Potência X Torque

Durante os anos em que fomos à escola, muitos de nós frequentemente perguntaram (especialmente aqueles que não gostavam de Física) o porquê de se aprender ou decorar fórmulas como as de potência e de torque. Na prática e para a grande maioria das pessoas, realmente não há utilidade, porém mesmo que você não seja um engenheiro projetista de automóveis, toda vez que você acelera seu carro, estes entre outros conceitos estão atuando e se revertendo em maior ou menor desempenho.

Você que tem o hábito de avaliar especificações técnicas de carros e seus motores, já deve ter notado que em geral os motores a gasolina produzem mais potência do que motores diesel que tenham o mesmo deslocamento. Em contrapartida os motores diesel produzem mais torque, particularmente em regimes de rotação bem inferiores. Por que isto acontece?

Para podermos responder a esta pergunta, precisamos inicialmente lembrar de alguns conceitos e como o torque e a potência se relacionam e produzem o desempenho que se quer alcançar, seja em um motor diesel ou gasolina. Perdão aos puristas da Física, mas para que o assunto não seja um retorno a sala de aula e nem demasiadamente tedioso, seremos apenas superficiais.

Quando se quer aplicar a um parafuso ou porca uma força maior, seja para apertá-lo ou para soltá-lo, normalmente usam-se ferramentas de cabos mais longos ou uma alavanca maior, correto? Pois então, toda vez que você faz isto ou vê alguém fazendo (por exemplo, o borracheiro ao soltar uma parafuso de roda) está se empregando o princípio do torque. Ou seja, torque é a força aplicada em um braço ou alavanca, que irá produzir no ponto de atuação (porca, parafuso, eixo, etc) uma força multiplicada pelo comprimento do braço, como a própria unidade faz supor:

Kgfm = (Kilograma-força X Metro)

A justificativa desta explicação, fica justamente por conta do comprimento das bielas e dos braços do eixo do virabrequim (eixo de manivelas) nos motores diesel. Tais motores em caminhões e ônibus e até mesmo em veículos menores, são geralmente grandes entre outras razões, por contarem com longas bielas e manivelas do virabrequim, a fim de produzirem níveis elevados de torque.

É justamente este torque que vai fazer com que um caminhão arranque em uma subida carregado e daí porque ele tem que estar presente já a partir de baixas rotações do motor. Se como nos motores a gasolina ele surgisse em regimes de rotações mais elevadas, certamente não haveria força suficiente para entrar em movimento.

Naturalmente, os níveis mais baixos de rotação de um motor diesel, não dependem só disso, como também de características químicas e físicas do próprio combustível, tais como poder de detonação, compressão, energia, entre outras. Imagine também a vibração e o desequilíbrio dinâmico produzidos por grandes bielas e manivelas, assim como longos cursos de pistão, funcionando a 6000 ou 7000 rotações por minuto, ou a mais de 15000, como acontece em motores de Fórmula 1!

Já a potência pode ser definida como sendo a força aplicada sobre um corpo, para deslocá-lo uma certa distância em um determinado intervalo de tempo. Calma, tentaremos explicar-lhe melhor. James Watt foi um engenheiro que celebrizou-se por seu trabalho a respeito e foi o criador dos termos Watt (como seria de se imaginar!) e hp (Horse Power). Em avaliações que ele realizou junto aos cavalos que retiravam carvão das minas, Watt concluiu que em média, cada cavalos era capaz de içar dos fundos das minas, cerca de 330 libras (149.7 kg) de carvão, por uma distância de 100 pés (30.48 metros) em um intervalo de 1 minuto, ou seja, 33000 lb.ft/min. Tal potência ficou conhecida e é utilizada até hoje, como sendo o equivalente a 1 hp.

Usando a explicação anterior podemos concluir de onde vem a potência do motor. A força aplicada por cada pistão (explosão), multiplicada pela distância do deslocamento (curso) provocado em um intervalo de tempo, produz a potência bruta do motor. Note que quanto mais rotações um motor realizar em um mesmo intervalo, mais potência ele irá produzir. Como potência é função da velocidade com que o motor trabalha, explica-se porque motores diesel produzem menos potência que motores a gasolina, equivalentes em deslocamento e porque a potência máxima “aparece” apenas próximo ao limite de rotações.

Assim, agora você já é capaz de entender porque em seu carro movido a gasolina (ou álcool) ou até mesmo em um diesel, é preciso esticar-se mais as marchas para obter-se melhor rendimento (aceleração) e porque com o motor em baixos regimes de rotação ele não tem “força” para subir uma ladeira carregado, por exemplo. Contudo, é importante salientar que cada vez mais esforços vem sendo empregados a fim de se conseguir motores que conciliem ambas as características, confirmadas pela nova geração de motores diesel que vem equipando muitos carros de passeio na Europa, com desempenho bem próximo dos movidos a gasolina.

Hoje é comum ouvirmos um barulho estranho e metálico vindo principalmente de carros dotados de injeção eletrônica, acentuando-se quando esses veículos estão numa subida ou carregados. A origem disto?

Bem, existem algumas diferentes causas para o mesmo problema, surgindo quando uma explosão ocorre de forma desordenada no interior do cilindro, devido a existência de duas ou mais frentes de chamas:

  • Detonação: A detonação pode ser definida com uma combustão proveniente da reação rápida e espontânea de uma parte da mistura ar/combustível, quando esta é submetida a pressões e temperaturas crescentes originadas da combustão normal. A mistura é ignizada pela centelha da vela e a combustão se processa normalmente até que a frente de chama avançando superaquece – por compressão e radiação – os gases ainda não queimados. Surge então uma chama não controlada, que pode provocar algo semelhante a uma explosão na câmara. Esta frente de chama secundária, avança com velocidade supersônica até colidir com a frente original, criando o ruído característico de “batida” e que ressoa sobre as paredes e a superfície da câmara. A detonação cria uma explosão com pressão e velocidades violentas dentro da câmara, como o motor não pode efetivamente utilizar esta energia, ela é dissipada na forma de calor e vibrações de alta freqüência, que podem exercer esforços sobre os pistões e anéis além dos seus limites de resistência mecânica. Os topos dos pistões são perfurados, as cabeças sofrem erosão, regiões dos anéis são fraturadas e os próprios anéis quebrados, tudo isto devido a esta energia não utilizada.

  • Pré-Ignição: A pré-ignição provoca a queima da mistura antes do tempo normal de combustão (muito cedo), ao contrário da detonação que a atrasa. A pré-ignição ocorre quando a mistura ar/combustível é queimada por uma fonte não controlada antes de ser ignizada pela faísca da vela. A pré-ignição pode destruir um motor em minutos. Ela provoca uma reação muito rápida da mistura ar/combustível porque ela cria duas frentes de chama sendo queimadas simultaneamente. Isto gera altas temperaturas, às vezes acima de 2200º, e ao mesmo tempo, as pressões de pico são aproximadamente o dobro (cerca de 8200 kPa contra 4100 kPa) das pressões de combustão normal. O instante destas pressões de pico agrava ainda mais o problema. Como a mistura foi queimada prematuramente, a pressão de pico é normalmente atingida um pouco antes do P.M.S. (Ponto Morto Superior). Isto deixa menos espaço para os gases em combustão, o que aumenta as pressões de pico. Entretanto, o pistão está sendo forçado para cima contra uma chama do tipo “maçarico” e, embora o pistão esteja próximo do P.M.S., as paredes do cilindro ficam pouco expostas, havendo assim uma área menor da sua superfície para a troca de calor. À medida que a temperatura das peças se eleva, a pré-ignição começa a ocorrer cada vez mais cedo no ciclo, adiantando-se à faísca da vela e diminuindo a potência do motor.

Tudo isto significa que uma ou mais das seguintes situações pode estar ocorrendo:

  • taxa de compressão elevada

  • ponto de ignição das velas adiantado

  • má regulagem da mistura de ar/combustível

  • combustível de baixa octanagem

  • depósitos de carvão que permanecem incandescentes nos pistões ou cabeçote

  • velas de tipo excessivamente quente para o motor

  • carga excessiva do motor

Caso o motor continue rodando por muito tempo nessas condições, corre-se o risco de causar sérios danos ao motor, como cabeçote, velas e pistões. Esses componentes não foram fabricados para suportar explosões tão fortes e irregulares. Se você estiver ouvindo um barulho estranho – como o descrito aqui – vindo do motor, principalmente em subidas, leve seu veículo a um bom mecânico para descobrir a causa do problema.

Motor Ciclo Mecânico a 4 Tempos

Um motor de combustão nada mais é do que uma máquina, capaz de transformar a energia química do combustível em calor e, esse calor em movimento.

Os motores podem trabalhar segundo dois ciclos: Ciclos mecânicos e ciclos térmicos.

Ciclos mecânicos: Podem ser de dois ou quatro tempos, onde, cada tempo equivale a meia volta da árvore de manivelas ou 180 graus de giro. Nos ciclos mecânicos são estudados os movimentos mecânicos das peças móveis do motor e seu posicionamento, como: válvulas de admissão e escape, árvore de manivelas e os êmbolos (pistões).

Ciclos térmicos: É divido em seis fases ou tempos. Leva em consideração o estudo da transformação da energia química em calor e sua preparação. Neste ciclo, não importa em que posição as peças móveis se encontram, apenas, como é desenvolvido a preparação, queima e eliminação dos gases de combustão. Falaremos neste assunto numa próxima oportunidade.

Veremos nesta matéria o funcionamento dos ciclos mecânicos a quatro tempos.

Neste motor, há peças fixas (cabeçote, bloco de cilindros, cilindros, carter, etc) e peças móveis (pistão, biela, árvore de manivelas) além do mecanismo de distribuição mecânica (árvore de comando, válvulas, etc).

 

Pistões: Exercem o movimento de subida e descida dentro dos cilindros do motor. Cada movimento do pistão é denominado curso. Os pontos extremos (alto e baixo) são chamados de PMS (Ponto Morto Superior) e PMI (Ponto Morto Inferior).

Árvore de manivelas: Também chamado de virabrequim ou girabrequim, tem por função, transformar os movimentos alternados dos pistões em movimentos circulares contínuos.

A haste de ligação entre o pistão e a árvore de manivelas é chamada de biela.

 

 

Os pistões trabalham dentro dos cilindros, que na maior parte dos motores estão alojados em um bloco, denominado “bloco de cilindros”.

Na parte superior do motor (no cabeçote) encontram-se as válvulas de

admissão e de escape. Num motor a quatro tempos, há no mínimo duas válvulas por cilindro. Neste caso, um motor de quatro cilindros possui oito válvulas.

A válvula de admissão está interligada ao coletor de admissão, que por sua vez, aloja o carburador ou corpo de borboleta (sistema de injeção eletrônica).

A válvula de escape está interligada ao coletor de escape e ao escapamento.

 

Resumindo:
1 tempo = 1 curso do pistão = 1/2 volta da árvore de manivelas ou 180 graus de giro.

Portanto:
4 tempos = 4 cursos do pistão = 2 voltas da árvore de manivelas ou 720 graus de giro

Como podemos observar, para que sejam efetuados os quatro tempos do motor, são necessários duas voltas da árvore de manivelas e quatro cursos do pistão.

Durante o funcionamento, o motor exerce quatro funções importantíssimas que são: admissão, compressão, explosão e escape. Coincidentemente, como temos quatro tempos e quatro funções, cada uma dessas funções caiu num tempo, ou seja, admissão no primeiro tempo, compressão no segundo tempo, explosão no terceiro tempo e escape no quarto tempo.

:: Primeiro tempo – admissão

O pistão, partindo do PMS para o PMI (movimento descendente) provoca uma queda de pressão no cilindro, o que provoca a aspiração dos gases de admissão.

Para que a admissão possa ser realizada, a válvula de admissão deve estar aberta e a de escape fechada.

Na figura ao lado, temos o ar penetrando pelo coletor e a válvula de injeção pulverizando o combustível na massa de ar.

 

A válvula de admissão permanece aberta durante todo o curso de descido do pistão. Quanto o pistão atingir o PMI, foi realizado um curso e meia volta da árvore de manivelas, ou seja, um tempo.

:: Segundo tempo – compressão

No segundo tempo, o pistão partirá do PMI para o PMS (movimento ascendente). A válvula de admissão e de escape ficarão fechadas. Com isso a mistura ar e combustível não tem como escapar do cilindro, sendo comprimidos pelo pistão.

Para um motor a gasolina, essa compressão poderá ser de 8 a 10 vezes maior que o seu volume na admissão, ou seja, será fortemente comprimido na câmara de explosão.

 

 

:: Terceiro tempo – explosão

No final do segundo tempo, através do sistema de ignição, é produzido uma centelha elétrica (faísca) nos eletrodos da vela. Com isso, iniciará o processo de inflamação dos gases.

Com a inflamação ocorrerá o aumente de temperatura e a dilatação dos gases. A pressão subirá rapidamente o que provocará a impulsão do pistão novamente para o PMI.

Durante todo o tempo de explosão, as duas válvulas se manterão fechadas.

O terceiro tempo também pode ser chamado de tempo motor, pois, é o único que realiza trabalho.

:: Quarto tempo – escape

Ao atingir o PMI, a válvula de escape começará a abrir-se e o pistão voltará para o PMS. Com isso, os gases queimados poderão sair para fora do cilindro, sendo capturados pelo coletor de escape.

No quarto tempo, somente a válvula de escape ficará aberta.

Quando o pistão atingir o PMS, a válvula de escape estará fechada e a de admissão iniciará sua abertura. Começa tudo de novo.

 

A partir daí o que ocorre é uma repetição, por isso, damos o nome de ciclo.

Manutenção do Filtro de Ar

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Como Instalar o Filtro de Ar Esportivo

Sabe aqueles serviços que geralmente você paga na oficina mecânica ? Troca do filtro de óleo, filtro de ar, troca de óleo, troca das velas, em geral os serviços básicos…


Geralmente o pessoal paga, e é uma grana que pode ser gasta com outros serviços, ou até mesmo em novas peças…


Então essa seção veio para poder ajudar o pessoal a economizar mais algum troco…

Vamos começar com um serviço que, todos sabem fazer, mas para quem não sabe, aqui vai a oportunidade…

OBSERVAÇÃO IMPORTANTE :
Não utilize ferramentas caseiras (Garfo, colher, faca) para realizar os serviços, sempre use ferramentas profissionais (Chave de fenda, alicate…)

O material que vamos precisar, uma chave de fenda, alicate, e o filtro de ar esportivo, de preferência o K&N

Ferramentas Necessárias :


– Chave de fenda e/ou Philips;
– Alicate.

Primeira coisa, vamos começar a desmontar as conexões que prendem o filtro de ar original a caixa preta, onde se localiza o filtro.

Em alguns carros para se retirar a caixa basta soltar essa meio que anel, em outros casos é apenas uma cinta normal presa com parafuso.

Depois de solto o anel que prende a mangueira de admissão a caixa, solte os lacres que prendem o filtro de ar dentro da caixa.

Feito isso, retiramos a tampa preta da caixa, e o filtro de ar.

Uma ultima olhada no sistema de admissão original.

E terminamos a primeira parte do serviço retirando a caixa, para soltar ela, basta soltar um parafuso que fica geralmente prendendo ela, na lataria do carro (logo ao lado do lugar onde se coloca o fluido de freio). Tirando esse parafuso basta puxar a caixa, embaixo ela é presa mas apenas no sistema de “Encaixe”.

Agora vamos colocar o filtro de ar esportivo (K&N) em alguns carros a mangueira de admissão é dura, logo não precisa de nenhum sistema de cano para ligar o filtro à mangueira de admissão.

Nesse caso em que estamos ilustrando a matéria, você pode notar, que a pessoa está fazendo força para colocar a mangueira de admissão dentro do filtro de ar, o que você também vai fazer se reparar que a mangueira agüenta ser presa com o parafuso, sem deixar espaços abertos para entradas de ar.

Detalhe, o ar só pode entrar pelo filtro, se tiver algum espaço nas bordas entre o filtro de ar e a mangueira de admissão, o melhor é se comprar um pedaço de cano, pode ser de escape mesmo, e com ele você vai fazer a conexão entre o filtro de ar, e a mangueira de admissão, com isso você vai melhorar ainda mais a entrada de ar no seu motor, deixando tudo a seu favor para ganhar um melhor desempenho.

Depois que a mangueira foi colocada dentro do filtro de ar, basta prender o filtro com uma cinta normal, e curtir o novo ronco que o carro vai ter, com esse trampo não significa necessariamente que você vai ganhar 10cv, apenas você está melhorando a admissão do seu carro, deixando ela mais livre, e claro que com isso vai estar melhorando o desempenho do seu motor.

Filtro de Ar Esportivo, Vale a Pena ?

Quando começaram a surgir os primeiros carros com injeção eletrônica, a maioria dos preparadores olhava para aquela caixa cheia de fios e chips, com um certo desdém. Enxergavam a novidade muito mais como um impedimento do que como um recurso para melhorar o desempenho de um motor.

Desde os primeiros Gols GTI, muita coisa mudou. Com a chegada dos importados, aos poucos a maioria dos preparadores foi se acostumando com a idéia de que injetados também podiam ter rendimento melhorado, e que o carburador, apesar de ser um velho conhecido, estava definitivamente passando o bastão para os cada vez mais sofisticados sistemas de injeção eletrônica.

Os carros mudaram, assim como a tecnologia e os equipamentos, mas os motivos que levam as pessoas a aumentar a performance de seus motores, continuam os mesmos. E nesse mundo moderno do plug and play, as alterações mais fáceis, rápidas e universais são a troca ou remapeamento do chip, e a troca da caixa de admissão original, por um sistema de alta performance baseado em um filtro de ar cônico ou cilíndrico de alta vazão.

São alterações periféricas, ou seja, não se mexe no motor propriamente dito, e mesmo assim, em conjunto, esses upgrades podem trazer um ganho de potência bastante razoável, principalmente em carros turbo comprimidos.

Além disso, também são facilmente reversíveis, e muitas vezes podem até ser reaproveitados em outro veículo.

Praticidade, confiabilidade, possibilidade de revenda tornaram a instalação de chips remapeados e filtros de ar esportivos as modificações mais populares do momento.

Para que serve um filtro esportivo?

Vamos nos concentrar nos filtros esportivos, e nos sistemas de admissão de ar. Mas para isso, é preciso que compreendamos algumas particularidades dos próprios motores à combustão interna: Nesse tipo de motor, o principal fator limitador de potência, é a restrição à entrada do ar nos cilindros. Como todos sabem, o motor é impulsionado pela queima da mistura comburente/combustível, ou seja ar/gasolina (ou ar/álcool, ar/metanol e assim por diante).


Motor equipado com filtro de ar esportivo.

Um fato interessante, é que a maioria dos sistemas de injeção eletrônica trabalha com uma margem de “folga”, ou seja, eles têm a capacidade de fornecer proporcionalmente mais combustível do que a quantidade máxima de ar que o motor (original) consegue admitir. Daí, rapidamente pode se concluir, que se você conseguir fazer com que o motor admita uma quantidade um pouco maior de ar, a injeção dará conta do recado mantendo a mistura correta, e o motor atingirá mais potência e torque, sem a necessidade de um remapeamento no chip, ou qualquer outro tipo de preparação.

A maneira mais fácil de se conseguir isso, seria eliminar o filtro de ar. Em teoria, funciona muito bem, contudo entre a teoria e a prática, existe a realidade de cada caso. E em alguns deles, existem problemas, principalmente relacionados com a temperatura do ar admitido, com sensores do sistema de injeção e sobretudo com a poeira, que não deve de maneira alguma ser admitida pelo motor, sob pena de sérios danos à sua conta bancária.

Mas em carros de rua, andar sem filtro de ar, causa uma infinidade de dores de cabeça. Em primeiro lugar, na maioria dos casos, não basta simplesmente retirar todo o sistema original, com caixa de ar e tudo, pois esses sistemas, muitas vezes são elaborados de modo a admitirem ar mais frio do que o do compartimento do motor, e eventualmente também são equipados com sensores, que se negligenciados, farão com que a injeção funcione de maneira incorreta, causando prejuízos ao rendimento.

Deixar todo o sistema de caixa de ar original, mas sem o elemento do filtro, seria uma idéia melhor, já que garantiria a captação de ar um pouco mais frio. Contudo, essa idéia também tem seus defeitos: As caixas de ar originais, são projetadas com prioridades diferentes das nossas, que queremos tirar a última gota de rendimento que nosso equipamento pode nos proporcionar.

Quando os projetistas criam um sistema de filtro de ar para uma montadora, eles têm diferentes aspectos a observar, como: Fácil acesso para a manutenção do filtro de ar, sistemas de redução de emissões de poluentes, temperatura correta para a maior durabilidade do motor, redução do ruído do sistema, custo das peças de fabricação e reposição, risco de “calço hidráulico” e assim por diante. A performance geralmente é relegada à segundo plano.

Além disso, sem o elemento do filtro, a restrição à entrada de ar diminui bastante, mas a proteção contra a entrada de partículas estranhas ao motor também. Rodar com um motor sem filtro de ar, é equivalente a submeter às partes internas a um intenso jato de areia. A durabilidade é bastante comprometida, assim como a confiabilidade.

Em caso de carros turbo comprimidos, os rotores do compressor são os primeiros a sofrerem, já que são peças delicadas, e que se movimentam à rotações muito altas. Andar com carro turbinado sem filtro de ar, é comprovadamente a maneira mais fácil de diminuir a vida útil da parte fria da turbina.

Em resumo, deixar a caixa de ar original, mas sem o elemento do filtro de ar, é mais eficiente do que simplesmente eliminar todo sistema, mas ainda assim, não é uma boa idéia, já que o sistema original é por vezes bastante restritivo, e você precisará lidar com as conseqüências da captação de poeira pelo seu motor, o que não é nada recomendável.

Uma outra solução ainda, seria usar filtros de ar esportivos, mas que se encaixam no local original (filtros tipo painel, para reposição original). Eles têm a vantagem de não precisarem ser trocados, apenas lavados, o que representa economia na manutenção e em alguns casos, até podem melhorar um pouco o fluxo de ar. Contudo, em geral não proporcionam grande aumento de rendimento, devido aos problemas relativos a caixa de ar original, já descritos anteriormente.

Agora que você já sabe que eliminar o filtro de ar do carro, mesmo que feito de uma maneira criteriosa, não é recomendável, é hora de partirmos para o que você pode fazer para melhorar seu motor, mas sem causar nenhum dano. O ideal é um novo sistema de admissão, que elimine a caixa e o filtro originais, trazendo melhor rendimento, mas sem perder a capacidade de filtragem.

Sistemas de Admissão de Ar Frio ou CAI (cold air intake):

As duas coisas mais importantes em um sistema de admissão de ar, é a temperatura do ar admitido, e a capacidade de fluxo do filtro e do próprio sistema. É levando isso em conta, que você precisa procurar soluções efetivas para otimizar o desempenho de seu carro. De nada adiantará um filtro importado, de primeira linha, mas mal instalado, com tubulações restritivas e captando ar quente.


Motor com Cold air Intake (CAI).

No que tange à temperatura do ar, quanto mais frio, mais denso, consequentemente maior a potência e o torque do motor. Assim, o ideal é que a tomada de ar esteja em algum local onde haja bastante ar frio, já que dentro do cofre do motor, as temperaturas podem ser muito altas, prejudicando o rendimento do carro.

Em relação ao fluxo, o ideal é que ele seja o mais livre possível, sem estrangulamentos, sanfonas ou obstáculos aerodinâmicos. Com poucas curvas, e de preferência com ângulos bem abertos. O ar deve fluir através de canos de grande diâmetro, tão curtos quanto possível.

Aí chegamos a um pequeno paradoxo: “Como vou ter um cano curto, se para pegar ar frio, existe uma distância considerável entre o corpo de borboletas e a frente do carro, onde está o ar em temperatura ambiente”?

Realmente, essa é uma pergunta pertinente. É difícil de se conciliar essas duas coisas, mas não impossível. Pode ser feito através de alterações como scoops, recortes no capô ou pára-lamas, reposicionamento de outras peças dentro do cofre e assim por diante. Entretanto, nem sempre as pessoas estão dispostas a dar uma “retalhada” no carro, obrigando o ar a percorrer um caminho maior, através de um longo CAI. Mas uma coisa é certa: Se você precisar optar entre ar frio ou um cano mais curto, escolha sempre o ar frio. Muitos testes em dinamômetro já provaram que sistemas que captam ar mais denso geram mais potência do que sistemas baseados somente em pouca resistência ao fluxo de ar.

Tenha em mente apenas, que o sistema de admissão com canos mais longos, deve buscar a otimização do fluxo de ar, evitando mangueiras de borracha sanfonadas (prefira canos, com um diâmetro adequado) curvas com ângulos muito fechados e principalmente estrangulamentos na tubulação.

Nos lugares onde o tuning é mais desenvolvido, como Japão, Europa e Estados Unidos, existe disponível uma infinidade de sistemas CAI (admissão de ar frio), Short Ram (semelhante ao CAI, porém com um cano mais curto, localizando o filtro dentro do cofre do motor), Cold Airbox (sistema de caixa semelhante a original, com filtro de alta vazão, e visando alta performance), e você pode ir à qualquer loja especializada, e escolher entre as diversas opções de cada sistema e marca.

Aqui no Brasil, o mercado ainda está em desenvolvimento, e se você quiser um sistema assim, precisará encomendar sob medida. Mas se o trabalho for bem executado, não há dúvidas de que vale o investimento.

Filtros de ar:

Tão importante quanto o sistema de admissão, é o filtro de ar em si. Bons filtros de ar, são aqueles que conseguem o melhor fluxo de ar aliado à melhor proteção ao motor. Como já foi colocado anteriormente, é fácil diminuir a restrição do sistema, simplesmente diminuindo (ou eliminando) a restrição do filtro de ar, mas isto é muito prejudicial ao motor. O valor verdadeiro de um bom filtro, encontra-se justamente em ter de conciliar duas coisas tão opostas: Deixar passar a maior quantidade de ar possível, ao mesmo tempo em que segura a maior quantidade da poeira e partículas que tentam invadir o motor juntamente com esse mesmo ar.

Diferenças entre os filtros de ar original e filtros esportivos:

O filtro de papel (original) é o mais barato e mais comum, e também o menos eficiente. O princípio de funcionamento dele é bastante simples, e consiste em um tramado de fibras de papel bastante apertado e denso, de maneira que os espaços que restam abertos sejam menores do que as partículas que ele precisa filtrar, impedindo assim que elas atravessem o filtro, e cheguem ao motor. A filtragem ocorre somente na superfície do filtro.

Já o filtro de algodão é mais complexo. Ele é composto por algumas camadas de gaze (tramado de algodão) embebido em óleo, que ficam entre duas camadas de telas de alumínio. Dobras na gaze do algodão asseguram um aumento de 10-20% na área da superfície, para puxar mais ar para o motor. A gaze é feita de camadas sucessivamente mais finas para captar e segurar poeira e partículas úmidas tão pequenas como 0.50 microns. É também um filtro mais eficiente, já que a maioria deles chegam a 98% de filtragem de partículas prejudiciais ao motor, (contra cerca de 93% de alguns filtros de papel) e mesmo filtrando melhor, permitem um fluxo de ar muito mais livre. Outra vantagem, é que esse tipo de filtro, é lavável e se receber a manutenção adequada, deve durar mais do que o próprio carro.

Tipos de filtro:

Existem inúmeras opções de filtros esportivos no mercado. Cônicos, cilíndricos ou apenas para substituir o elemento original. É necessário saber escolher, para conseguir um bom resultado. As melhores marcas, disponibilizam informação sobre aplicações na Internet, e um bom revendedor também deve saber orientar seus clientes em relação a esse aspecto.

Como escolher:

Em relação ao formato: Quando você monta um filtro redondo convencional em cima de um motor, como por exemplo num carburador ou corpo de borboletas em pé, é sabido que um diâmetro maior aliado a um filtro baixo, vai ter um fluxo mais otimizado do que um filtro pequeno e alto. Quando o espaço permite, o ideal é que a altura do filtro seja equivalente a algo entre 20 a 25% do seu diâmetro.

Mas poucos carros ainda usam filtros do tipo “panela”. A maioria dos carros injetados hoje em dia, utiliza o sistema de caixa de ar, com um filtro tipo “painel”, ou um filtro cônico ou cilíndrico, montado em um sistema tipo CAI. Nesse sistema, o formato se torna menos importante.

Então chegamos ao tamanho: Você pode procurar as tabelas de aplicação de filtros, que informam o modelo adequado para seu carro. Uma boa dica, é em caso de dúvida, escolher sempre um filtro maior.

Apesar de um filtro maior do que o necessário não oferecer mais performance, ele tem a vantagem de garantir um intervalo de manutenção mais longo. Nunca use um filtro menor do que o recomendado pois isso com certeza irá acarretar em perda de desempenho e maior consumo de combustível.

Filtros de má qualidade:

Aqui vai um alerta, para aqueles que procuram sempre economizar em tudo: O barato pode sair caro. Filtros de ar muito pequenos e que tem muito fluxo, devem ser motivo para desconfiança. Geralmente eles não tem boa capacidade de filtragem, e podem causar problemas. Existem também filtros que cumprem a função de filtragem, mas o fluxo de ar que consegue passar por eles é sofrível, o que causa perda de potência, e maior consumo de combustível.

Rendimento:

Todo esse trabalho para escolher o novo filtro, descobrir a medida ideal, projetar uma nova tubulação de ar, e ainda por cima pagar por tudo isso, só faz sentido, se o upgrade funcionar corretamente, e fornecer os cavalinhos extras.

Existem mitos sobre o funcionamento dos filtros esportivos, e muita gente acha que é só uma alteração “cosmética”. Atribuem qualquer ganho ao “fator psicológico”, e desestimulam muitos possíveis compradores.

Vamos aproveitar esse espaço, para restabelecer a realidade em relação ao assunto: Filtros esportivos, podem ser testados num banco de fluxo, juntamente com novo sistema de admissão. Esses testes demonstram que os ganhos de fluxo em CFM (cubic feet per minute, ou seja pés cúbicos por minuto) são brutais, o que garante no mínimo, que há menos restrição antes da entrada da admissão. Isso por si só, já seria uma grande coisa.

Ocorre, que sistemas tipo CAI, beneficiam-se não só do fluxo otimizado, mas também de admitir ar frio, o que aumenta em muito a potência do motor. Da mesma maneira que um intercooler resfria o ar aquecido pela turbina, um CAI pode captar ar fresco, que está muitos graus mais frio que a temperatura do cofre.

Traduzindo para números, o ganho em geral é de cerca de 4 a 5% de potência, mas em alguns casos pode chegar a mais que isso. Existem sistemas, nos quais num motor de 200 cv, os ganhos chegaram a mais de 20 cv. Lembrando sempre, que não estamos falando em estimativas, e sim em testes realizados em dinamômetros de rolo.

Os ganhos irão depender de muitos fatores distintos, como nível de restrição do sistema anterior, local da tomada de ar frio, capacidade de fluxo do novo filtro e da nova tubulação, e até o nível de upgrades no motor do veículo em questão.

Filtros cônicos de alta vazão funcionam muito bem em conjunto com alterações no chip e escapamentos mais livres. O ganho proporcional costuma ser bem maior em carros onde há um conjunto de upgrades que se complementam.

Vale lembrar também, que carros com motores preparados, em 99% dos casos necessitam de mais fluxo de ar na admissão, que não pode ser suprido pelo filtro original. Carros equipados com turbo, comando de válvulas de maior abertura e levante, kits nitro, e cabeçotes preparados podem fazer melhor uso dos filtros de alta vazão, do que carros com motor original.

Filtros de ar de alta performance é uma boa compra. Bons filtros não são baratos, mas são duráveis e confiáveis. Sozinhos, não trazem grandes ganhos de potência, mas em conjunto com um sistema de admissão tipo CAI, e outros upgrades como chip e escape, pode melhorar bastante o rendimento de um motor. Para carros originais, são opções interessantes, e para carros preparados, são obrigatórios.

Filtro de Ar esportivo

Neste artigo, vamos abordar brevemente os filtros de ar esportivos, sua aplicação e alguns cuidados. Mostraremos não apenas o papel da peça no bom funcionamento do motor, mas também como tirar o máximo proveito dela, com preparação de motor ou não. Além de favorecer o desempenho do carro, o filtro esportivo influencia bastante na aparência. Em plena onda tuning, as pessoas tem feito de tudo para deixar suas máquinas com um visual mais esportivo e, muitas vezes tem empregado este elemento basicamente do ponto de vista estético, sem muitas vezes atentar para a sua importância funcional.

 

 

 

O papel do filtro de ar é vital não apenas do ponto de vista de rendimento do motor, como também está intimamente ligado à sua durabilidade. Isto se justifica, pelo fato dele reter todas impurezas e partículas contidas no ar, que se atingirem a câmara de combustão, podem danificar o motor. Um problema que caracteriza bem sua importância, é que um filtro de ar sujo pode provocar aumento de consumo e queda de desempenho do veiculo. Portanto, sempre verifique o estado geral do componente. Em média, a autonomia é de 10 mil km quando se trafega no asfalto e 5 mil km na terra.

 

 

 

O mais indicado para um bom aproveitamento, é utilizar o filtro de ar esportivo em um carro com um certo grau de preparação, embora sua utilização não esteja restrita a esta classe de veículos. O sistema de admissão de um carro original é bastante simples e, concebido de acordo com as especificações de funcionamento do motor em seu projeto original, que deve contemplar tanto desempenho, como durabilidade e consumo. Justamente em razão disto, este sistema é um tanto restritivo no que diz respeito à captação de ar.

Usando esta premissa, algumas pessoas erroneamente retiram o filtro de ar pensando que o desempenho do carro vai melhorar. Mas, ao contrário, a retirada do filtro pode até mesmo piorar o rendimento e trazer sérios riscos ao motor. Toda a impureza do ar é aspirada pela admissão e algo pode se alojar no carburador/injeção e câmara de combustão. Isso na melhor das hipóteses, provoca desregulagens freqüentes no sistema de alimentação.

 

Os veículos equipados com injeção eletrônica TBI, o chamado corpo de borboleta, também podem apresentar problemas de funcionamento por causa do acumulo de sujeira. Além disso, válvulas, pistões e cilindros estão sujeitos a inevitáveis danos. E o mais importante em primeira análise: com a retirada do filtro, o desempenho do motor em geral piora. Em alguns raros casos podem haver ganhos de até 10%! Mas isso vale apenas para carros extremamente preparados que contam com elevados níveis de potências e turbo-compressores.

A temperatura do ar admitido é outro fator determinante na obtenção de potência de um motor.

 

Os sistemas originais de filtragem de ar podem não trazer os melhores resultados, mas foram desenvolvidos de maneira minuciosa pelas montadoras para cumprirem muito bem o seu papel, que é de captar ar frio, contribuir para menores níveis de emissão de poluentes, serem mais silenciosos e trazer economia de combustível. Por isso é prudente saber o que se está fazendo ao alterar o sistema de “respiro” do motor.

Quando o caso são carros com injeção injeção eletrônica, as conseqüências negativas da retirada do elemento filtrante, podem ser ainda piores. A explicação para isto é que os medidores (sensores) de fluxo e de massa de ar acabam sendo afetados, na medida em que podem realizar leituras erradas. A depender dos dados enviados a central eletrônica, você poderá ter tanto uma situação de mistura rica ou pobre. Em uma situação extrema – em ambos os casos – as cabeças dos pistões poderão até mesmo sofrer perfuração ou deterioração.

 

Para conseguir resultados satisfatórios e, sobretudo confiáveis, procure por filtros de fabricantes consagrados e, cuja aplicação seja bem empregada. No mercado existe uma ampla gama de marcas, tanto nacionais como (e principalmente) importadas. Naturalmente, nem todos tem iguais padrões de eficiência e qualidade e sua utilização pode trazer resultados que variam de caso para caso. Infelizmente, os conjuntos importados e mais caros são, via de regra, mais eficientes e confiáveis. Confira alguns tipos dos modelos produzidos fora do Brasil:

  • Cold Air Intake (CAI) — Sistema de admissão de ar frio com filtro esportivo e cano longo; é o mais comum. A vantagem deste tipo, vem do fato do comprimento do cano, que tanto é benéfico para ajuste da posição do filtro, com em geral possibilita posicionar a captação em um ponto mais frio dentro do cofre do motor.
  • Short Ram — Parecido com o CAI, tem um cano mais curto. A vantagem deste tipo, é ao usar um cano mais curto produz um fluxo ligeiramente mais intenso e menos turbulento.
  • Cold Air Box — Sistema semelhante ao original, porém com maior vazão. Este sistema é um dos que pode oferecer melhores resultados de adequadamente dimensionado para as características de seu motor. Aqui, é importante um estudo de mecânica dos fluidos, do contrário o melhor ajuste/dimensionamento, passa a ser meramente empírico (baseado em tentativa e erro, ou experimentação).

Quanto menor e menos tortuoso o cano, melhor será o resultado. A maioria deles trazem especificado na caixa o volume de ar aspirado e comparação ao sistema original.

Na verdade, a “mágica” é bem simples. O que acontece é que os filtros esportivos são capazes de suprir o motor com doses maiores de ar. Assim o sistema de alimentação e mistura de combustível pode fornecer doses correspondentemente maiores. Assim, mais ar/combustível dentro da câmara, explosões mais “potentes”! Observe que preparações mais extensivas e que não levam em consideração este fator, estarão inevitavelmente comprometidas.

Carros com sistema de injeção eletrônica de combustível (em geral) são capazes de se adequar à maior quantidade de ar. Isso quer dizer que você não precisa fazer ajustes. Mas vale lembrar, que dependendo do quanto a mais de ar será admitido, outros ajustes devem necessariamente ser realizados. De nada adianta o motor dispor de todo ar possível, se o sistema de injeção não puder suprir com quantidades correspondentes de combustível. Nestes casos bicos de injeção auxiliares ou de maior vazão, assim como bombas de combustível, sistema de ignição e até mesmo remapeamento da central podem ser exigidos. Em casos mais simples, depois de algum tempo, o próprio sistema reprograma-se e começa a injetar mais combustível para que a queima fique perfeita.

Nos veículos mais antigos, dotados de carburador, é necessária a troca do venturi e o aumento da giclagem para melhorar a vazão de combustível. Também como no caso dos “injetados”, situações extremas podem demandar carburadores dimensionalmente maiores.

Antes da instalação do novo sistema, é preciso avaliar o melhor local de colocação para se extrair ar frio no interior do compartimento do motor. Alguns cofres de motor têm um projeto bastante reduzido ou ainda mal ventilados. Para solucionar esse problema pode-se colocar tomadas de ar no capô, através dos famosos scoops, ou nas laterais do pára-lama. A procura da região mais ventilada, além do benefício da menor temperatura, também contribui por ser a que tem maiores volumes de ar, facilitando a aspiração do mesmo. Quanto mais ar frio o motor captar, melhor será sua performance.

Em carros com motores originais, as vantagens são pequenas e sutis e, muitas vezes não justifica o investimento. A colocação do um sistema esportivo de admissão, por outro lado, não só produz melhores resultados em carros com algum nível de preparação, como podem potencializá-lo, sobretudo em veículos turbos. A melhor receita para quem tem um carro original é a contramão, ou seja, ao invés de privilegiar apenas a admissão, retrabalha-se o sistema de escape, instalando um sistema mais livre do tipo 4X1, para aliviar as saídas dos gases e a adoção de um comando de válvulas com maior duração, junto com a colocação de um sistema esportivo de admissão, mas este é assunto para outro artigo.

Veículos com turbo também podem e devem ter filtro de ar esportivo. As mesmas regras e considerações feitas para os carros aspirados, vale para turbinados. Só que, nesse caso, há outro agravante no fato de apenas retirar-se o sistema filtrante: a sujeira aspirada também vai comprometer a vida útil da turbina. Mais um ponto importante: os sistemas esportivos são mais práticos e duráveis em relação aos originais. Para filtros nacionais esportivos os preços variam entre R$ 50 e R$ 200. Os kits importados chegam a custar cinco vezes mais, dependendo da marca do filtro e do carro. Por isso são mais confiáveis e garantem melhores resultados. Portanto, quando se decidir pela instalação de um sistema de admissão esportivo, pesquise e procure por profissionais qualificados que entendam do assunto para que seu carro não fique com um desempenho pior, ou até mesmo quebre.