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2/7/2002 - COMANDO DE VÁLVULAS VARIÁVEL

COMANDO DE VÁLVULAS VARIÁVEL

O comando de válvulas é um eixo dotado de vários excêntricos, denominados cames, responsável por sincronizar a abertura e o fechamento das válvulas em relação ao movimento do êmbolo (pistão).
As principais funções de um comando de válvulas variável são: proporcionar um melhor enchimento do cilindro (e com isso aumentar a massa de ar/combustível a ser queimada)., otimizar o consumo de combustível e reduzir a emissão de poluentes. Isso é conseguido variando o momento de abertura da válvula e/ou a duração da abertura. Dessa forma é possível adequar o funcionamento do motor às diversas condições de carga e rotação.
No Brasil, alguns veículos como o Marea (2.0, 2.4 e 2.0 turbo) e o Gol 1.0 16V turbo utilizam um variador de fase. Nesses modelos, porém, o variador atua apenas no comando de válvulas de admissão. Outros tipos de comandos variáveis serão vistos mais adiante.
Antes disso, é necessário rever alguns conceitos. Em um eixo comando de válvulas temos três parâmetros que controlam a abertura das válvulas: o ponto de abertura, a abertura e a duração da abertura. O ponto de abertura é o momento no qual a válvula começa a abrir. A abertura é o quanto a válvula se abre afastando-se do cabeçote. A duração é o ângulo que o eixo do motor descreve enquanto a válvula permanece aberta.

VARIADOR DE FASE
O variador de fase é um atuador hidráulico que rotaciona o eixo comando de válvulas em relação à polia.
Aqui há uma fala que não transcrevi porque se referem a uma figura que não vai constar.
Com o variador de fase é poss;ivel adiantar ou atrasar o ponto de abertura das válvulas de admissão e/ou de descarga, aumentando ou reduzindo o cruzamento de válvulas. Em baixas rotações é interessante diminuir esse cruzamento, para reduzir o refluxo de gases queimados para o coletor de admissão. Por outro lado, em rotações elevadas a mistura entrea no cilindro com maior velocidade e, com isso, maior inércia. Nesse caso, é interessante aumentar o cruzamento de válvulas, para que a massa de mistura que entra no cilindro ajude a limpar a câmara de combustão, empurrando os gases residuais para a descarga.
Além da rotaçã, outro parâmetro verificado pelo modulo de comando, para acionamento do variador de fase, é a carga do motor, ou seja, o quanto o motorista está acelerando. O cruzamento de válvulas pode ar alterado para economizar combustível, pois a recirculação dos gases possibilita a queimada de mistura pobre.
Da mesma forma que os motores convencionais possuem comando de válvulas mais “bravo”, para potencia, ou mais “manso”, para economia, a estratégia de acionamento do variador de fase também é diferente de um motor para outro. Um motor esportivo, que visa desenvolver potencia, tem uma estratégia completamente diferente de um motor econômico. Isso dificulta a elaboração de uma rotina única de testes para um sistema variador de fase, pois o programa de gerenciamento está gravado na memória do MC, a qual não temos acesso.
O modelo mais simples, como o utilizado no Brasil, tem acionamento tipo solenóide (liga ou desliga). Temos, então, dois pontos de funcionamento: um com o eixo adiantado e outro com o eixo atrasado. Não há posições intermediarias. A versão mais sofisticada atua continuamente, como um motor de passo. Nesse caso, é possível dispor o eixo em posições intermediarias.
Alguns modelos, como BMW M3, utilizam dois variadores, um para o eixo de admissão e outro para o eixo de descarga Isso possibilita um maior controle do funcionamento do motor, com um elevado torque em baixas rotações e muita potencia em rotações elevadas.
Esse sistema tem uma desvantagem. Ele atua apenas no ponto de abertura das válvulas. A duração e a abertura permanecem inalteradas.

TENCIONADOR VARIAVEL

Esse dispositivo é aplicável em veículos onde o eixo comando é acionado por corrente. É um dispositivo que aplica tensão na corrente de sincronismo mudando seu posicionamento.
Há dois tensionadores nesse sistema. Um atuador, que varia a posição da corrente e outro de compensação, entre o eixo comando e o eixo do virabrequim, que libera a corrente gradualmente mantendo-a tracionada. Ao empurrar a corrente, o atuador aumenta o numero de elos entre os eixos. Para compensar esse aumento, o eixo de admissão rotaciona em relação ao eixo de descarga variando o ponto de abertura. Outro tensionador automático alivia a corrente.

HONDA VTEC

O sistema de variação de abertura de válvulas desenvolvido e patenteado pela Honda recebeu o nome de VTEC (Variable Timing Eletronically Controlled), que significa abertura de válvulas controlada eletronicamente.
Nesse modelo, o eixo de comando de válvulas possui um excêntrico a mais, que fica localizado entre os excêntricos das válvulas de admissão (os modelos possuem quatro válvulas por cilindro). Assim temos 3 excêntricos e 3 balancins, mais 2 válvulas. Parece complicado, mas seu funcionamento é relativamente simples. Os excêntricos laterais, que estão diretamente ligados às válvulas, possuem um perfil para utilização normal (pouca abertura, pouca duração e ponto atrasado). O excêntrico central, responsável pelas rotações superiores a 5700 rpm., tem perfil de maior abertura e maior duração e é mais adiantado para aumentar o cruzamento de válvulas.
Em baixas rotações, as válvulas são acionadas pelos seus respectivos excêntricos e balancins. Nesse caso, o balancim central funciona “vazio”, passando por entre os outros dois. Com o aumento da rotação em valores acima daquele determinado pela central, por exemplo 5700 rpm., os balancins são engatados uns aos outros por uma trava em seu interior. Como o balancim central é mais adiantado e de maior abertura e duração, ele passa a comandar os outros dois. Conseqüentemente, a abertura das válvulas passa a ser comandada pelo excêntrico central.
Quando a rotação baixar, os balancins serão destravados, as válvulas voltarão a ser acionadas pelos balancins laterais e o balancim central voltará a funcionar sem ação.
Um fato interessante marcou a chegada da montadora Honda no Brasil. Alguns proprietários de modelos Civic, equipados com motor Vtec, procuraram as concessionárias reclamando de problemas no motor, que estariam com um estranho ruído em rotações elevadas. Na verdade, não há nenhum problema com o carro. Em rotações elevadas, onde um motor convencional teria decaimento do torque, o Vtec é acionado e o torque volta a subir. Som essa retomada da potencia, o som do motor também fica mais “cheio e mais forte”, devido ao aumento do fluxo de gases.
Além disso, os balancins laterais perdem contato com o eixo, pois estão sendo acionados pelo balancim central, de maior abertura. Assim, no fechamento das válvulas há uma batida dos balancins laterais no eixo, emitindo um ruído semelhante ao do retorno das válvulas às suas sedes.
A desvantagem do Vtec é o acionamento discreto, ou seja, ligado ou desligado. Não há variação contínua ou posições intermediárias. Sua vantagem em relação ao variador de fase é a existência de dois excêntricos diferentes, tornando possíveis alterações tanto no ponto, como na abertura e na duração da abertura das válvulas.

PERFIL VARIAVEL

Outro tipo de variador de abertura de válvulas é o eixo comando de válvulas como excêntrico de perfil variável. O excêntrico é mais baixo em uma extremidade e o mais elevado na outra. O acionamento ocorre no sentido longitudinal do eixo comando. Um atuador recebe sinal do MC de acordo com a estratégia pré-estabelecida.

Equipe de Profissionais do CDTM

 

 

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