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quarta-feira, 19 de setembro de 2012

MOTOR MULTIAIR DA FIAT

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                                              Imagem do site: http://www.allpar.com/

A Fiat Powertrain Technologies (FPT) deu um grande passo no desenvolvimento dos motores ciclo Otto ou Spark ignition (SI) com a criação do sistema de variação de abertura da válvula de admissão. Foram dez anos de desenvolvimento e testes para o sistema estar apto a ser produzido, e no ano de 2010 ser considerado o motor do ano com a versão 1.4 litros turbo alimentado e em 2011 ganhar com a versão 2 cilindros de 0,875 litros, esta ultima que equipa o Fiat 500. Aqui no Brasil o Multiair vem com 4 cilindros de 1.4 litros, aspiração natural, 105 cv @ 6200 rpm e 13,6 kgf.m @ 3800 rpm, também equipa o Fiat 500.

Mas esta inovação é um grande avanço para os motores SI, que durante longos anos não mostrou avanços tão expressivos quanto os motores Diesel, que vem tomando espaço no mercado europeu e agora no EUA, justamente com a criação do sistema de injeção Common Rail, que trouxe aos motores Diesel baixo nível de ruido, diminuição nas emissões de poluentes e consumo de combustível, fazendo o mercado aceitar mais este tipo de motorização.

Com as novas leis de emissões ficando cada vez mais rigorosas, o desenvolvimento dos motores SI tem tomado o caminho do downsize aliado ao turbocompressor. Mas um sistema que controla a entrada de ar no motor para cada regime de rotação seria uma solução quase que ideal para a diminuição dos níveis de emissões dos motores, contudo, trata-se de um sistema de custo elevado e complexo, exemplo, sistemas eletro-magnéticos, eletro-mecânicos e eletro-hidráulicos, que necessitam de bombas, reservatórios, bobinas, pistões, etc. Mas durante estes dez anos de desenvolvimento a Fiat provou que é possível construir este sistema a um custo não tão elevado, possibilitando a produção deste motor e equipando além do Fiat 500, o Alfa Romeo MiTo, Alfa Romeo Giulietta e no Lancia Ypsilon

Detalhes do sistema Multiair

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                                         Imagem do site: http://www.automovelblog.com/

O motor Multiair 1.4 litros tem 16V, mas foi retirado o eixo comando das válvulas de admissão e substituído por um sistema eletro-hidráulico comandado pro um modulo adaptável eletrônico para a abertura e fechamento das válvulas, como pode ser visto na figura acima no eixo comando das válvula de escape foram adicionados 4 cames que acionam 4 alavancas roletadas que empurram pistões para pressurizar o óleo hidráulico que vai diretamente a um solenóide, onde é direcionado na quantidade certa controlada pelo modulo eletrônico para a aste das válvulas. Esta quantidade de óleo deve ser controlada pois as válvulas podem tanto abrir completamente com somente uma breve abertura, variando deste modo a quantidade de ar que entra nos cilindros.

Este sistema traz diversas vantagens ao motor, pois nos motores convencionais a abertura total da válvula de adm em todos os regimes de funcionamento traz alguns desperdícios para o motor, como por exemplo:
  • Em regime de marcha lente e baixa carga a abertura total da válvula de adm permite a entrada "exagerada" de ar nos cilindros, e como a queima deve ser sempre próxima da estequiometria (14:1 de ar e gasolina) o sistema precisa injetar uma quantidade de combustível "exagerada" para manter o motor rodando e dentro dos níveis de emissões. Com isso o consumo é "exagerado". OBS: nesta situação é onde se tem o maior consumo em função da potência do motor.
  • Em regimes de baixa e médias cargas o motor perde com o trabalho de bombagem do ar de admissão, pois o pistão precisa fazer a sucção do ar durante todo o ciclo de admissão, porque a válvula permanece aberta durante todo este ciclo, onde neste regime de funcionamento não é necessário.
  •  Em regimes de baixa e médias cargas o overlap das válvulas não é desejável, pois parte do gás de escape entra no coletor de admissão, tomando lugar da carga de ar fresca que deveria entrar no cilindro, diminuindo a potência e aumentando o consumo do motor.
Tudo isso é solucionado com o sistema eletro-hidráulico do Multiair. Isso porque ele apresenta 5 fases de funcionamento: imagem retirada do site: http://www.automotto.com/

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Seguindo os gráficos de cima para baixo da imagem, tem-se:
  1. Full Lift: Esta é a fase onde a válvula tem total abertura como nos motores convencionais, mas só é requerida quando em potência total.
  2. LIVO - Late Intake Valve Opening: Esta é a fase de start do motor, rodando em marcha lenta a válvula tem um atraso na abertura, provocando quando aberta uma pressão maior de entrada, melhorando a homogenização da mistura e evita o overlap das válvulas.
  3. EIVC - Early Intake Valve Closing: Esta fase entra em baixas e médias cargas, o fechamento da válvula de admissão é adiantado, prevenindo o refluxo da mistura para o coletor de admissão e diminuindo o trabalho de bombagem do pistão, pois a válvula não fica aberta durante todo o ciclo de admissão.
  4. Parcial Load: Esta fase entra em cargas média para altas, tem a mesma função da fase 3, mas com acelerações mais agudas.
  5. Multi Lift: Esta fase entra quando se esta em trânsito pesado onde se tem muitas paradas e as acelerações são de baixa intensidade. A válvula tem duas aberturas e fechamentos durante o ciclo de admissão, com isso aumenta-se a turbulência na câmara e a queima é beneficiada, além do fato de pouca quantidade de ar entrar no cilindro levando a uma injeção com pouca quantidade de gasolina para tornar a mistura estequiometrica.
Como pode se observar a válvula tem a abertura e fechamento muito variável, dependendo da rotação e carga que o motor esta sofrendo. Na imagem abaixo retirada do site: http://www.autofocusasia.com/ pode-se observar que esta variação das válvulas é devido ao sinal que o solenóide recebe do modulo.

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Por fim, com apenas esta tecnologia, sem turbocompressor, sem injeção direta, sem downsize, sem pós tratamento, o motor Multiair apresenta consumo de 13 km/l na cidade e 15 km/l na estrada e esta dentro dos limites de emissões EURO 6. Um belo salto na tecnologia.









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