O automobilismo de competição sempre teve papel primordial para o desenvolvimento dos carros comuns desde a primeira corrida realizada no mundo, em 1894, entre as cidades francesas de Paris e Rouen. Essa migração de tecnologia aconteceu em praticamente todos os componentes e sistemas, em maior ou menor grau, muitas vezes sofrendo adaptações por razões práticas e/ou de custos.
Os primeiros automóveis, surgidos em 1886, não passavam de carroças ou carruagens que recebiam motor e transmissão. Justamente a necessidade surgida com a competição levou ao desenvolvimento do primeiro chassi específico para automóvel. Daí em diante, a lista de pioneirismos nascidos nas pistas é muito extensa. Desde itens simples, como o primeiro espelho retrovisor (1911) até o turbocompressor nos motores (1923).
Tração nas quatro rodas, por exemplo, surgiu em 1906, e transcorreram 60 anos até o sistema migrar de utilitários pesados para automóveis comuns. Já freios a disco tiveram adoção bem mais rápida, pois surgiram em 1953 e dois anos depois estreavam nas rodas dianteiras de um automóvel topo de linha.
A Fórmula 1, expressão máxima de um veículo específico para corridas, também responde por vários avanços, embora sofisticação e alto custo sempre tenham sido obstáculos para transferências. Fibra de carbono, utilizada desde 1975, é aplicada hoje em carros mais caros, mas já em 1987 apareceu em pequenas partes mecânicas de picapes para aliviar peso.
Os motores atuais herdaram vários de seus desenvolvimentos diretamente dos autódromos. Economia de combustível é exceção, porém as coisas vêm mudando até na F-1. Em 2013 termina a era do foco único em potência, embora desde 2008 a categoria utilize a recuperação de energia cinética dos freios (KERS, em inglês). O objetivo não foi apenas potência extra, pois o sistema permite pequena economia de gasolina.
A partir de 2014, os motores sofrerão o processo de downsizing, ou seja, diminuição de tamanho e adoção de turbocompressor, como já acontece nos propulsores de veículos comuns. O V-8, de 2,4 litros, 700 cv/18.000 rpm, consumo em torno de 1,6 km/l, passará a V-6, de 1,6 litro, limitado a 550 cv/15.000 rpm. Esse novo motor utilizará pela primeira vez injeção direta, mas com nada menos de 500 bares de pressão contra 200 bares dos automóveis de rua.
Outra novidade é um motor elétrico acoplado ao turbocompressor (foto acima) que, além de acrescentar 150 cv, elimina qualquer atraso de resposta na aceleração (turbo lag). No final, a potência somada se iguala aos 700 cv atuais, porém com extraordinária diminuição de consumo de 35%. Apesar de caros, acredita-se que tanto o eletroturbo como as válvulas injetoras e bombas de alta pressão (desenvolvidas pela Magneti Marelli), possam baixar de preço e migrar para os automóveis em quatro a cinco anos, de início em modelos premium.
Não para por aí. O sistema avançado de captação de dados e transmissão em tempo real dos monopostos para os boxes, substituto da radiofrequência, tem previsão de evoluir da F-1 para ruas e estradas, de modo ampliado. Ao utilizar redes Wi-Fi de grande capacidade, será possível integração entre um veículo e outro, para evitar acidentes; ou entre veículos e infraestruturas centrais, visando ao tráfego inteligente, o que inclui otimização de rotas e direção sem motorista.
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domingo, 24 de fevereiro de 2013
sábado, 14 de abril de 2012
Alta Roda - Velas mágicas
Interessante ver como os europeus desenvolveram bem os motores diesel para automóveis nas últimas duas décadas. Avanço substancial em redução de ruído, vibração e aspereza, diminuição de emissões, economia de combustível e aumento de potência e torque. Até dois anos atrás era fácil encontrar um carro a diesel que consumia de 20% a 25% menos em relação a um idêntico a gasolina, com desempenho igual ou até melhor para uso em cidades. Graças à ajuda do turbocompressor e da injeção direta.
Conter o consumo é o único modo de diminuir emissões de CO2 (gás não tóxico precursor do efeito estufa), deixando as marcas europeias confiantes no diesel para o futuro. Este motor, no entanto, fica cada vez mais caro ao exigir sistemas sofisticados de controle de poluentes tóxicos. Só se torna viável com o alto custo do combustível na Europa. Caso contrário, a necessidade de longas distâncias anuais percorridas (35.000 km ou mais) inviabiliza o que o comprador paga a mais pelo veículo.
Porém, há mudanças em curso. Mesmo porque americanos e japoneses têm suas broncas contra o diesel. Motores de ciclo Otto (gasolina, etanol ou gás) começaram também a receber turbocompressor e injeção direta. Com a tecnologia de redução de cilindrada (downsizing) a diferença de consumo, para a mesma potência, caiu para menos de 20%. Sistema Multiair – arquitetado pela Fiat e engenheirado pela Schaeffler – permite cortar o consumo em mais 10% graças ao gerenciamento eletro-hidráulico das válvulas de admissão e o fim da borboleta de aceleração que corta as perdas por bombeamento (como no diesel).
Do Japão vem outro avanço, agora das velas de ignição que pouco evoluíram em décadas, no ciclo Otto (motor diesel tem ignição por compressão, sem velas). A ideia é utilizar dois feixes de laser na câmara de combustão, aumentando eficiência da queima da mistura ar-combustível. Ainda falta superar obstáculos técnicos e de custo.
Engenharia americana se adiantou. No recente Salão de Frankfurt, a Federal Mogul revelou estar bem próximo de uma solução revolucionária: Sistema Avançado de Ignição Corona (ACIS, em inglês). A empresa é proprietária das velas Champion e a grande sacada foi trocar laser pelo plasma. Plasma é o quarto estado da matéria, além do sólido, líquido e gasoso.
ACIS utiliza um campo elétrico de alta energia e alta frequência para produzir ionização controlada e repetitiva, criando múltiplos fluxos de íons capazes de inflamar a mistura ar-combustível completamente na câmara de combustão. A vela comum cria apenas um pequeno arco voltaico entre os eletrodos, que além de se desgastarem com o uso, não permitem a otimização da ignição, nem queima rápida e eficiente.
A vela por plasma proporciona outros benefícios como durabilidade, provavelmente igual à vida do motor, diminuindo gastos de manutenção, e fácil adaptação à arquitetura elétrica dos motores. Entretanto, ainda demora de dois a três anos para chegar ao mercado, até que se desenhe uma câmara de combustão para aproveitar ao máximo a nova tecnologia. Vários fabricantes de motores trabalham no tema.
O grande salto vem na economia de combustível e menores emissões. Testes apontam até 10% menos. Assim praticamente desaparecerá a vantagem, quanto ao consumo, de motores de ciclo Diesel sobre os de ciclo Otto.
Conter o consumo é o único modo de diminuir emissões de CO2 (gás não tóxico precursor do efeito estufa), deixando as marcas europeias confiantes no diesel para o futuro. Este motor, no entanto, fica cada vez mais caro ao exigir sistemas sofisticados de controle de poluentes tóxicos. Só se torna viável com o alto custo do combustível na Europa. Caso contrário, a necessidade de longas distâncias anuais percorridas (35.000 km ou mais) inviabiliza o que o comprador paga a mais pelo veículo.
Porém, há mudanças em curso. Mesmo porque americanos e japoneses têm suas broncas contra o diesel. Motores de ciclo Otto (gasolina, etanol ou gás) começaram também a receber turbocompressor e injeção direta. Com a tecnologia de redução de cilindrada (downsizing) a diferença de consumo, para a mesma potência, caiu para menos de 20%. Sistema Multiair – arquitetado pela Fiat e engenheirado pela Schaeffler – permite cortar o consumo em mais 10% graças ao gerenciamento eletro-hidráulico das válvulas de admissão e o fim da borboleta de aceleração que corta as perdas por bombeamento (como no diesel).
Do Japão vem outro avanço, agora das velas de ignição que pouco evoluíram em décadas, no ciclo Otto (motor diesel tem ignição por compressão, sem velas). A ideia é utilizar dois feixes de laser na câmara de combustão, aumentando eficiência da queima da mistura ar-combustível. Ainda falta superar obstáculos técnicos e de custo.
Engenharia americana se adiantou. No recente Salão de Frankfurt, a Federal Mogul revelou estar bem próximo de uma solução revolucionária: Sistema Avançado de Ignição Corona (ACIS, em inglês). A empresa é proprietária das velas Champion e a grande sacada foi trocar laser pelo plasma. Plasma é o quarto estado da matéria, além do sólido, líquido e gasoso.
ACIS utiliza um campo elétrico de alta energia e alta frequência para produzir ionização controlada e repetitiva, criando múltiplos fluxos de íons capazes de inflamar a mistura ar-combustível completamente na câmara de combustão. A vela comum cria apenas um pequeno arco voltaico entre os eletrodos, que além de se desgastarem com o uso, não permitem a otimização da ignição, nem queima rápida e eficiente.
A vela por plasma proporciona outros benefícios como durabilidade, provavelmente igual à vida do motor, diminuindo gastos de manutenção, e fácil adaptação à arquitetura elétrica dos motores. Entretanto, ainda demora de dois a três anos para chegar ao mercado, até que se desenhe uma câmara de combustão para aproveitar ao máximo a nova tecnologia. Vários fabricantes de motores trabalham no tema.
O grande salto vem na economia de combustível e menores emissões. Testes apontam até 10% menos. Assim praticamente desaparecerá a vantagem, quanto ao consumo, de motores de ciclo Diesel sobre os de ciclo Otto.
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