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quinta-feira, 13 de dezembro de 2012

Comandos em Ação - Você sabe tudo que precisa saber? (Turbo-Compressores)


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.

14 comentários:

  1. Cara parabéns pela iniciativa desta série sobre comando de valvulas!!..., claro que existem mais coisas a serem adicionadas em mais matérias futuras sobre esse tema, que espero muito que tenha continuação. Obrigado pelas informações e SUCESSO!!
    Abraços
    Sergio Carvalho

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    1. Muito Obrigado, Sérgio!

      Realmente o assunto é extremamente grande. Existe muitas informações para propagar o conhecimento. Por enquanto, estamos tentando fazer o básico bem feito e no futuro continuamos nos aprofundando.

      Valeu pela força! Inscreva-se no canal...

      Abraços.

      Weverton

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  2. Olá, gostaria de saber a sua opinião sobre o comando 262-272 da crower, com tuchos hidráulicos, se devo trocar as válvulas, as molas ou outras itens. Minha intensão é usar o comando com o restante original, somente tuchos hidráulicos novos. Obrigado Dan.

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  3. Olá, Dan!

    Seu projeto é para turbo ou um aspirado de rua?

    Para qualquer um dos dois acima, existem comandos melhores, achei a faixa de aplicação dele muito pequena.

    Abs.

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  4. Weverton boa noite e parabéns!

    Suas materias técnicas são as melhores e mais faceis de compreender, já li e re-li o seu post "Comandos em Ação" e sei que são muitas as vertentes para escolha do comando ideal, por isso deixei esta escolha para o preparador.

    Porém o comando escolhido por ele tem me assombrado, estou montando um Chevette 6 cil turbo,coletor dimensionado e de acordo com as minhas posses, que não são muitas e este meu amigo me pediu um comando Crower 306ºx304º e 114º de lob center, achei muito bom só que o preço não dá rsrsrsrs. Então ele me sugeriu uma empresa aqui de São Paulo a CDV e ai vem o dilema e quer um comando 310ºx 320º com 114º de Lob e o maximo de levante possivel, segundo ele para ganhar muita força, mas quando eu coloco estes dados naquela equação do post anterior eu chego a um Over lap de 87º e é dai que vem o assombro achei este valor muito alto, pois vou usar um cabecçote com dutos equalizados, as valvulas serão 1,94x 1,60, molas pratos e travas.

    Pelo qe li e entendi, o comando teria que ser assimetrico e com uma variação negativa para exaustão, por exemplo 310ºx 304º e os 114º Lob Certo, ou tem mais algum fator predominante que não levei em consideração? Peço desculpas pelo testo extenso, mas é que são muitas duvidas e pouco dinheiro rsrsrsr.

    Abs,
    Eduardo.

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    1. Eduardo, obrigado pelos elogios!

      Comandos com essa característica são para competições tipo Arrancada e para tirar o máximo em alta rotação. A baixa rotação do carro será bem prejudicada, mas para Arrancada isso não tem importância, mas para um carro de rua, esse comando é não é adequado. Os 45° de overlap que cito no texto é o limite ideal para um carro de rua.

      Qual é o objetivo do seu carro?

      Abraços.

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  5. Weverton bom dia e obrigado pela resposta.

    O carro será estilo Ratrod e será usado em eventos específicos e arrancadas amadoras(Taubaté, Interlagos, etc...), mas por se tratar de um 6 cil. com comando nacional,tenho a intenção de limitar a rotação aos 6.500 rpm, pois sei que eles são sensíveis a cargas elevadas nas molas, pensei muito em usar o TCS7 da Crower por causa da faixa de útil de torque ou no meu caso confeccionar um semelhante, mas como o valor é o mesmo independente da graduação, achei melhor utilizar um comandão que sempre foi minha preferência.

    Mas como o carro vai girar pouco e o comando vai começar a pegar em alta, penso que a faixa de utilização será bem estreita. Quanto a duração 310º X 320º ela se aplicaria para um motor sobre alimentado?
    A parte referente a Rampa de aceleração eu não localizei no blog, ela não foi postada ainda ou trata-se de incompetência da minha parte mesmo rsrsrsrs.

    Abraço,
    Eduardo.

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  6. Eduardo, boa tarde!

    Como eu não sei exatamente o nível de preparação que vc está praticando, acredito que esse TCS7 será mais útil ao seu caso, ele com overlap de 46°, duração de admissão maior que o de escape, permite que você possa ter um carro dirigível no dia-a-dia e possa participar de arrancadas amadoras. Agora se o objetivo for maior que isso, ele fica sendo um comando manso para Arrancadas Profissionais.

    Um comando com essa duração 310 X 320, pode até ser usado, mas tem que ser um projeto bem específico e com lobe center adequado, sem dúvida que seria um projeto exclusivo de Arrancada. Com a duração de exaustão maior que a de escape, as faixas baixas e médias de rotação ficariam muito prejudicadas. Eu particularmente, não usaria em nenhum projeto turbo.

    Eduardo, não escrevi a respeito das Rampas de Aceleração ainda! rs

    Abraços.

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  7. Weverton boa tarde,

    Passei para agradecer pela atenção e dizer que resolvi copiar um modelo da Crower 298º X 292º com 114º de Lob, como o preparador possuia a ficha dele, pedi para copiar... Resta agora rezar para que a copia da CDV cheguei perto dessa configuração...QUem sabe no futuro eu não compro o verdadeiro...

    Bem como o carro vai andar na pista e o povo aqui não tá pra brincadeira(pressão minima 3bar) Optei por um comando mais bravo mesmo.

    A tá pensei que eu não tava conseguindo nem achar essa parte sobre a rampa de aceleração rsrsrs.

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    1. Opa! Agora sim, um comando com características ideais para turbo, turbo forte no caso! Quando tiver rodando, mande um link de vídeo para gente ver! Abraços.

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  8. Boa brother, adorei suas matérias,são muito completas. To até pensando em pegar umas delas para o meu blog;se vc não se importar,claro !. é bem difícil achar conteúdo técnico de qualidade em sites brasileiros.
    continue assim.

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    1. Obrigado pelos elogios. Caso pegue alguma matéria cite a referência e um link para meu blog por favor.
      Abraços.

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  9. Muito bom, li todos os artigos sobre comandos e tudo ficou mais claro para mim, valeu por compartilhar seu conhecimento!

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  10. olá amigo gostei muito das suas explicaçoes e tenho uma duvida e gostaria que se possivel vc me desse uma "luz"
    eu tenho um opala que vou usar somente pra arrancada mas em categorias amadoras como desafio 8segundos por exemplo
    o projeto original era pra ser aspirado mas agora consegui casualmente um kit turbo e pensei em possivelmente usa-lo mas minha preparação é a seguinte: cabeçote com valvulas de inox grandes, molas pratos e chavetas iskenderian, dutos abertos, pistao 3.7/8 0,60, weber 44, e o problema é o comando que comprei e gostaria de saber se vou poder usar no turbo
    é um comando 304x310 lob 107 levante 8,4 e 8,7
    o que voce tem a me dizer sobre usar este comando na pista
    bielas e pistoes originais so os parafusos de biela sao ARP forjados
    obrigado amigo

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