O comando de válvulas variável é bastante necessário num momento em que diversos motores apresentam variação não somente no tocante a quando as válvulas devem ser abertas como em relação quanto tempo irão abrir. Para se ter uma ideia antes era bem mais simples, as válvulas de admissão e escape de um carro se abriam na medida determinada de um ponto no ciclo de quatro tempos.
A evolução do desenvolvimento de sistemas de comando de válvulas variável foi relevante para a indústria automobilística. Para quem ficou curioso para saber como esse comando de válvulas variável funciona iremos explicar em detalhes a seguir.
Comando Variável de Válvulas: O Que é?
A chamada árvore de cames de um carro é o que se conhece popularmente como comando de válvulas. Um motor convencional possui válvulas que se abrem por ressaltos (os cames), eles por sua vez estão dispostos no decorrer de uma árvore. No caso de motores com comando duplo de válvulas no cabeçote (que atendem pelo nome de dual overhead camshaft ou DOHC) existe um comando destinado às válvulas de admissão e outro para as válvulas de escape.
Como Funciona o Comando de Válvulas Variável
Os comandos são de metal e podem estar conectados ao virabrequim através de correias, engrenagens e correntes. Motores modernos que funcionam a gasolina utilizam ciclo de quatro tempos de maneira que os comandos giram uma vez (360 graus) para cada duas rotações inteiras do virabrequim (720 graus). Quando a válvula de admissão está aberta indica que o ressalto está empurrando o tucho para que ele abra ou levante a válvula.
Pistão
Pistão
O pistão vai descendo até chegar ao ponto morto inferior enquanto a válvula de admissão estiver aberta. Quando chegar ao ponto morto inferior o pistão deixa de descer, no entanto, ainda não estará subindo. O virabrequim, quando o motor atingir o ponto morto inferior, terá rotacionado 180 graus (deu meia volta).
O pistão então sobe de maneira a fazer compressão na mistura ar-combustível. Assim que o pistão chegar ao ponto morto superior (ponto máximo, quando chegar nele o pistão deixará de subir) o virabrequim terá feito uma volta completa. A vela de ignição então começará o processo de combustão da mistura ar-combustível. O pistão será enviado mais uma vez para o ponto morto inferior.
O virabrequim chega nesse ponto do processo tendo dado uma volta e meia, isto é, 540 graus. A válvula de escape se abre novamente quando o pistão voltar para o ponto morto inferior. Então o pistão sobe alcançando o ponto morto superior de forma que irá empurrar os gases que resultarem da queima.
Válvulas de Admissão
Mais uma vez o ressalto do comando de válvulas ganha destaque, as válvulas de admissão são abertas e o pistão é movido para baixo novamente puxando o ar do coletor assim como dos dutos do cabeçote. O comando de válvulas completará 360 graus no momento em que o virabrequim chegar a 720 graus.
Origem do Comando de Válvulas Variável
Os fabricantes começaram a pensar em sistemas de variação nos comandos de válvula na década de 1960. Os sistemas permitiam atrasar ou adiantar a abertura de válvulas do motor. Tinha-se como objetivo aumentar a eficácia volumétrica, mais ar admitido torna possível um volume mais significativo de ar comprimido. Uma das buscas nesse período era por um sistema que tornasse possível reduzir as emissões de poluentes.
Tipos de Variação no Comando das Válvulas
Atualmente há dois tipos principais de variação no comando de válvulas sendo a variação de fase e a variação de abertura. Nesse último tipo a ECU escolhe um perfil de came com base na carga e velocidade do motor e a variação de fase por sua vez consiste num atuador que gira ao comando do seu próprio eixo mudando então a abertura da válvula. Existem formas diferentes de fazer a variação da sincronização assim como o levante e período de duração da abertura de válvulas.
Variação de Fase
A variação de fase é responsável por adiantar ou atrasar a abertura das válvulas quando o comando é rotacionado, normalmente numa faixa de 60 graus referente ao ângulo do virabrequim. Para entender mais claramente essa explicação imagine que a válvula de admissão em questão geralmente abre 5 graus antes do ponto morto superior do virabrequim e tem seu fechamento 185 graus após o ponto morto superior (também entendido como 5 graus após o ponto morto inferior).
Assim o significado de atrasar o levantamento da válvula em 10 graus indica que a válvula será aberta ou fechada 10 graus mais tarde. Basicamente significa que ela se abre 5 graus após o ponto morto superior do virabrequim e é fechada 195 graus após o ponto morto superior.
Esse ‘atraso’ do ponto de levantamento da válvula permite que o motor chegue a um torque melhor na alta rotação. Em contrapartida o adiantamento do ponto de levantamento da válvula de admissão torna a potência melhor nas rotações baixas. Trata-se de uma modificação que pode ser realizada manualmente nos motores através de comandos fixos. Popularmente recebe o nome de ‘cruzamento de comandos’ ou então de ‘comando cruzado’.
Variação dos Cames
Há outros tipos de sistemas de comando variável que alteram os ressaltos da árvore de cames e não somente o seu ângulo relacionado ao virabrequim. A alteração do perfil do came não é afetado somente pelo levantamento da válvula (quanto que a válvula é aberta), também tem influência à duração da abertura. Em muitos sistemas é normal que nas velocidades mais altas a variação mude o came para adotar um perfil mais agressivo com a válvula mais aberta e com tempo de abertura maior.
Outros sistemas de levantamento variável apostam na mudança da árvore de cames axialmente. Isso torna o ressalto do perfil mais alto acionando o seguidor de cames gerando um maior levantamento da válvula. Cada sistema tem sua própria metodologia de funcionamento. Informe-se a respeito do sistema em questão para entender como se dá o funcionamento especificamente de seu comando de válvulas variável.
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