Como obter mais potência dos motores

Com base em todas as informações é possível perceber que existem modos diferentes de melhorar o desempenho de um motor. Os fabricantes de carro estão sempre combinando, de diversas maneiras, as variáveis a seguir, para tornar os motores mais potentes e/ou mais eficientes.
Aumentar a cilindrada - mais deslocamento volumétrico significa mais potência porque permite queimar mais combustível durante cada rotação do motor. É possível aumentar a cilindrada usando cilindros maiores ou acrescentando mais cilindros (o limite prático é o de 16 cilindros). A cilindrada também pode ser aumentada por meio de maior curso dos pistões.

Elevar a taxa de compressão - taxas de compressão mais altas produzem mais potência, até certo ponto. Entretanto, quanto mais se comprime a mistura ar-combustível, maior a possibilidade de que parte da mistura na câmara detone espontaneamente (depois de ocorrer a centelha da vela de ignição). A gasolina de alta octanagem, como a premium ou a Podium, diminui o risco ou evita essa detonação. É por isso que os carros de alto desempenho geralmente precisam de gasolina de alta octanagem - seus motores normalmente têm taxas de compressão mais elevadas para obter mais potência.

Colocar mais ar em cada cilindro - é possível empurrar mais ar (e portanto mais combustível) para um cilindro de determinado tamanho (do mesmo modo que se faria aumentando o tamanho do cilindro). Os turbocompressores e compressores pressurizam o ar que entra para que seja fornecido efetivamente mais ar aos cilindros. Para mais detalhes, leia Como funcionam os turbocompressores.

Resfriar o ar na admissão - comprimir o ar aumenta sua temperatura, mas é melhor ter o ar mais frio possível no cilindro (quanto mais quente o ar, menos denso ele se torna, menos oxigênio por volume). Assim, muitos carros equipados com turbocompressor ou compressor têm um intercooler. O intercooler é um radiador por onde o ar comprimido passa para ser resfriado antes de entrar nos cilindros. Para mais detalhes, leia Como funcionam os sistemas de arrefecimento dos carros.

Facilitar a entrada de ar - à medida que o pistão se move no seu curso de admissão, a resistência do ar pode roubar potência do motor. A resistência do ar pode ser fortemente diminuída colocando uma válvula maior ou, preferencialmente por questão de peso, duas passagnes de ar total. Alguns carros mais novos estão usando coletores de admissão polidos internamente para eliminar a resistência do ar. Filtros de ar maiores podem também melhorar o fluxo de ar.

Facilitar a saída dos gases queimados - se a resistência do ar dificultar a saída dos gases de queimados em um cilindro, ocorrerá roubo de potência do motor. A resistência do ar pode ser amenizada acrescentando-se uma válvula de escapamento em cada cilindro ou, preferencialmente, duas válvulas menores, mas que resulte em aumento total da área de passagem (um carro com duas válvulas de admissão e duas válvulas de exaustão tem quatro válvulas por cilindro, o que melhora o desempenho - quando você ouve um comercial dizer que o carro tem quatro cilindros e 16 válvulas, o que o comercial está dizendo é que o motor tem quatro válvulas por cilindro). Se o diâmetro do cano do escapamento é muito pequeno ou o silenciador oferece muita resistência ao ar, pode haver contrapressão, que terá o mesmo efeito de válvula de escapamento muito pequena. Sistemas de escapamento de alto desempenho usam coletores especiais (muitas vezes chamados de "dimensionados"), tubos de escape de grande diâmetro e silenciadores de alta vazão para diminuir a contrapressão no sistema de escapamento. Quando você ouve que um carro tem "duplo escapamento", o objetivo é melhorar o fluxo dos gases de escape tendo dois tubos de escapamento em vez de apenas um.
Diminuir o peso dos componentes - componentes leves ajudam o motor a ter um desempenho melhor. Cada vez que um pistão muda de direção ele utiliza energia para interromper o trajeto em uma direção e iniciá-lo em outra. Quanto mais leve o pistão, menos energia ele dissipa. Essa é também a razão de se usar duas válvulas menores em vez de apenas uma grande.
Injeção de combustível - a injeção de combustível permite uma dosagem muito precisa de combustível em cada cilindro. Isso melhora o desempenho e reduz o consumo de combustível.

• Perguntas e respostasEis algumas dúvidas de leitores:
  

Qual a diferença entre um motor a gasolina e um motor a diesel? No motor a diesel não há velas de ignição. O diesel é injetado dentro do cilindro e o ar bem aquecido durante o curso e de compressão provoca a ignição do combustível. O diesel tem uma densidade de energia mais alta que a gasolina e permite ao carro rodar mais quilômetros por litro de combustível. Mais informações em Como funcionam os motores a diesel.

Qual a diferença entre um motor 2 tempos e um motor 4 tempos? A maioria das motosserras e dos motores de barco usa motores 2 tempos. Um motor 2 tempos não tem válvulas que se movem, e a vela de ignição dispara centelha cada vez que o pistão atinge o ponto-morto superior. Uma abertura (chamada janela) na parte inferior da parede do cilindro permite a entrada de combustível e ar, por depressão, para a parte abaixo dos pistões e depois ocorre a transferência para a parte superior, para ser comprimida como num motor 4 tempos. A vela de ignição provoca a combustão e os gases de escape saem por outra janela no cilindro. Instantes depois é realizada a transferência. É necessário misturar óleo e gasolina em um motor 2 tempos porque não há o cárter contendo óleo, embora existam casos de fornecimento separado do lubrificante. Geralmente, um motor 2 tempos produz bastante potência considerando o seu tamanho, porque há o dobro de etapas de combustão em relação a um 4 tempos. Contudo, um motor 2 tempos consome mais combustível e queima muito mais óleo, sendo muito mais poluente. Mais informações em Como funcionam os motores 2 tempos.

V ocê mencionou motores a vapor neste artigo - existe alguma vantagem nos motores a vapor em relação aos outros motores de combustão interna? A principal vantagem de um motor a vapor é que você pode usar como combustível qualquer coisa que queime. Por exemplo, um motor a vapor pode usar carvão, jornal ou madeira como combustível, enquanto um motor de combustão interna precisa de um combustível líquido ou gasoso puro e de alta qualidade. Mais informações em Como funcionam os motores a vapor.

Existem outros ciclos além do ciclo de Otto usado nos motores dos carros? O ciclo do motor 2 tempos é diferente, assim como o ciclo do diesel descrito acima. O motor do Mazda Millennia usa uma modificação do ciclo Otto chamado Ciclo de Miller. Turbinas a gás usam o ciclo de Brayton. Motores rotativos Wankel usam o ciclo Otto, mas funcionam de um modo bastante diferente dos motores de 4 tempos a pistão de movimento linear.

Por que ter oito cilindros em um motor? Por que não ter, em vez disso, um cilindro grande com as mesmas cilindradas dos oito cilindros? Existem várias razões para que um motor grande de 4 litros tenha oito cilindros de meio litro em vez de um cilindro grande de 4 litros. A principal razão é a regularidade. Um motor V8 é mais regular porque tem oito explosões espaçadas durante as duas voltas do ciclo realizadas pelo virabrequim em vez de uma grande explosão somente. Outra razão é o torque de partida. Quando você liga um motor V8, você está empurrando somente dois cilindros (1 litro) em seus cursos de compressão, mas com um cilindro grande você teria que comprimir 4 litros.

Cilindros e oustras peças do motor

Cilindros e outras peças do motorO coração do motor é o cilindro, dentro do qual um pistão se move para cima e para baixo. O motor descrito acima tem apenas um cilindro, típico de cortadores de grama e de motocicletas de pequeno porte, mas a maioria dos carros tem mais de um cilindro (geralmente quatro, seis ou oito cilindros). Em um motor com vários cilindros, eles são dispostos de diversas maneiras. As principais configurações são em linha, em V ou plano (conhecido também como horizontal oposto ou boxer), como mostram as figuras abaixo.

Figura 2. Em linha - Os cilindros são alinhados em uma única bancada

Figura 3. V - Os cilindros são dispostos em duas bancadas, formando um ângulo entre si

Figura 4. Plano - Os cilindros são dispostos em duas bancadas, em lados opostos do motor

Há vantagens e desvantagens de cada configuração de motor em termos de suavidade, custo de fabricação e características diretamente ligadas à sua forma. Essas vantagens e desvantagens tornam cada um mais apropriado a certos tipos de veículo.
Tamanho do motor (cilindrada ou deslocamento volumétrico)
Desde os primórdios dos motores, convencionou-se classificá-los em tamanho por meio da cilindrada ou deslocamento volumétrico. Por se tratar de volume, ele é medido em litros ou cm³ (centímetros cúbicos, 1.000 centímetros cúbicos - ou 1.000 cm³ - equivalem a um litro).
Veja aqui alguns exemplos:
uma motosserra pode ter um motor de 40 cm³;
uma motocicleta pode ter um motor de 500 cm³ ou de 750 cm³;
um carro esportivo pode ter um motor de 5 litros (5.000 cm³). A maioria dos motores dos carros comuns tem entre 1,5 litro (1.500 cm³) e 4 litros (4.000 cm³)
A cilindrada é obtida por simples cálculo. Toma-se a área correspondente ao diâmetro do cilindro (Pi x diâmetro elevado ao quadrado e dividido por 4) e multiplica-se pelo curso do pistão. Deve-se ter o cuidado de sempre considerar centímetros e não milímetros, pois estamos buscando centímetros cúbicos. Uma vez que se tenha a cilindrada de um cilindro, é só multiplicar o resultado pelo número de cilindros para obter a cilindrada do motor (desnecessário caso o motor seja de um cilindro apenas).
Se você tiver um motor de 4 cilindros e cada cilindro comportar meio litro, o motor inteiro é um "motor de 2 litros" - também se diz motor 2.0. Se cada cilindro tem capacidade de meio litro e há seis cilindros dispostos em V, você tem um "V6 de 3 litros", ou V6 3.0.
Geralmente a cilindrada dá idéia da potência que o motor pode produzir. Um cilindro que desloca meio litro pode comportar o dobro da mistura ar-combustível que um cilindro que desloca 1/4 de litro - pode-se esperar o dobro de potência no cilindro maior (caso todos os outros parâmetros sejam iguais). Um motor de 2 litros tem, em termos gerais, a metade da potência de um motor de 4 litros.
Para ampliar a cilindrada de um motor aumenta-se o número de cilindros ou o seu tamanho (ou as duas coisas). Outra maneira, junto com as providências acima ou não, é aumentar o curso dos pistões.

Outras partes de um motor

Motor de combustão interna
Vela de ignição

A vela de ignição fornece a centelha que provoca a ignição da mistura ar-combustível, para que ocorra a combustão. A centelha precisa ocorrer no momento exato para que as coisas funcionem bem.
Válvulas

As válvulas de admissão e de escapamento abrem no momento certo e deixam respectivamente entrar o ar e o combustível e sair os gases queimados. Observe que ambas as válvulas são fechadas durante a compressão e a combustão, mantendo vedada a câmara de combustão.
PistãoO pistão é uma peça metálica cilíndrica, de liga de alumínio, que se move dentro do cilindro. Anéis de segmento

Os anéis de segmento são uma vedação deslizante entre a borda externa do pistão e a parede interna do cilindro. Os anéis servem para:
impedir que a mistura ar-combustível e os gases de escapamento vazem da câmara de combustão para dentro do cárter de óleo durante a compressão e a combustão, respectivamente;
impedir que o óleo do cárter passe para dentro da zona de combustão, onde seria queimado e desperdiçado. Na maioria dos carros que "queimam óleo" (e precisam ter seu nível completado - por exemplo a cada 1.000 km ou menos) o óleo queima porque o motor está desgastado e os anéis não vedam direito.
Biela
É uma haste que liga o pistão ao virabrequim. As duas pontas da biela podem girar, permitindo a mudança de ângulo à medida que o pistão se move e o virabrequim gira.
VirabrequimO virabrequim transforma o movimento retilíneo do pistão em um movimento circular, como faz a manivela no brinquedo jack-in-the-box (boneco na caixa).
Cárter

O cárter envolve o virabrequim e também age como reservatório de óleo, que fica armazenado em seu fundo.
O que pode dar errado?Ao sair certa manhã, seu motor gira, mas não dá pega... O que pode estar errado? Agora que você sabe como funciona um motor, é possível compreender o que pode impedir um motor de funcionar. Três problemas fundamentais podem acontecer: mistura inadequada de ar e combustível, falta de centelha ou falta de compressão. Outras centenas de pequenos problemas podem ocorrer, mas os citados acima são os "Três Grandes". Com base no motor simples que estamos discutindo, veja aqui um levantamento rápido de como esses problemas afetam seu motor:

Mistura inadequada - uma mistura inadequada ar-combustível pode ocorrer de várias maneiras: a gasolina acabou e o motor recebe ar, mas não combustível;
a entrada de ar pode estar entupida, de modo que há combustível, porém não entra ar suficiente; o sistema de combustível pode estar fornecendo combustível a mais ou a menos à mistura, significando que a combustão não poderá ocorrer de forma apropriada;
pode haver impurezas no combustível (como água no tanque de combustível) fazendo com que não seja possível a sua queima.
Falta de centelha - a centelha pode não ocorrer ou ser fraca por diversas razões:
se a vela de ignição ou o fio que chega à vela estiverem gastos, a centelha será fraca;
se o cabo estiver cortado ou faltando - ou se o sistema que manda a corrente de alta tensão pelo cabo não estiver funcionando corretamente - não haverá centelha;
se a centelha ocorre muito cedo ou muito tarde no ciclo (ou seja, se o ponto de ignição estiver muito fora do padrão), o combustível não sofrerá ignição no tempo certo e isso poderá causar vários tipos de problemas.
Muitos outros problemas podem acontecer. Por exemplo:
se a bateria estiver descarregada, o motor de partida não poderá girar o motor para fazê-lo funcionar;
se os mancais que permitem que o virabrequim gire livremente estiverem prendendo, ele não irá girar, impedindo o funcionamento do motor;
se as válvulas não abrirem e fecharem no momento correto ou simplesmente não abrirem, o ar não poderá entrar ou os gases de escapamento não poderão sair - e o motor não funcionará;
se alguém enfiar uma batata na ponta do cano de escapamento, os gases não poderão sair dos cilindros e o motor não funcionará;
se o óleo acabar e o motor vier a travar, os pistões não poderão se mover livremente, impedindo o funcionamento do motor.
Falta de compressão - se a carga de ar e combustível não puder ser comprimida de maneira apropriada, o processo de combustão não acontecerá corretamente. A falta de compressão pode ocorrer pelas seguintes razões:
os anéis de segmento estão gastos (permitindo que a mistura ar-combustível vaze pelos lados do pistão durante a compressão);
as válvulas de admissão ou de escapamento não estão vedando apropriadamente, permitindo o vazamento durante a compressão;
há um grande vazamento em um ou mais cilindros.
O vazamento mais comum em um cilindro ocorre onde a parte acima do bloco do motor (onde ficam as válvulas e as velas de ignição, e às vezes o comando de válvulas, também conhecida como cabeçote) se prende ao bloco. Geralmente, o bloco e o cabeçote são mantidos juntos com uma junta fina entre eles para assegurar uma boa vedação. Se a junta se rompe, desenvolvem-se pequenas fugas entre bloco e cabeçote.
Em um motor funcionando corretamente, todos esses fatores estão dentro da tolerância. Como você pode ver, um motor tem inúmeros sistemas que o ajudam a cumprir seu papel de converter combustível em movimento. A maioria desses subsistemas pode ser implementado usando tecnologias diferentes e melhores para aumentar o desempenho do motor. Nas próximas seções, abordaremos todos os subsistemas diferentes usados nos motores .

Motor VW

Motor VW

A diferença visual entre os motores AP 1.6, 1.8 e 2.0 da Volkswagen está no código gravado, em alto relevo, entre o distribuidor e a bomba de combustível. Os códigos usados pela montadora nesses motores são:1.6 a gasolina, UNC1.6 a álcool, UPC1.8 a gasolina, UDC1.8 a álcool, UEC2.0 a gasolina, UQD2.0 a álcool, URB
Peugeot 206A únicas diferenças entre o 206 1.6 importado com 8V (90 cv) e o nacional de 16V são os adesivos"16V" em vermelho na tampa traseira, e o "110 cv" na lateral do nacional.

Honda fit

A única diferença externa entre o Honda Fit 1.3 e o 1.5 está no logotipo. O ponto do "i" é azul na traseira do 1.5 e vermelho no 1.3.

Formação de borra no motor

Cuide bem do motor do seu carro para não originar a formação de borra (óleo pastoso). Hoje com os motores modernos, qualquer deslize na manutenção é mais perigoso que nos motores mais antigos (AP e AE por exemplo).
Troque o óleo a cada 5000 km no máximo, substituir o filtro é fundamental.
Só abasteça em postos de confiança, desconfie de preços baixos.
Se você roda só na cidade, em congestionamentos, em trechos curtos, diminua a quilometragem de troca do óleo pela metade.
Substitua a água do radiador anualmente e utilize aditivo.
Mantenha o motor regulado.

Cor da fumaça

A coloração da fumaça pode indicar o problema no veículo. Se for cinza-azulada, o motor pode estar queimando óleo junto com a gasolina, por desgaste em retentor de válvulas ou nos anéis de pistões, o lubrificante invade a câmara de combustão.Se a coloração for escura, é sinal que a mistura ar-combustível está muito rica em gasolina e o resultado é uma queima incompleta. Nos momentos iniciais de funcionamento do motor, é natural que saia um pouco de fumaça branca, vapor de água, sobretudo em modelos a álcool e sob baixa temperatura externa. Após alguns minutos de funcionamento, o escapamento está aquecido e a água condensada evapora-se por completo.

Motor falhando ou morrendo em ponto morto

Quando o motor começa a engasgar ou morrer em ponto morto, é sinal de que o sistema de injeção eletrônica está com algum problema. O defeito mais comum é o entupimento do motor de passo, também conhecido como atuador da marcha lenta.Sua função é controlar o fluxo de ar que vai para o motor em situação de repouso, isto é, câmbio em ponto morto e sem pressão no pedal do acelerador.Com o tempo, a peça acumula sujeira que dificulta a passagem do ar e o motor passa a afogar por trabalhar com muito combustível e pouco ar. O defeito é bem frequente.A substituição da peça é simples, mas requer uma checagem da programação do módulo da injeção.

Introdução
Alguma vez você abriu o capô do seu carro e ficou imaginando o que acontece lá dentro? Para quem não entende do assunto o motor de um carro pode parecer uma salada de metal, tubos e fios.
Pode ser só curiosidade, ou você talvez queira comprar um carro novo e tenha ouvido algo como "3.0 V6", "duplo comando no cabeçote" ou "injeção multiponto". Que coisas são essas?
Foto cortesia da DaimlerChryslerMotor do Jeep Grand Cherokee 2003
Não pare de ler este artigo, que explica o conceito básico de um motor e depois mostra em detalhes como todas as peças se ajustam, o que pode dar errado e como melhorar o desempenho.
Quer o melhor carro novo? Para avaliações de experts nos melhores carros novos, check out our partner site Consumer Guide Automotive. -->
O propósito do motor de um carro a gasolina (ou álcool, ou gás) é transformar em movimento o combustível - isso vai fazer o carro andar. O modo mais fácil de criar movimento a partir da gasolina é queimá-la dentro de um motor. Portanto, o motor de carro é um motor de combustão interna - combustão que ocorre internamente. Duas observações:
há vários tipos de motores de combustão interna, também chamados de motores a explosão. Motores a diesel são um tipo e turbinas a gás são outro. Leia também os artigos sobre motores Hemi, motores rotativos e motores 2 tempos. Cada um tem suas próprias vantagens e desvantagens;
também existem motores de combustão externa. O motor a vapor de trens antigos e navios a vapor é o melhor exemplo de motor de combustão externa. O combustível (carvão, madeira, óleo ou outro) é queimado fora do motor para produzir vapor, e este gera movimento dentro do motor. A combustão interna é muito mais eficiente (gasta menos combustível por quilômetro) do que a combustão externa, e o motor de combustão interna é bem menor que um motor equivalente de combustão externa. Isso explica por que não vemos carros da Ford e da GM usando motores a vapor.
Quase todos os carros atuais usam motor de combustão interna a pistão porque esse motor é:
relativamente eficiente (comparado com um motor de combustão externa)
relativamente barato (comparado com uma turbina a gás)
relativamente fácil de abastecer (comparado com um carro elétrico) Essas vantagens superam qualquer outra tecnologia existente para fazer um carro rodar.
Para compreender o funcionamento básico de um motor de combustão interna a pistão é útil ter uma imagem de como funciona a "combustão interna". Um bom exemplo é um antigo canhão de guerra. Você provavelmente já viu em algum filme soldados carregarem um canhão com pólvora, colocarem uma bala e depois o acenderem. Isso é combustão interna - mas o que isso tem a ver com motores?
Um exemplo melhor: digamos que você pegue um pedaço comprido de tubo de esgoto, desses de PVC, talvez com 7,5 cm de diâmetro e uns 90 cm de comprimento e feche uma das extremidades. Então, digamos que você espirre um pouco de WD-40 dentro do tubo, ou jogue uma gotinha de gasolina e em seguida empurre uma batata para dentro do cano. Assim:
Eu não estou recomendando fazer isso! Mas digamos que você tenha feito... Esse dispositivo é conhecido como canhão de batata. Com uma centelha é possível inflamar o combustível.
O interessante aqui, e a razão para falarmos de um dispositivo como esse, é que um canhão de batata pode arremessar uma batata a cerca de 150 metros de distância! Um pingo de gasolina armazena um bocado de energia.
Combustão internaO canhão de batata usa o princípio básico de qualquer motor de combustão interna convencional (motor a pistão). Pôr uma pequena quantidade de combustível de alta energia (como a gasolina) em um reduzido espaço fechado e gerar uma centelha libera uma quantidade inacreditável de energia, na forma de gás em expansão. Essa energia pode ser usada para fazer uma batata voar 150 metros. Nesse caso, a energia é transformada em movimento da batata. Isso também pode ser usado para fins mais interessantes. Por exemplo, ao se criar um ciclo que permita provocar centenas de explosões por minuto e torne possível empregar essa energia de forma útil estará feita a base de um motor de carro!
Quase todos os carros atualmente usam o que é chamado de ciclo de combustão de 4 tempos para converter a gasolina em movimento. Ele também é conhecido como ciclo Otto, em homenagem a Nikolaus Otto, que o inventou em 1867. Os 4 tempos estão ilustrados na Figura 1. Eles são
Admissão
Compressão
Combustão
Escapamento

Figura 1
Como são os tempos
Na figura você percebe que uma peça chamada pistão substitui a batata no canhão de batata. O pistão está ligado ao virabrequim por uma biela. Conforme gira, o virabrequim "arma o canhão." Eis o que acontece à medida que o motor passa por esse ciclo:


.

A válvula de admissão se abre enquanto o pistão se move para baixo, levando o cilindro a aspirar e se encher de ar e combustível. Essa fase é a admissão. Somente uma pequena gota de gasolina precisa ser misturada ao ar para que funcione. (Parte 1 da figura)
O pistão volta para comprimir a mistura ar-combustível. É a compressão, que torna a explosão mais potente. (Parte 2 da figura)
Quando o pistão atinge o topo do seu curso, a vela de ignição solta uma centelha para inflamar a gasolina. A gasolina no cilindro entra em combustão, aumentando rapidamente de volume e empurrando o pistão para baixo. (Parte 3 da figura)
Assim que o pistão atinge a parte de baixo do seu curso, a válvula de escapamento se abre e os gases queimados deixam o cilindro através do tubo existente para esse fim. (Parte 4 da figura) Agora o motor está pronto para o próximo ciclo, aspirando novamente ar e combustível.
Observe que o movimento que resulta de um motor de combustão interna é rotativo, embora os pistões se movam de forma linear, da mesma forma que o canhão de batata. Em um motor o movimento linear dos pistões é convertido em movimento rotativo pelo virabrequim. É esse movimento rotativo que permite fazer as rodas dos carros girarem.
Vamos ver agora todas as partes que trabalham juntas para fazer isso acontecer.

Motor

Injeção Eletronica

Devido à rápida evolução dos motores dos automóveis, além de fatores como controle de emissão de poluentes e economia de combustível, o velho carburador que acompanhou praticamente todo o processo de evolução automotiva, já não supria as necessidades dos novos veículos. Foi então que começaram a ser aprimorados os primeiros sistemas de injeção eletrônica de combustível, uma vez que desde a década de 50 já existiam sistemas "primitivos", para aplicações específicas.Para que o motor tenha um funcionamento suave, econômico e não contamine o ambiente, ele necessita receber a perfeita mistura ar/combustível em todas as faixas de rotação. Um carburador, por melhor que seja e por melhor que esteja sua regulagem, não consegue alimentar o motor na proporção ideal de mistura em qualquer regime de funcionamento. Os sistemas de injeção eletrônica têm essa característica de permitir que o motor receba somente o volume de combustível que ele necessita.Mais do que isto, os conversores catalíticos - ou simplesmente catalizadores - tiveram papel decisivo no desenvolvimento de sistemas de injeção eletrônicos. Para que sua eficiência fosse plena, seria necessário medir a quantidade de oxigênio presente no sistema de exaustão e alimentar o sistema com esta informação para corrigir a proporção da mistura. O primeiro passo neste sentido, foram os carburadores eletrônicos, mas cuja difícil regulagem e problemas que apresentaram, levaram ao seu pouco uso.Surgiram então os primeiros sistemas de injeção single-point ou monoponto, que basicamente consistiam de uma válvula injetora ou bico, que fazia a pulverização do combustível junto ao corpo da borboleta do acelerador. Basicamente o processo consiste em que toda vez que o pedal do acelerador é acionado, esta válvula (borboleta), se abre admitindo mais ar. Um sensor no eixo da borboleta, indica o quanto de ar está sendo admitido e a necessidade de maior quantidade de combustível, que é reconhecida pela central de gerenciamento e fornece o combustível adicional.
Para que o sistema possa suprir o motor com maiores quantidades de combustível de acordo com a necessidade, a linha de alimentação dos bicos (injetores) é pressurizada e alimentada por uma bomba de combustível elétrica, a qual envia doses maiores que as necessárias para que sempre o sistema possa alimentar adequadamente o motor em qualquer regime em que ele funcione. O excedente retorna ao tanque. Nos sistemas single point a alimentação é direta ao bico único. No sistema multi-point, em que existe um bico para cada cilindro, localizado antes da válvula de admissão, existe uma linha de alimentação única para fornecer combustível para todos os injetores.Seja no caso de sistemas single-point ou multi-point, os bicos injetores dosam a quantidade de combustível liberada para o motor pelo tempo em que permanecem abertos. As válvulas de injeção são acionadas eletromagneticamente, abrindo e fechando através de impulsos elétricos provenientes da unidade de comando. Quando e por quanto tempo devem ficar abertas estas válvulas, depende de uma série de medições feitas por diversos sensores distribuídos pelo veículo. Assim, não são apenas o sensor no corpo da borboleta e a sonda lambda que determinam o quanto de combustível deve ser liberado a mais ou a menos, mas também os itens que se seguem:
UNIDADE CENTRAL DE INJEÇÃO - Também chamado “corpo de borboleta” engloba vários componentes e sensores. Montado no coletor de admissão, ele alimenta os cilindros do motor. Na unidade central de injeção encontram-se a válvula de injeção, o potenciômetro da borboleta, o atuador de marcha lenta, o regulador de pressão e o sensor de temperatura do ar.
SONDA LAMBDA - Funciona como um nariz eletrônico. A sonda lambda vai montada no cano de escape do motor, em um lugar onde se atinge uma temperatura necessária para a sua atuação em todos os regimes de funcionamento do motor. A sonda lambda fica em contato com os gases de escape, de modo que uma parte fica constantemente exposta aos gases provenientes da combustão e outra parte da sonda lambda fica em contato com o ar exterior. Se a quantidade de oxigênio não for ideal em ambas as partes, será gerada uma tensão que servirá de sinal para a unidade de comando. Através deste sinal enviado pela sonda lambda, a unidade de comando pode variar a quantidade de combustível injetado.
SENSOR DE PRESSÃO - Os sensores de pressão possuem diferentes aplicações. Medem a pressão absoluta no tubo de aspiração (coletor) e informam à unidade de comando em que condições de aspiração e pressão o motor está funcionando, para receber o volume exato de combustível.
POTENCIÔMETRO DA BORBOLETA - O potenciômetro da borboleta de aceleração está fixado no corpo da borboleta e é acionado através do eixo da borboleta de aceleração. Este dispositivo informa para a unidade de comando todas as posições da borboleta de aceleração. Desta maneira, a unidade de comando obtém informações mais precisas sobre os diferentes regimes de funcionamento do motor, utilizando-as para influenciar também na quantidade de combustível pulverizado.
MEDIDOR DE MASSA DE AR - O medidor de massa de ar está instalado entre o filtro de ar e a borboleta de aceleração e tem a função de medir a corrente de ar aspirada. Através dessa informação, a unidade de comando calculará o exato volume de combustível para as diferentes condições de funcionamento do motor.
MEDIDOR DE FLUXO DE AR - Tem como função informar à unidade de comando a quantidade e a temperatura do ar admitido, para que tais informações influenciem na quantidade de combustível pulverizada. A medição da quantidade de ar admitida se baseia na medição da força produzida pelo fluxo de ar aspirado, que atua sobre a palheta sensora do medidor, contra a força de uma mola. Um potenciômetro transforma as diversas posições da palheta sensora em uma tensão elétrica, que é enviada como sinal para a unidade de comando. Alojado na carcaça do medidor de fluxo de ar encontra-se também um sensor de temperatura do ar, que deve informar à unidade de comando a temperatura do ar admitido durante a aspiração, para que esta informação também influencie na quantidade de combustível a ser injetada.
ATUADOR DA MARCHA LENTA - O atuador de marcha lenta funciona tem a função de garantir uma marcha lenta estável, não só na fase de aquecimento, mas em todas as possíveis condições de funcionamento do veículo no regime de marcha lenta. O atuador de marcha lenta possui internamente duas bobinas (ímãs) e um induzido, onde está fixada uma palheta giratória que controla um “bypass” de ar. Controlado pela unidade de comando, são as diferentes posições do induzido, juntamente com a palheta giratória, que permitem uma quantidade variável de ar na linha de aspiração. A variação da quantidade de ar é determinada pelas condições de funcionamento momentâneo do motor, onde a unidade de comando, através dos sensores do sistema, obtém tais informações de funcionamento, controlando assim o atuador de marcha lenta.
SENSOR DE TEMPERATURA - Determina o atingimento da temperatura ideal de funcionamento e corrige a quantidade de mistura enviada ao motor.
SENSOR DE VELOCIDADE DO MOTOR - Este sensor determina a que rotação o motor opera instantaneamente. Entre outras razões, geralmente esta leitura é cruzada com a dos aceleradores eletrônicos para determinar a "vontade" do motorista e dosar as quantidades necessárias de mistura, de acordo com as curvas de torque e potência ideais do motor. A evolução dos sistemas de injeção de combustível, possibilitou não apenas as características e vantagens acima descritas, como também propiciou a incorporação do sistema de ignição. Desta forma os modernos sistemas de injeção, também são responsáveis pelo geranciamento do ponto de ignição. Alguns dos principais itens nesta tarefa, são:
SENSOR DE ROTAÇÃO - Na polia do motor está montada uma roda dentada magnética com marca de referência. A unidade de comando calcula a posição do virabrequim e o número de rotações do motor, originando o momento correto da faísca e da injeção de combustível.
SENSOR DE DETONAÇÃO - Instalado no bloco do motor, o sensor de detonação converte as vibrações do motor em sinais elétricos. Estes sinais permitem que o motor funcione com o ponto de ignição o mais adiantado possível, conseguindo maior potência sem prejuízo para o motor.
BOBINAS PLÁSTICAS - As bobinas plástica têm como função gerar a alta tensão necessária para produção de faíscas nas velas de ignição, como as tradicionais bobinas asfálticas. Dimensões mais compactas, menor peso, melhor resistência às vibrações, mais potência, são algumas das vanta-gens oferecidas pelas bobinas plásticas. Além disso, as bobinas plásticas possibilitaram o aparecimento dos sistemas de ignição direta, ou seja, sistemas com bobinas para cada vela ou par de velas, eliminando dessa forma a necessidade do distribuidor. Com suas características inovadoras, as bobinas plásticas garantem um perfeito funcionamento dos atuais sistemas de ignição, em função da obtenção de tensões de saída mais elevadas.
Vale salientar que tanto para o sistema de injeção, como o de ignição, a lista de componentes (sensores e atuadores), costuma ser um tanto mais extensa e que varia tanto de acordo com o fabricante como também de um modelo para outro. Sistemas mais recentes e sofisticados podem conter mais de uma centena de elementos e realizar outra centena de operações, interagindo com o sistema de ar-condicionado, direção hidráulica, câmbio automático, controles de tração e de estabilidade, entre outros.O gerenciamento de todas as leituras efetuadas pelos diversos sensores, de forma a determinar basicamente quando e em que quantidades o combustível deve ser fornecido ao motor e, em que momento deve ocorrer a faísca (nos sistemas que incorporam a ignição), fica a cargo da ECU (Eletronic Control Unit), ou Unidade de Controle Eletrônico. Para tanto, utiliza-se de um programa que visa "decidir" o que fazer em cada situação e de acordo com a "vontade" do motorista, visando proporcionar o melhor rendimento possível, dentro de parâmetros adequados de consumo e de poluição.
W.J.