Entenda por que os motores aspirados são coisa do passado

Entenda por que os motores aspirados são coisa do passado

Não importa se é o quatro em linha do Civic Si, o boxer seis cilindros do 911 GT3 ou um V8 da Australian Supercar: não tem ronco mais bonito do que o de um motor aspirado abrindo giro. Mas, ao mesmo tempo, não tem coisa mais antiquada: seja para render cavalaria, seja para beber menos gasolina, o futuro imediato do motor a combustão não está com estes caras.Motores nada mais são que bombas de ar. Os pistões são como os êmbolos de uma seringa. Tragam para dentro a mistura de ar e combustível que é comprimida pelos próprios pistões e então queimada pelas velas. Esta mistura chega nas câmaras de combustão pelas válvulas de admissão e os gases resultantes da queima saem pelas válvulas de escape. Quanto maior a rotação do motor, mais centímetros cúbicos de mistura são admitidos, queimados e expulsos por segundo – ou seja, mais força é gerada.

Só que o desafio do fluxo surge no meio do caminho. Imagine um copo de suco de laranja e dois canudos: um fininho e o outro, bem largo. Quando você usa o canudinho estreito, pouca força de sucção é necessária pro suco subir. Por outro lado, a quantidade de suco a fluir pelo canudinho fica limitada pelo diâmetro estreito do tubo. Daí você pega um canudão: pro suco começar a subir, você tem de fazer muita força. Mas, uma vez superado este esforço inicial, o volume admitido é muito maior.

Como são bombas de ar (lembre-se de que o ar é um fluido, como água e… suco), os motores são exatamente assim. Os tais canudinhos são os coletores de admissão, os dutos dos cabeçotes, o tamanho das válvulas, enfim, todo o caminho que a mistura faz até chegar às câmaras de combustão. O comprimento, desenho e a largura destes canais vão determinar a velocidade e o volume da mistura.

Quando você ou a fábrica troca o coletor de admissão ou o cabeçote por peças com dutos maiores, ganha-se potência em alta, mas perde-se força em baixas rotações: com dutos largos, a velocidade do fluxo de mistura diminui – mas o volume aumenta. E é tudo interligado: o fluxo dos gases de escapamento também seguem a mesma lógica. Coletores e canos de escape generosos rendem mais força, mas desaceleram o fluxo do sistema do motor.

O sistema de comandos variáveis VTEC, da Honda, marcou a geração dos anos 90
Para tentar compensar essa questão do cobertor curto – força em baixa ou em alta -, a engenharia automotiva desenvolveu uma série de recursos nos últimos anos: coletores de admissão de geometria variável, comandos de válvulas variáveis, válvulas no sistema de escape e até protótipos com taxa de compressão variável já estão sendo feitos. Tudo para que as parábolas de potência e torque sejam generosas, mas principalmente, que sejam bastante planas: não adianta ter um motor que só renda bem entre 7 mil e 8 mil rpm. Quanto maior o espectro (por exemplo, torque máximo entre 1.500 e 5.000 rpm), maior o aproveitamento energético do conjunto.
Limitação natural

Independentemente de todas as muletas do bem que a engenharia criou para suprir o dilema de fluxo, todo o conceito do motor aspirado ainda é o mesmo: a mistura é admitida pelo vácuo gerado pelos pistões. E nada mais.

Há formas de se aumentar esta força natural de sucção, como aumentar a velocidade média dos pistões, mas aí esbarramos em limitações físicas. A velocidade dos pistões é determinada pela relação entre diâmetro e o curso dos mesmos – quanto mais curso, mais rápido o pistão sobe e desce, afinal, o virabrequim gira 360º e os pistões, ligados a ele pelas bielas, precisam cobrir uma distância maior (o curso) dentro do mesmo intervalo de tempo. Só que motores com mais curso do que diâmetro de pistão tendem a atingir picos de rotação mais baixos, limitando o potencial da bomba de ar (o motor).

Isso acontece porque, em motores de longo curso, as bielas assumem ângulos muito largos – criando uma resistência mecânica. Bielas mais longas reduzem este ângulo, mas quanto mais longas, mais frágeis. Reforçá-las aumenta o peso e a inércia. E, mesmo assim, há limitações de espaço: não dá pra fazer um motor com bielas long dong! O bloco ficaria alto e pesado, causando outros problemas.

De qualquer forma, mesmo com motores de longo curso, o potencial de sucção de mistura é limitado.
Agora, e se houvesse uma forma de se empurrar ar para as câmaras de combustão? Como se houvesse uma bomba de expulsão no copo, empurrando o suco para você? Daria para usar um baita canudo sem precisar usar tanta força de sucção, não? É aí que entram os motores com compressor e turbinados, o assunto do nosso próximo post!