............................................Por que os motores originais suportam tanto aumento de potência?......................................

Eu estava participando do fórum www.corsaclube.com.br e um dos membros gostaria de fazer uma preparação turbinada em seu motor 1.6 com originais 92 cv de potência. Questionei o quanto de potência ele desejava para poder ajudá-lo. Fiquei surpreso com a resposta de só 120 cv. Então sugeri uma relação com mais potência, partindo de 150 cv, então fiquei surpreso novamente ao ler que ele não imaginava que um motor com as peças originais aguentassem tanto aumento de potência. Alguém já parou para pensar nisso? Se parou, tenho quase certeza que a resposta que te veio a mente foi algo relacionado a margem de segurança na fase de projetos das peças do motor. Era isso que imaginava? Então, errou!

Partir de um motor de 90 cv e atingir próximo aos 200 cv sem quebrar instantaneamente não pode ser apenas por margem de segurança. Claro que margem de segurança existe nos projetos, mas não uma margem de 2 ou 3 vezes o valor calculado. Isso encareceria demasiadamente o custo do projeto. Então, vamos esclarecer isso logo.

O que acontece na realidade é que quando se dobra a potência ou torque do motor, os esforços resultantes dessa alteração de potência, como a pressão de combustão na câmara, NÃO aumentam na mesma proporção. O que dita a regra na hora do projeto das peças são os picos de pressão dessa combustão na câmara. E quando se dobra a potência do motor, o pico de pressão não é dobrado, aliás, aumenta em torno de 20% somente. E como isso ocorre?

A potência é função da pressão média da combustão durante TODO o curso do pistão e não só do pico de pressão. Mesmo que o pico de pressão aumente somente aqueles 20% no caso supracitado, a pressão da combustão nos outros pontos, durante o curso do pistão, podem aumentar muito mais, e ainda assim ficar com valores abaixo do pico de pressão. Olhando o gráfico abaixo podemos entender melhor:

Os pontos 1 e 2 são os picos de pressão, no motor aspirado e no motor turbo, respectivamente. Perceba que a curva de pressão do turbo-alimentado é mais alta em todo curso do pistão e não só no pico. E a potência é função de toda área abaixo dessa curva e não só de um ponto dessa curva. Isso pode ser demonstrado assim:

O pico de pressão é resultante da queima de 15 a 20% da mistura, mesmo que dobrássemos a quantidade total de mistura, o pico de pressão continuaria sendo resultado dos 15 a 20% de mistura, agora, do dobro da mistura inicial. Esse é um dos motivos do pico de pressão não dobrar, caso houvesse dobrado a potência. O segundo motivo é que o pico de pressão é a somatória da pressão de compressão do motor mais a pressão resultante da queima dos gases. Como neste caso turbo-alimentado, somente alteramos a pressão da queima dos gases por enviar mais ar-combustível, a outra parte da somatória, pressão de compressão do motor, continua inalterada, o que influencia novamente para não elevar demasiadamente o pico de pressão.

Resumindo, o pico de pressão que é o variante que mais influencia na danificação do motor, não é elevado na mesma proporcionalidade do aumento de potência, por isso conseguimos elevar bem a potência do motor sem causar quebras instantâneas.

.......................................................................comandos (parte 6) turbo........................................................................

Participo de alguns fóruns automotivos e conforme percebo um assunto que traz consigo grandes dúvidas logo já penso em escrever uma matéria técnica. Foi assim que comecei a infinita sequência de matérias sobre comandos e foi assim que decidi antecipar este post sobre Comandos Específicos para Motores Sobrealimentados por Turbo-Compressores. Grande parte da escolha do comando está relacionada ao estudo do diferencial de pressão entre admissão e exaustão.

A pressão de exaustão, em nosso caso, é fortemente influenciado pela presença da parte quente do turbo-compressor, ou seja, a turbina. A turbina gera uma pressão contra o fluxo normal do motor  que é conhecido como backpressure, ou seja, uma resistência ao fluxo dos gases de exaustão. A pressão de admissão é a pressão exercida pela parte fria do turbo-compressor, é sempre uma pressão positiva, ou seja, a favor do fluxo normal do ciclo otto.

Vale ressaltar que o backpressure tem sido cada vez menor nos sistemas turbo-alimentados atuais com a utilização de turbo-compressores mais modernos, tais como as Garret Roletadas, e/ou com a utilização de coletores de exaustão dimensionados para este sistema. Como, para nossa realidade brasileira, ainda temos grande parte dos carros "turbinados" utilizando turbinas antigas e coletores de exaustão original com flange, temos que considerar bem a influência do backpressure na escolha do comando.















Para entender melhor como se comporta um motor sobrealimentado por turbo-compressor bem projetado com relação ao diferencial de pressão entre admissão e exaustão, funciona mais ou menos assim: quando já se tem pressão, nas baixas rotações a pressão de admissão será mais alto que a pressão exercida pelos gases de exaustão. Nesse momento, o motor está próximo do torque máximo. Conforme o motor ganha rotações, a diferença de pressão começa a se aproximar de zero. Em certo ponto, ocorre uma inversão e a pressão de exaustão passa a ser maior que a de admissão. E na potência máxima teremos maior pressão de exaustão em relação a pressão de admissão.

Então quais são as características que devemos considerar em um comando para uma preparação com
 turbo-compressor?

Duração

A análise do backpressure aqui é fundamental para a escolha adequada da duração.  Se no sistema for utilizado coletores de exaustão de baixa eficiência, como por exemplo, coletores originais com a adaptação de um flange, o mais adequado neste caso é utilizar a duração de exaustão de 4° a 6 ° a menos do que a duração de admissão, por exemplo, 230°/224° ou 230°/226° para  lift de 0,05", ou seja, comandos assimétricos. Como o backpressure é alto, essa quantidade a menos de duração na exaustão permite melhorar bem a fase sem pressão do motor, ou seja, as baixas rotações, seu motor tem uma resposta melhor nessa faixa. Com a diminuição da duração de exaustão, diminui-se os impactos negativos causados pelo backpressure em baixa rotação, onde a pressão de admissão ainda não existe.

E se você mandou fazer um coletor de exaustão dimensionado para seu novo sistema, de grande eficiência e além disso utiliza um turbo-compressor mais moderno, então neste caso, a duração de exaustão pode se estender até se igualar a duração de admissão. Um comando simétrico por exemplo, 230°/230° para lift de 0,05".

E quanto de duração utilizar? Então, precisamos passar para a próxima característica que é o Overlap, este te dirá qual a duração máxima ideal. Por quê? Porque o overlap é definido pelas durações e pelo lobe center. Se você tem um número máximo de overlap, você terá uma combinação de durações e lobe center. Quanto maior a duração, maior deverá ser o lobe center para manter o limite de overlap. Quando você começar a fazer alguns cálculos perceberá que para sistemas com turbo-compressores, as durações serão sempre menores do que preparações aspiradas.

Overlap

Acredito que você já esteja ciente do que se trata Overlap, caso contrário estude os capítulos anteriores antes de começar por aqui, vai facilitar muito seu entedimento.

No Overlap, ou cruzamento de válvulas como já foi dito, um motor com pressão positiva por turbo-compressor irá criar uma grande quantidade de pressão na exaustão, ou backpressure, devido a presença da turbina na saída de gases do motor. Como no momento do Overlap, tanto as válvulas de admissão quanto as válvulas de escape estão abertas, os gases queimados ao invés de saírem pelas válvulas de escape acabam por retornar para a admissão porque a pressão de exaustão será maior que a de admissão.

Nesta característica devemos buscar um comando cujo overlap para levante de 0,05 pol esteja na faixa de -8° a +2°. Ah, mas no Brasil a maioria das empresas de comando de válvulas são ridículas e não apresentam a duração para 0,05 pol. Bom, neste caso recomendo primeiramente exigir a informação da empresa. Em segundo, escolher outra empresa. Em terceiro, trabalhe com um overlap inferior a 45° para duração cheia.

Levante 

O levante de válvula, no caso de motores sobrealimentados, não é nenhum fator crítico. No geral, você pode utilizar um levante menor que usaria numa preparação aspirada, assim você evita desgaste prematuro das molas e transferência extra de calor para o cabeçote. Mas se você é um cara que tem todas as ferramentas, instrumentos e dados na mão e quer trabalhar no estado-da-arte, existe uma regra para determinar o levante adequado a sua preparação.

Você precisará das informações referentes ao fluxo do cabeçote. Se o fluxo máximo do seu cabeçote ocorre com, por exemplo, 10 mm de levante de válvula, você deve utilizar algo em torno de 20% a mais de levante máximo, ou seja, 12 mm. A explicação para isso está na quantidade de vezes que a válvula chegará no seu ponto de máximo fluxo, ou seja, se a válvula abre 10 mm onde tem seu ponto máximo de fluxo e começa a se fechar, em um ciclo de abertura e fechamento de vávulas, o ponto de máximo fluxo só ocorre uma única vez. Agora, se a válvula se abre até os 12 mm, ele passou uma vez por seu ponto de máximo fluxo e no fechamento, passará novamente pelos 10 mm. Portanto, em um ciclo, o fluxo máximo é atingido duas vezes.

Entederam?

Abraços.

..................................................................."Bielas Forjadas" em Primeiro !...................................................................

Conheço pessoas que dizem que determinadas preparações automotivas necessitam de bielas forjadas bem antes de se pensar em pistões forjados. Estão corretas? Sim! Mas se perguntar o porque é bem provável que você fique sem respostas. Então, vamos mostrar o conceito por trás desse “disse-que-me-disse” e tentar deixar essa verdade clara.

Inicialmente precisamos entender os esforços que os pistões e bielas sofrem durante seu ciclo. Neste caso, existem basicamente dois tipos de esforços atuantes: Tração e Compressão. Em simples palavras, podemos descrever a Tração como a tensão resultante de forças que tendem a “alongar” um determinado elemento e Compressão, como a tensão resultante de forças que tende a “comprimir”. Ilustrando fica mais claro:

Durante o ciclo do motor, existem dois tipos de tensões que atuam nos elementos citados. A tensão proveniente da inércia do conjunto rotativo e a tensão resultante da explosão da mistura ar-combustível que podemos abreviar como a tensão da potência. A tensão inercial sofre esforços de tração e compressão, enquanto a tensão da potência sofre somente compressão.

A Tensão Inercial resulta da resistência dos elementos ao movimento. Para melhor entendimento vamos imaginar uma linha central que divide o curso do pistão exatamente ao meio como na figura abaixo:

PMS – Ponto Morto Superior e PMI – Ponto Morto Inferior

O pistão sempre acelera do PMS até a metade do curso e desacelera até o PMI e sempre acelera do PMI até a metade do curso e depois desacelera até o PMS. E o ciclo de acelerar e desacelerar continua nos 4 tempos dos motores, neste caso ciclo Otto. Exatamente na metade do curso, a aceleração é nula e a velocidade é máxima e nos PMS e PMI, a aceleração é máxima e a velocidade é nula. Quanto maior a aceleração, maior a tensão inercial. Quando existe a aceleração, o conjunto pistão/biela sofre por tração e quando existe a desaceleração, o conjunto pistão/biela sofre por compressão.

A maior tensão inercial por tração induzida na biela ocorre no PMS na fase de exaustão, pois nesta fase não existe nem mistura nem gases confinados no cabeçote para fazer esforço contrário e diminuir o esforço de tração e ambas as válvulas de exaustão e admissão encontram-se abertas. Enquanto a maior tensão de compressão ocorre no PMI, após as fases de admissão e explosão.

As tensões inerciais são diretamente proporcionais ao quadrado da rotação do motor (RPM). Exemplificando, se o motor aumenta sua rotação duas vezes, a tensão inercial aumenta quatro vezes. Se o RPM aumenta 3 vezes, a tensão inercial aumenta 9 vezes! As tensões inerciais são extremamente altas. E esse parágrafo nos faz perceber, o quanto pode ser importante bielas forjadas em uma preparação aspirada onde aumentamos a rotação do motor original.

A Tensão Potencial é originada da explosão dos gases na câmara de combustão e aplicada diretamente sobre os pistões. Como dito anteriormente, essa tensão é somente compressiva. Os pistões transferem os esforços de compressão para as bielas.

Contudo, todas essas tensões devem ser analisadas em conjunto e não separadamente como fizemos até o momento. Assim, analisemos a relação das tensões inerciais e potencial na metade superior do curso no tempo de explosão:

A tensão inercial é de tração até a metade do curso e a tensão de potência é sempre compressiva. Portanto, as tensões têm sentidos contrários na mesma direção, o que reduz a tensão resultante no conjunto pistão/biela. Apesar da tensão de potência ser bem maior que a tensão inercial, esta última compensa as tensões e diminui a tensão resultante. Então, podemos concluir que, ao contrário do que muitos poderiam pensar, a maior tensão que o conjunto pistão/biela sofre não é na fase de explosão da mistura ar-combustível e sim na fase de exaustão, como dito acima.

Concluímos, então, que a maior tensão do ciclo é inercial no PMS na fase de exaustão. A tensão inercial é a mais prejudicial, já que ocorrem esforços de tração e compressão, o que pode levar a falha por fadiga. Nas tensões compressivas, não existe fadiga, já que só existe compressão. Nos pistões só ocorrem as tensões de potência, somente compressão e como essa tensão potencial só ocorre na fase de explosão, comentada acima, o pistão não sofre com a maior tensão do sistema, ao contrário da biela.

Portanto, em seu projeto turbo ou aspirado, preocupe-se inicialmente com as bielas. Se o seu motor estiver corretamente acertado e com bielas e pistões originais, a biela tem que falhar primeiro. Se acontecer algo nos pistões, não foi questão de potência exagerada e sim algum erro de acerto, montagem, etc.

..........................................................................Comandos (parte 5)..............................................................................

Quando começamos a falar de um assunto sempre é bom esclarecer conceitos e definições. O assunto é levante ou lift, mas quem é que já não sabe o que é isso? Dias atrás minha mãe me ligou perguntando se eu manteria o lift de 9,9 mm, já multiplicado pelo fator do balancim, original do comando 1.6 B do corsa, dai disse que usaria um com 10,95 mm, então ela reafirmou, que bom meu filho, quanto mais levante melhor para altas rotações, desde que você esteja atento aos demais aspectos do comando e conjuntos de acionamentos que criam limitantes, dai disse que estava atento a esses detalhes, então ela disse que estava preocupada e nem conseguiu dormir na noite anterior. Mãe é mãe né, sempre preocupada com a gente!

Levante ou lift é basicamente o quanto, medido em unidades de distância, o lobe do comando abre as válvulas. Em motores que utilizam balancins, precisamos usar o fator multiplicativo que o balancim transforma o movimento, por exemplo, o comando 1.6 B tem 6 mm de levante no comando e o balancim tem fator multiplicativo de 1,65, portanto, o levante nas válvulas é de 9,9 mm. Só deixando um extra, o balancim roletado desses motores família 1 da GM tem fator multiplicativo de 2,1. Resumindo, nestes casos, temos o levante no comando e o levante na válvula para serem analisados.

Não existe a necessidade de um relógio comparador para medir o lift/levante, basta um paquímetro, pegue a medida H da figura abaixo e subtraia da medida D que é o círculo base e pronto. Essa minha mãe sabe também, nem precisava colocar isso aqui!

Bom, vamos agora entrar em assuntos que minha mãe talvez não conheça!

Não me lembro de ter lido alguém comentar a respeito nos fóruns que eu participo, então saiba que o levante está intimamente relacionado ao diâmetro da válvula de admissão. Seguem algumas faixas de aplicação:

1. Motores com válvulas de admissão de diâmetro entre 35,5 mm a 38,1 mm devem ter levante entre 10 a 12 mm.
2. Motores com válvulas de admissão de diâmetro entre 44,5 mm a 47,6 mm devem ter levante entre 10,7 a 14 mm.
3. Motores com válvulas de admissão de diâmetro entre 50,7 mm a 57,3 mm devem ter levante entre 12 a 16,5 mm.

A maioria dos motores modificados de 4 a 6 cilindros têm levantes entre 9,5 mm e 14,0 mm. O grandes motores V8s tem na média, levantes entre 11,5 a 16,5 mm. Como essas informações foram retiradas de livro estrangeiro, infelizmente as medidas de válvulas citadas não abordam todo o universo brasileiro de diâmetro de válvulas, mas para as medidas que estão fora das relacionadas acima, podemos ter uma idéia de qual levante usar.

No começo, minha mãe disse que quanto maior o levante, melhor em alta rotação. É verdade? Sim, mas tem seus limites. Quanto maior o levante, melhor o enchimento dos cilindros, no entanto, se o levante for maior do que deveria ser, começa ocorrer perdas de fluxo, pois ocorre um descolamento do fluxo de ar da superfície da válvula, e quando ocorre esse descolamento, é gerado mais turbulência e menos enchimento do cilindro, portanto existe um ponto de levante máximo que começa a nivelar o fluxo e não adianta passar deste ponto.

O que dissemos até agora, se trata do levante das válvulas de admissão! E as de exaustão? Bom, essas não tem problemas com deslocamento de fluxo, então o levante pode ser mais alto na exaustão e com isso utilizar válvulas de exaustão menores. Um exemplo, o comando original GM família 1, roletado, tem levante de exaustão um pouco maior que o de admissão.

Como disse acima, tudo pode ser calculado, mas são cálculos complexos, caso prefiram trabalhar com uma aproximação, os limites máximos para levantes são calculados baseados no diâmetro do cilindro, assim temos:

1. Admissão: 15% do Diâmetro do Cilindro
2. Exaustão: 20% do Diâmetro do Cilindro

Até agora, falamos de levantes máximos, mas é bom saber o porquê de existir também o levante mínimo como mostrado lá em cima. Levantes da válvula de admissão, diâmetro da válvula de admissão e duração da admissão influenciam diretamente na velocidade do fluxo admitido no cilindro. Quanto maiores forem o levante, o diâmetro da válvula e a duração, melhor o enchimento em altas rotações, mas também causa perdas em baixas rotações devido a diminuição da velocidade do fluxo. Quanto menores forem o levante, o diâmetro da válvula e a duração, maior será a velocidade do fluxo e ai que está o limite, a velocidade do fluxo não pode atingir a velocidade do som, que é de mais ou menos 1.235 km/h no ambiente ar e varia conforme temperatura também. Quando a velocidade do fluxo atinge a velocidade do som, ela sofre as consequências geradas pela compressão das ondas de pressão sonoras, que formam a chamada "Barreira" do som, além das ondas de choque. 

Quando se fala em levante, todos analisam somente o levante máximo, mas vale lembrar que quanto maior o levante máximo, mais rápido é a abertura das válvulas e maior é o atraso para fechar, assim o tempo em que a válvula fica aberta é maior, portanto, melhor o enchimento também nos levantes intermediários, confira no gráfico abaixo a comparação entre dois comandos iguais com levantes diferentes:

Bom, pessoal, está ai mais um capítulo a respeito de comandos. Já se foram 5 capítulos e preciso de pelo menos mais 2 para dar uma idéia legal de tudo que envolve o assunto. Os próximos serão a respeito de rampas de aceleração e comandos específicos para carros turbos. Caso alguém sinta falta de algo específico, sinta-se a vontade em solicitar um estudo.

Um grande abraço.

.........................................................................Comandos (parte 4).............................................................................

Falamos no post de matéria técnica anterior sobre Overlap e falar de Overlap e não falar de Lobe Center, deixa o assunto todo incompleto, assim como o Opala 4 cilindros! Brincadeira! Mas que faz falta, faz! :)  Então, vamos começar por algumas definições que nos podem trazer algumas confusões, como Lober Center X Lobe Centerline.  

Lobe Centerline (LCA) é a linha imaginária que corta o eixo do came em duas partes passando pelo centro do lóbulo ou came e pelo ponto de levante máximo do came como pode ser visualisada na figura abaixo. Portanto, existe um lobe centerline para o came de admissão e um para o de exaustão. O Lobe Centerline representa o ponto de levante máximo do comando após o PMS medidos em graus do virabrequim.

O Lobe Center ou Lobe Separation Angle (LSA) ou, ainda, Lobe Displacement Angle é exatamente o ângulo definido entre o lobe centerline do came de admissão e o de exaustão. O mesmo é medido em graus do comando e não do virabrequim.

Beleza! Definição, OK! Mas e ai? Para que serve esse Lobe Center? Influencia em que? "Em todo fórum que leio dizem para eu pegar sempre um comando com lobe center mais baixo! E eu sempre faço!" Mas, Por Que nunca ninguém pergunta o Porquê, geralmente querem saber o Qual, mas o Porquê, ninguém pergunta! Por Quê? Porque falta curiosidade! Chega de brincar com os Porquês!

O mais importante que devemos saber é que: o Lobe Center é uma característica do comando que permite alterar o Overlap SEM alterar a Duração. Lembram do que foi dito no post do Overlap (releia-oaqui).

Então:

1. Aumentar o Lobe Center, Diminui o Overlap e Mantém a Duração - Melhor Torque em Baixas Rotações.
2. Dimuir o Lobe Center, Aumenta o Overlap e Mantém a Duração - Mais Potência em Altas Rotações.

Ou seja, a variação do Lobe Center é um índice de variação do Overlap. 

Vamos brincar com alguns números. Queremos um comando simétrico com duração de anúncio de aproximadamente 270°. Escolhemos uma graduação baixa, pois queremos um carro com lenta estável e com potência/torque disponível a partir dos 1200/1500 rpm, ou seja, um carro forte para rua sem exageros, então, olhando para as faixas de overlap abaixo, devemos ficar na faixa 2.

1. Rua - Máximo Torque em Baixa Rotação - Ex.: Comando da Silverado 4.1 6 cil a gasolina.
2. Rua - Aplicação Normal, com foco em potência - Ex.: Comando do meu Opala - Comp Cams 268
3. Rua - Alta Potência - Ex.: Comando Opala Isky 278 - 525-B
4. Rua/Pista - Alta Potência e Torque em baixa prejudicado - Ex.: Comando Opala Isky 298 - 595A
5. Pista - Alta Potência e Torque em rotações intermediárias - Ex.: Comandos para Circuito
6. Pista Extremo - Máximo de Potência e marcha-lenta e faixa de baixos RPM não existentes - Ex.: Comando para Arrancada

Bom, então podemos variar entre 30° e 60° de overlap. Como as válvulas de admissão e escape são originais, posso abusar um pouco do overlap. Mas, meu coletor de escape é original, então é melhor ficar com um overlap intermediário, algo próximo de 45°. Então, vamos brincar de estimar Lobe Center, lembre-se que temos a equação que relaciona os três parâmetros dados no post anterior.

O resultado da equação nos retorna um valor de lobe center de 112,5°. Como prefiro mais potência em alta rotação, vamos arredondar para 112°. Então, com os dados em mãos ou mandamos fazer um comando com as nossas especificações ou procuramos um que já exista no mercado. Fiz a última e encontrei o Comp Cams 268° com 110° de Lobe Center, onde temos 48° de overlap. Fechou, inclinou um pouco mais para o lado das altas rotações, perfeito! Você pode estar-se perguntando, mas 2,5° de lobe center entre o teórico e o escolhido é muita coisa, mas como disse anteriormente, o lobe center é um variador do overlap, o overlap é o que buscamos e o mesmo ficou bem próximo do desejado. 

Algumas atenções devem se voltar para os extremos ou exageros. Podemos fazer um comando com durações de 270° e 70° de overlap, basta reduzir o lobe center para 100°, mas por quê não fazer isso?Porque a redução do lobe center também causa o fechamento mais cedo das válvulas de admissão e isso prejudica o ganho de potência em altas rotações. Ou seja, existem limites!

Variações de avançar e atrasar o comando influencia no lobe center?

1. Se o comando é único para admissão e exaustão, a resposta é não. O Lobe Center continua o mesmo, porém o Lobe Centerline modifica. Por exemplo, usando um comando de durações 270° e lobe center 112°, no ponto zero do comando, temos o LCA da admissão e exaustão iguais a 112°, mas se avançamos por exemplo, 5°, teremos o LCA da admissão com valor de 107° e o da exaustão de 117°, mas o Lobe Center permanece o mesmo, 112°, até mesmo pela definição, você já poderia ter a resposta. Mas então, não tem vantagem alguma? Tem sim, você altera os ângulos de aberturas e fechamentos das válvulas, tudo detalhado no post 2
2. Se for utilizado um comando para admissão e outro para exaustão, como os GM 2.0 16 v, então a resposta é sim. Agora basta você escolher o overlap desejado e alterar o lobe center, adiantando ou atrasando os comandos.

Eita assuntinho complicado esse tal de comando hein! 

Abraços.

.........................................................................Comandos (parte 3).............................................................................

Existe, nos EUA e alguns outros países, um nova corrente de idéias pregando que as características do comando OVERLAP e LOBE CENTER são os fatores mais importantes e que são estes que realmente determinam a potência e torque máximo. Estes passam a ser o ponto de partida na escolha do comando. A minha opnião a respeito eu deixo para o fim do post. Ao invés de dizer, "meu Opala tem um comando Isky 298°", agora diria " meu Opala tem um comando Isky com 86° de Overlap e 106° de lobe center". Seria um choque cultural. Mas, e se for o correto?

Considerações Iniciais:

• Vamos considerar para este tema somente motores aspirados. Qualquer pressão postiva na admissão influencia na escolha do Overlap. Comandos para turbos tem que ser tratados separadamentes.
• Consideramos as medidas de Overlap para as durações de anúncio, ou seja, durações medidas  com o lift próximo de zero, usualmente, tem-se utilizado 0,006 pol.

Bom, antes vamos abordar o básico e começemos pelo Overlap. Overlap é o mesmo que Cruzamento de Válvulas que podemos definir como o número, expresso em graus, que determina a duração na qual as válvulas de admissão e exaustão estão abertas simultaneamente. Neste ponto, as válvulas de exaustão estão se fechando e as de admissão estão se abrindo, portanto estamos no tempo de admissão dos motores 4 tempos, ciclo Otto.

Formulando, o Overlap seria: Ângulo de Abertura das Válvulas de Admissão (AA) + Ângulo de Fechamento das Válvulas de Exaustão (FE), resumindo seria o somatório dos angulos AA e FE, já ditos em post anteriores. Olhando a figura que espressa o diagrama de fases fica até ridículo de entender de tão simples que é:

Portanto, o Overlap do comando acima é 25° + 25°, resultando em 50°.

Outra forma de determinar o Overlap de um comando é utilizando a seguinte equação:

Dando vida à equação:

Comando Iskenderian, modelo 525-B para Opala 6 cilindros

• Duração Admissão = 278°
• Duração Exaustão = 278°
• Lobe Center = 109°

Overlap = 2 X {[(278+278)/4]-109} ----------------------------> Overlap = 60°

Pode-se perceber que todas as 4 informações estão amarradas umas as outras.

O Overlap existe por dois motivos:

1. Por necessidade - as aberturas de válvulas precisam abrir antes do PMS e PMI e os fechamentos de válvulas precisam fechar após o PMS e PMI, por questões de eficiência volumétrica.
2. Para aumentar a eficiência volumética em altas rotações - em altas rotações, a velocidade dos gases são altas, quando as válvulas de admissão e exaustão estão abertas é o momento do fim do tempo exaustão do ciclo, ou seja os gases queimados na câmara de combustão estão sendo empurrados e ao mesmo tempo "fugindo" pela diferença de pressão interna/externa, resumindo os gases estão saindo do cilindro e antes do cilindro atingir o PMS, as válvulas de admissão já estão abrindo, inciando o tempo de admissão. Os gases queimados saindo em alta velocidade cria uma depressão no cilindro que faz com que se admita mais mistura nova no cilindro e auxilie na limpeza dos gases queimados. Quanto mais alta a rotação, maior são as velocidades dos gases queimados, maior é a depressão criada e maior é admissão de nova mistura, até um certo limite obviamente.

Quais são as consequências da variação do Overlap?

Aumentando o Overlap, temos um aumento do tempo que ambas as válvulas ficam abertas simultaneamente, portanto temos uma maior eficiência em rotações ainda mais altas, assim sendo, quanto mais você pretende que o motor gire COM POTÊNCIA, você vai precisar de um comando com maior overlap.

E como efeito negativo, em marcha-lenta ou baixa rotações, o tempo com as válvulas de exaustão e admissão abertas é muito grande e a baixa velocidade dos gases não permite criar uma grande inércia do fluxo da mistura ar+combustível e dos gases queimados, com isso os gases de exaustão acabam por invadir o coletor de admissão e diluir a mistura nova que está entrando no cilindro. O resultado disso é que criamos um vácuo irregular, então nem temos uma limpeza adequada do cilindro, nem temos uma boa eficiência volumétrica e preenchemos o cilindro com uma mistura ar+combustível diluídos pelos gases de exaustão. Resumindo, criamos o efeito de marcha-lenta irregular e perda de torque em baixa rotação. Quanto maior o Overlap, mais críticos são esses efeitos.  

Essa figura abaixo faz uma relação de Overlap com objetivo específico de cada veículo:

Onde as faixas de Overlap indicam o seguinte:

1. Rua - Máximo Torque em Baixa Rotação - Ex.: Comando da Silverado 4.1 6 cil a gasolina.
2. Rua - Aplicação Normal, com foco em potência - Ex.: Comando do meu Opala - Comp Cams 268
3. Rua - Alta Potência - Ex.: Comando Opala Isky 278 - 525-B
4. Rua/Pista - Alta Potência e Torque em baixa prejudicado - Ex.: Comando Opala Isky 298 - 595A
5. Pista - Alta Potência e Torque em rotações intermediárias - Ex.: Comandos para Circuito
6. Pista Extremo - Máximo de Potência e marcha-lenta e faixa de baixos RPM não existentes - Ex.: Comando para Arrancada

Como definir quanto de overlap precisamos?

Exatamente, não seria possível sem alguns experimentos. Entretanto, podemos nos basear naquelas faixas que estabelecem um objetivo específico do motor apresentado acima e aliá-los, ainda, à mais dois conceitos, são eles:

1. Quanto menor forem as válvulas para um mesmo cilindro, maior o Overlap podemos usar.Com válvulas menores temos uma menor área de admissão e exaustão, então para compensar podemos usar um tempo maior de exposição das válvulas abertas, ou seja, maior Overlap. Exemplificando, queremos que o corsa 1.6 mpfi seja uma carro de alta potência para uso na rua e em pista, então temos a faixa de Overlap entre 70 e 90° para optar. O cabeçote dos corsas 1.6 mpfi, possuem válvulas 38x31mm, caso modificarmos o cabeçote e colocarmos valvulas 40x33mm, devemos optar por um Overlap mais inclinado aos 70°, caso mantenhamos  as válvulas originais, devemos optar por um Overlap mais inclinado aos 90°.
2. Quanto menor o backpressure da exaustão, maior o Overlap que podemos utilizar.Exemplificando, para os Opalas 6 cilindros, temos em geral coletores com primários de 41 mm e 44 mm, se optamos pelos 41 mm, teremos um backpressure maior, portanto, devemos optar por menos Overlap.

Com isso conseguimos estreitar a faixa de opções e chegar a um Overlap próximo do ideal.

Minha idéia era já entrar no assunto Lobe Center neste post para complementar todo esse conceito, mas como é sabido que quanto maior o post maior a chance de abandono, melhor ficar para o próximo.

No início do post fiquei de expressar minha opnião quanto a considerar o Overlap e o Lobe Center como a característica mais importante do comando. Ao meu ver, este é somente um caminho diferente para chegar no mesmo resultado, tendo os dados de Overlap e Lobe Center, você determina a Duração e tendo a Duração e o Lobe center, você determina o Overlap. A diferenciação estará no grau de dificuldade de determinar qual o Overlap ideal ou qual a Duração ideal. Para chegar no resultado ideal, no comando adequado, você terá que analisar todos estes três parâmetros em conjunto, além de outros parâmetros que serão mostrados no futuro, enfim, o melhor caminho será aquele que voce analisará todos os parâmetros existentes encaixando-os no perfil desejado do seu veículo.

Abraços.

...........................................................................Comandos (Parte 1)...........................................................................

No período em que estava escolhendo qual comando de válvulas comprar para meu Opala 4.1, estava comparando as especificações de um Comp Cams 268 e um Crower 272/276. Vou acreditar que todos já tenham o conhecimento que o 268 e o 272/276 são números relativos a duração da abertura de válvulas do comando medidos em graus no virabrequim. Sendo assim, qual deles tem maior duração? O Crower, correto? Não dessa vez.

Checando as especificações de cada um, o Comp Cams tem 218° a 0,05" de levante da válvula, enquanto o Crower tem 210°/212° na mesma referência. Portanto, o Comp Cams tem maior duração quando medido na mesma referência de 0,05" de levante. E por quê então os números 268, 272, 276? Eu os considero somente números "comerciais" ou "marketing", medidos provavelmente no início da abertura da válvulas que pode ser em qualquer ponto e não permite fazer nenhum tipo de comparação. Então, já fica a primeira dica, sempre busque informações da duração do comando na referência de 0,05" de levante, que já é quase um padrão mundial. No Brasil, tem que tomar mais cuidado e solicitar os dados direto dos fabricantes, pois, em geral, não existe esse dados disponíveis no catálogo. Por quê? Não sei.

A maioria do pessoal que está iniciando nessa área de preparação ainda só analisa a duração do comando sem levar em consideração a referência de levante, uma outra parte, analisa também o levante máximo da válvula. Mas ainda existem outros parâmetros a serem analisados e que devem ser solicitados dos fabricantes, então vamos enumerá-los:

1. Duração no mesmo levante de referência;
2. Diagrama de fases;
3. Levante de válvulas;
4. Lobe Center;
5. Cruzamento de Valvulas;
6. Rampa de Aceleração;

Já que iniciamos o post falando sobre duração de comandos de válvulas, vamos estender um pouco mais esse assunto. Todo comando é projetado para uma determinada faixa de rotação do motor e a eficacidade da duração do comando é quase sempre determinada pelo design e eficiência volumétrica do cabeçote. Isso quer dizer que dependendo de qual motor seja o seu, existe um limite de duração que deve ser respeitado para maior eficiência, com exceção de alguns tipos de competição onde é possível trabalhar somente naquela estreita faixa de rotação eficaz.

As durações que serão citadas daqui para frente se referem a um levante de válvula de 0,001 pol. E  todas as faixas de rotações que serão citadas abaixo representam a maioria do motores, obviamente existem exceções que atingem patamares ainda superiores.

Motores que utilizam Varetas para acionamento das válvulas

Opala SS - parachoquescromados.files.wordpress.com

A maioria desses motores "varetados" apresentam cabeçotes com design e eficiência volumétrica limitados. Por mais que se modifique o cabeçote original, a potência não virá acima e a máxima rotação com eficiência fica na faixa de 7.000 a 7.200 RPM. Obviamente, esses motores podem girar mais, mas com decréscimo de potência. 

As faixas de rotação eficientes para cada duração de comando:

270° - 1000 a 5500 RPM

280° - 1500 a 6500 RPM

285° - 2000 a 6750 RPM

290° - 2500 a 7000 RPM

295° - 3500 a 7100 RPM

300° - 4000 a 7200 RPM

Motores com um único comando no cabeçote

Gol GTS - pequenasnotaveis.net

Estes motores não diferem muito dos motores "varetados" e tem a máxima eficiência volumétrica, com

retrabalho de cabeçote, e  rotação de potência máxima na faixa de 7000 a 7200 RPM. Da mesma maneira, esses motores podem girar mais, mas com queda de potência.

As faixas de rotação eficientes para cada duração de comando:

270° - 1000 a 6000 RPM

280° - 2500 a 6400 RPM

290° - 3000 a 6800 RPM

300° - 4000 a 7000 RPM

310° - 5000 a 7200 RPM

Motores com dois comandos no cabeçote e 2 válvulas por cilindro

Tempra Ouro (2.0 8V) - folhacar.com.br

Estes motores são muito eficientes. A eficiência volumetrica desses motores podem trazer a potência máxima para até 9750 RPM, desde que o cabeçote seja extremamente modificado.

As faixas de rotação eficientes para cada duração de comando:

270° - 1500 a 6000 RPM

280° - 2500 a 7000 RPM

290° - 3500 a 8000 RPM

300° - 4500 a 9000 RPM

Os cabeçotes originais destes motores costumam ser bem conservadores, já que são eficientes por natureza e podem gerar uma potência razoável, então os fabricantes fazem os cabeçotes assim visando uma boa economia de combustível.

Motores com dois comandos no cabeçote e 4/5 válvulas por cilindro

Vectra 2.0 16V - www.vectraclube.com.br

Estes motores, em questão de eficiência volumétrica em altas rotações, são imbatíveis. Com modificações no cabeçote podem atingir potência máxima em até 12.000 RPM, rotações desse nível são extremamente raros de se ver já que os esforços mecânicos dos componentes do motor são muito altos.

As faixas de rotação eficientes para cada duração de comando:

270° - 1500 a 7000 RPM

280° - 2500 a 8000 RPM

290° - 3500 a 9000 RPM

300° - 4500 a 10000 RPM

Podemos fazer um resumo do que se espera de cada comando, olhando pelo lado da duração:

270°

São comandos medianos e apresentam duração levemente superior aos comandos originais (em alguns caso não), mas nem por isso podem ser excluídos do seu leque de opções, pois comandos específicos para preparação geralmente possuem melhor rampa de aceleração que permitem que as válvulas fiquem abertas por mais tempo. Fornecem um marcha-lenta regular e são recomendados para todos tipos de uso em que se deseja manter um bom consumo de combustível e nível de emissão de poluentes aceitável.

280°

Ainda é considerado uma duração mediana. Já exige um preparação leve no cabeçote para acentuar o custo/benefício. Ainda mantém uma marcha-lenta quase regular.

290°

O retrabalho do cabeçote é peça fundamental a partir desta duração. Um cabeçote original com comados nesta duração são raramente eficientes. Ou seja, a eficiência volumétrica do cabeçote é item limitador a partir daqui. Esses comandos são utilizados quando ainda se deseja um boa potência em médias rotações. A marcha-lenta já deixa de ser lisa.

300°

O cruzamento de válvulas (overlap) começa a aumentar muito prejudicando a marcha-lenta, que começa a ficar bem irregular. São comandos para competição, inviáveis para rua. A maioria dos motores de duas válvulas por cilindro tem eficiência volumétrica bem limitada e esses comando podem se tornar um problema, já que pouco ganho se pode ter em potência em alta rotação e grandes perdas nas baixas e médias rotações. O motor começa a ficar com uma faixa muito estreita de eficiência.

310° ou Mais

Para muitos motores este tipo de comando representa o máximo que eles podem responder e podem ser considerados de uso de competição somente. Comandos com duração ainda mais elevada podem ser utilizados, mas na maioria dos casos os motores não produzem mais potência e sua produção começa mais tarde, só estreitando a faixa útil de potência. Marcha-lenta e torque em baixa rotação "não existem". A duração máxima absoluta para comandos é 340°.

Neste post, falamos somente da duração de comandos. Todo assunto que envolve comando é muito complexo e para poder expor tudo que tenho em mente, vamos precisar de mais post a respeito.

fonte  sparta epa       http://spartaepa.blogspot.com.br/