu muito em termos de consumo de energia elétrica e velocidade e suavidade de funcionamento: hoje, é só tirar o pé do freio (em carros automáticos) ou da embreagem (em manuais) que o motor religa – e dependendo da configuração de cilindros e do sistema de coxins, você mal sente o restart.

Neste renascimento, a BMW foi uma das primeiras a sair na frente, adotando o Start-Stop em larga escala na sua linha de automóveis sob a submarca Efficient Dynamics. Hoje, o recurso é adotado por tantas marcas que até mesmo a Chevrolet pensa em usá-lo em sua nova geração do Corvette Stingray.

 

9) Roda livre / Coasting

Quem é fã dos antigos Trabant e DKW sabe bem da sensação de aliviar o acelerador e o carro rolar solto, como quando você para de pedalar a bicicleta — quase como se fosse uma banguela. Boa parte dos carros com motores dois tempos tinha isso não apenas para reduzir o desperdício energético por bombeamento e economizar combustível, mas também para prevenir que os possíveis engripamentos de pistão (os motores dois tempos tendem a dilatar muito os pistões pela falta do ciclo adicional sem explosão dos quatro tempos) travassem o conjunto motriz.

Bem, parece que o grupo Volkswagen se lembrou do passado e adotou o recurso em vários veículos de sua marca: Porsche Boxster e 911, Audi A3 e Q3 são alguns dos carros que estão com este sistema de roda livre, rebatizado de Coasting. Agora, em vez de ser operado pelo antigo sistema de tambores e roletes (neste link, Bob Sharp explica como funcionava), a coisa ficou bem mais simples: como as embreagens são controladas eletronicamente no câmbio DSG, o mecanismo apenas desacopla a transmissão. Isso acontece só em determinadas situações, como quando a pressão no pedal do acelerador está próxima a zero ou em declives suaves.

boxst

A primeira vez que experimentei, achei um pouco esquisito: o carro fica meio solto. Mas você acostuma rápido. E basta mudar sua atitude nos pedais (seja o do acelerador ou do freio) ou os acelerômetros detectarem um aclive mais forte que o veículo engrena novamente. Ou seja, risco zero.

 

10) Lock-up em câmbios automáticos

É, amigo. Esta é mais uma daquelas tecnologias que nasceram no tempo das diligências, mas que foi repaginada e se tornou bem mais eficaz. Como vocês sabem, o câmbio automático recebe o torque do motor por um sistema hidráulico, o conversor de torque – o que deixa as coisas bastante suaves e confortáveis, mas também tende a desperdiçar muita energia.

LockupClutch_620x433

O Lock-up é um sistema que conecta mecanicamente a transmissão automática ao motor, eliminando estes desperdícios energéticos. Antigamente, este recurso estava presente somente na última marcha – como no nosso Dodge Charger R/T automático -, mas hoje em dia, a tecnologia evoluiu ao ponto de permitir o lock up de forma quase integral. É o caso do câmbio ZF 8HP que está no Jaguar F-Type: nele, o lock up entra já aos 1.000 rpm em qualquer marcha – ou seja, o conversor de torque é usado basicamente só pra tirar o carro do lugar. Graças a isso, os automáticos virtualmente não possuem mais desperdício energético em relação às transmissões com embreagem – manuais ou automatizadas.

Aliás, vale lembrar outro detalhe bacana: com a evolução dos materiais, design, processo de fabricação e controle de qualidade, as engrenagens estão cada vez mais compactas – o que permitiu aos câmbios oferecer cada vez mais marchas. Com mais marchas, o motor trabalha com menos sobrecarga e com mais opções de overdrive, reduzindo substancialmente o consumo. O exemplo mais extremo veio da própria ZF, com o modelo 9HP (imagem abaixo) – que, não bastando oferecer nove marchas para a frente, ainda é uma caixa transversal, para veículos de tração dianteira e integral.

Image converted using ifftoany

 

11) Câmbio CVT

Entre as transmissões automáticas e as automatizadas, existe um sistema que é muito suave e que é tecnicamente interessante, mas que é mal-compreendido: o sistema continuamente variável, ou CVT. Ele usa um conjunto de correias e polias (ou discos e roletes no sistema da Nissan) no lugar das engrenagens e, por isso, as marchas não são separadas por intervalos fixos. A relação, como o nome diz, varia continuamente.

nissancvtgb

Em teoria, este seria o melhor sistema, pois ele é capaz de manter a rotação do motor sempre no torque máximo, adaptando a relação de acordo com a velocidade. As relações de marcha se tornam virtualmente infinitas, podendo ser criadas a qualquer instante. Soa perfeito, mas ele não tem muita popularidade: uns dizem que é o custo, outros falam da confiabilidade. Mas nós acreditamos que é mais simples: boa parte dos motoristas estranha o fato de a rotação se manter constante enquanto a velocidade aumenta. É meio sem graça. Por isso é que boa parte deles simula cinco ou seis marchas – o que contradiz o princípio do próprio CVT!

 

12) Câmbio de dupla embreagem

Se o CVT não é exatamente popular com os entusiastas, o sistema de dupla embreagem se tornou praticamente uma exigência para quem está disputando a coisa no limite. Você pode tentar à vontade – dificilmente vai conseguir fazer uma troca de marcha manual em 40 milissegundos como os câmbios automatizados dos melhores superesportivos. E eles fazem isso a cada troca, com a literal perfeição de um robô. Fora a vantagem de poder se concentrar melhor nas frenagens, sem precisar fazer o punta-tacco

pdkporsche

Como que ele funciona? O sistema usa duas embreagens, cada qual conectada a uma árvore de engrenagens: uma fica com as marchas ímpares e a outra com as pares e a ré. Quando você está em primeira marcha, a segunda marcha (lembre-se, esta fica numa árvore diferente) também já está engatada ao eixo piloto, mas a sua embreagem está desconectada. No momento em que a segunda marcha é engatada, ocorre apenas uma troca de embreagens por sistema eletromecânico. O vídeo acima mostra isso de forma bem fácil. Assista tudo a partir dos 50 s.

 

13) Programação eficaz em câmbios automatizados e automáticos

Se você já dirigiu um carro automático das décadas de 1980 e 1990, sabe como que eles possuem dificuldades para entender as circunstâncias dinâmicas: reduzem a torto e a direito no meio da curva, ficam indecisos em subidas mais íngremes, demoram para fazer as trocas, enfim. Hoje em dia, as transmissões possuem tantos – ou mais – mapeamentos que os próprios motores: os mesmos sensores e acelerômetros que colhem dados para a atuação dos controles de tração e de estabilidade alimentam os módulos que controlam o câmbio. O resultado é que o carro aprende com você e sabe quando se está dirigindo esportivamente ou de forma econômica – e entre estes dois extremos, há muitas programações intermediárias: a Audi, por exemplo, possui 13 mapas no câmbio de seus carros.

drivinigmomoa

No modo econômico, o câmbio joga uma marcha em cima da outra – e quando o carro tem um motor bem servido de torque, como tem sido esta nova safra de downsizing, a coisa é bem extrema: o motor trabalha num regime pouco acima de 1.000 rpm. Já no modo esportivo, ele não apenas faz as trocas no limite como também faz as reduções de forma a usar melhor o freio-motor. E os acelerômetros, combinados aos sensores na direção, fazem o possível para não realizar uma redução no meio de uma curva. Hoje em dia, dá até pra pilotar no autódromo com o câmbio no modo automático. Mas, claro: para os apaixonados, nada substitui o terceiro pedal e a alavanca na mão direita.

 

14) Aerodinâmica

Este e o próximo tópico representam aquele momento em que a busca por mais desempenho e por mais economia de combustível se encontram em perfeita harmonia. Um carro com baixo arrasto aerodinâmico requer menos energia para manter seu momento, e ao ser mais eficaz, ele bebe menos e anda mais. Como bônus, ele também fica mais silencioso na estrada.

É impossível de se comentar – mesmo uma pequena parte – detalhes do que aconteceu em termos de evolução aerodinâmica nos últimos anos em apenas um tópico. Criadores de vórtice no teto, assoalhos selados, perfil cada vez mais streamlined (em forma de gota), espelhos retrovisores trabalhados, estreitamento e rebaixamento das traseiras, aerofólios ativos, redução dos vãos entre os componentes da carroceria, enfim, é muita coisa.

fusiongrillact

Mas vale a pena mencionarmos algo curioso: a grade ativa, que está presente no novo Ford Fusion e no Kia Optima, por exemplo. Trata-se de uma persiana presente atrás da grade, que fecha o fluxo aerodinâmico em situações em que não há alta demanda de arrefecimento. Com a frente selada, o ar flui com mais facilidade em volta da carroceria, sem topar com o freio aerodinâmico do vão do radiador, que cria um verdadeiro colchão de ar. E quando a central eletrônica detecta necessidade de arrefecimento, a persiana se abre.

 

15) Redução de peso

A receita é antiga. Um carro mais leve acelera mais, freia melhor, gera mais aderência lateral e consome menos energia. O problema é que o alívio de peso frequentemente está associado a materiais nobres, como o magnésio, o alumínio e a fibra de carbono – o que deixa este recurso restrito a carros extremamente caros. Ou não?

Na última década, a indústria deu um belo salto nesta área. Hoje em dia, as fabricantes conseguem produzir uma única chapa com várias espessuras – o grupo Volkswagen chama este processo de Tailor Rolled Blank, empregado em sua nova plataforma MQB.

 

0materialsa3sp

Formação de componentes a quente, metais de alta e de ultra resistência (mais fortes, eles podem ser de calibre reduzido sem perda de resistência – e tendem a ser mais baratos que o alumínio ou compostos como a fibra de carbono), vincos cada vez mais avançados com perfil de ômega, estudos cada vez mais aprofundados de desenhos inteligentes que são mais resistentes e que requerem menos material, tudo isso está permitindo que carros de médio e de baixo custo sejam mais leves.

Um exemplo clássico está no novo Golf 2014: graças à nova plataforma MQB, que emprega todas as tecnologias citadas acima, ele ficou quase 100 kg mais leve – destes, cerca de 35 kg foram aliviados no monobloco.

 

16) Pneus verdes

Se você é ciclista, sabe bem a diferença que o aumento de pressão nos pneus faz no esforço para pedalar: tudo fica mais fácil. Os pneus verdes são projetados para rodar com pressões mais altas sem o abaulamento da banda de rodagem – e possuem o desenho dos flancos (laterais) repensado para trazer algum conforto, já que o aumento de pressão reduz a capacidade de absorção de impactos.

energysavermich

Mas não é só isso. O composto dos pneus verdes é diferente – por exemplo, é reduzida a proporção de negro-carbono (elemento utilizado para aglutinar os diferentes tipos de borracha presentes no composto), e aumenta-se a dose de sílica, o que reduz a resistência à rolagem. Contudo, aqui entramos na velha teoria do cobertor curto: a resistência reduzida à rolagem melhora o consumo, mas perde-se um pouco de aderência lateral e longitudinal. Neste belo artigo do Vrum há uma explicação mais completa desta questão. Superar isso talvez seja um desafio impossível – mas vai saber do que os engenheiros são capazes…

 

17) Carros híbridos

Como toda tecnologia de ponta, os híbridos nos causam sentimentos mistos. Por enquanto, os veículos híbridos são caros, significativamente mais pesados e menos divertidos de dirigir. Bem, as câmeras digitais já foram muito piores do que as analógicas – hoje, quase todos os estúdios de revelação estão fechando as portas.

p1cutiew

Os fabricantes – especialmente as marcas premium de luxo e esportivas – estão investindo maciçamente nos híbridos, principalmente Porsche, Ferrari, McLaren, Audi, BMW e Mercedes-Benz. Esta atitude mistura uma questão de imagem de marca e de investimento tecnológico – todos estão na busca quase impossível da combinação de redução de peso e de custo e ganho de confiabilidade e de desempenho. E quem descobrir a grande sacada primeiro vai dar um salto gigante.

Como vimos lá em cima, o motor elétrico da LaFerrari gera 163 cv. O da McLaren, 160 cv. Romantismos à parte, o dia em que um sistema completo de KERS pesar 100 kg, render 200 cv e for bolt-on, você vai querer botar no seu carro — a não ser, é claro, que seja um clássico. Não duvide: hoje você reclama que o seu pendrive tem “só” 8.192 mb, mas um floppy disk de 3,5″ gravava 1,44 mb na década de 1980 — e as pessoas achavam aquilo incrível.

 

18) Injeção direta

A injeção eletrônica permite vaporização muito mais eficaz do combustível em todas as rotações e condições de temperatura e pressão que o carburador, reduzindo muito o desperdício, especialmente com o motor frio. Isso também se deve às programações cada vez mais complexas das centrais eletrônicas, aos processadores mais velozes dos módulos e sensores mais eficientes.  Ela evoluiu do clássico TBI, um corpo simples análogo ao carburador, para o sistema multiponto (que borrifa gasolina individualmente nos dutos do coletor de admissão) e finalmente para a injeção direta, que vaporiza diretamente nas câmaras de combustão, resultando em uma atomização da mistura mais eficaz, especialmente em rotações mais altas.

O motor 1.8 TFSI do novo Audi A3 deu um passo adiante e misturou o sistema multiponto (baixa pressão, 6 bar) à injeção direta (alta pressão na linha de combustível, entre 120 e 160 bar). Em direção civilizada, a injeção MPI combinada à injeção direta em dois estágios (uma injetada durante a admissão e outra no momento da compressão) apresenta melhor rendimento em emissões e consumo. Com o aumento das rotações e da demanda de fluxo, o módulo aumenta a proporção de injeção direta simples no sistema até a quase totalidade.

uaidiinj

Por ter controle melhor e mais rápido da injeção de combustível, a injeção direta possibilita o funcionamento mais suave de tecnologias, como o de desligamento de cilindros e o start-stop. E sem a injeção direta, a última geração do sistema Valvetronic da BMW seria quase impossível: nele, as próprias válvulas de admissão (controladas pelo comando de válvulas variável tanto em duração quanto em levante) comandam a demanda de fluxo de ar, dispensando o corpo de borboleta tradicional.

 

19) Comandos variáveis

É a prova de que a evolução de uma tecnologia combinada ao barateamento por volume de produção permite que ela seja adotada em carros cada vez mais simples – como o Kia Picanto. Ao controlar a rotina de abertura e fechamento das válvulas, os comandos orquestram todo o fluxo de mistura do motor e consequentemente, definem as características de força do propulsor ao longo das rotações. As curvas de torque e de potência dos motores dependem de uma série de fatores, mas o maestro da orquestra é representado pelos comandos.

multiairprofiles

Os comandos variáveis permitem que o motor tenha múltiplos perfis de acordo com o giro – assim, ele pode ser forte em baixa e em alta. Junto com o coletor variável, é um dos componentes mais importantes para que os turbinados modernos encham rapidamente em baixa e praticamente não tenham lag.

 

20) Coletor de admissão variável

Foi uma evolução natural. Afinal, os comandos de válvulas determinam a demanda de mistura – e se eles se tornaram variáveis, por que o caminho que a mistura faz até chegar nas câmaras de combustão também não poderia variar? Para explicar a lógica da coisa, pense no motor como a sua boca, o tanque de combustível como um copo de suco de laranja e o fluxo da mistura ar-combustível como canudinhos.

manifomeca

Imagine que há dois canudinhos diferentes, ou seja, duas opções de coletor de admissão: um fininho e o outro, bem largo. Quando você usa o canudinho estreito, pouca força de sucção é necessária pro suco subir. Por outro lado, a quantidade de suco a fluir pelo canudinho fica limitada pelo diâmetro estreito do tubo – não adianta fazer força, o fluxo máximo é limitado. Daí você pega um canudão: pro suco começar a subir, você tem de fazer muita força. Mas, uma vez superado este esforço inicial, o volume admitido é bem maior.

Os tais canudinhos são os dutos dos coletores de admissão. O comprimento, desenho e a largura destes canais vão determinar a velocidade e o volume da mistura. O coletor de admissão variável permite que você tenha o fluxo ideal em baixas rotações (canudinho estreito) e em altas rotações (o mais largo). Ele opera por comportas controladas eletronicamente pelo módulo do motor. Simples, barato e eficaz.

 

Matérias relacionadas

Sistema de freios: tudo o que você precisa saber para mantê-los em dia

Leonardo Contesini

Suspensão a ar: como surgiu? Como funciona?

Dalmo Hernandes

Chassi, monobloco e monocoque: quais as diferenças e como identificar cada um deles?

Leonardo Contesini