O Que é Coletor de Admissão Variável?

O Que é Coletor de Admissão Variável? 

A produção de um motor endotérmico em relação ao seu consumo é considerada baixa. No decorrer do caminho da mistura composta de ar-combustível existem muitas perdas, que nos levam a um patamar de aproveitamento que varia entre 21 e 30% em motores à gasolina. E, no caso de motores à diesel, esse valor varia entre 35 e 40%.

Um tema muito complexo, e que é difícil de ser equacionado, é a eficiência volumétrica dos cilindros.

Os problemas encontrados para conseguir o torque, e também a potência corretos a cada usuário e a cada motor, bem como a necessidade de fabricar um veículo confortável para dirigir em todas as direções, compreendem algumas variáveis muito complexas, como a faixa útil de giros, os coletores de admissão e de escapamento, perfil de comando de válvulas, e etc.

As alternativas mais usadas pelos fabricantes em veículos de médio porte são o comando de válvulas variáveis e os coletores de admissão.

A Volkswagen usou esse expediente nos motores de alto rendimento, como é o caso do Passat Variante V6 2,8 L 230 válvulas e 193 cv, que é usado comumente em plataformas Audi/VW.

Isso consiste na união obtida entre os benefícios de se usar um coletor dimensão lona e de sessão mais estreita, de maneira que o torque seja beneficiado em rotações intermediárias, de cargas parciais, e também um coletor curto, mas de grande sessão, promovendo um beneficiamento da potência em regimes elevados. E tudo isso sem fazer os tradicionais desenhos de coletores medianos.

Os projetistas devem ser capazes de criar um coletor que permita variação no comprimento, de maneira que a capacidade de enchimento do motor sofra variação, para que o rendimento volumétrico seja otimizado, resultando em valores de potência e de toque superiores à média.

Como é o Funcionamento do Coletor de Admissão Variável?

Coletor de Admissão Variável

Coletor de Admissão Variável

O funcionamento do coletor variável acontece de forma integrada com a ignição e com a central de injeção. E, se estiver disponível, com o comando de válvulas variável. Ele é composto de um conjunto de dutos feitos de plástico, e que trabalham em regime de cargas parciais.

Nesse caso, os dutos de grande seção e os dutos curtos permanecem fechados, para que seja possível obter a potência. E, no caso dos dutos longos e estreitos, esses são mantidos abertos, para se obter o torque.

No momento em que o motor ultrapassa o limite de giro do torque máximo, acontece a energização da válvula eletropneumática, que promove a abertura da passagem para que a mistura percorra tanto os dutos curtos, quanto os dutos de grande seção, para se obter uma potência maior.

As válvulas de admissão devem se fechar mais tarde, por meio do uso do variador de fase, de maneira que a eficiência volumétrica dos cilindros seja otimizada. Ou seja, a função principal será permitir que as válvulas de admissão se fechem no momento certo.

Importância do Coletor de Admissão Variável

O coletor de admissão variável é considerado como o pulmão do motor. Afinal de contas, é ele que determina a quantidade de ar que irá receber cada cilindro na câmara de combustão. Através disso, acontece a combustão com a massa de ar que é aspirada.

Nos carros com o sistema de injeção direta, aquele ar que o coletor aspira é admitido e, em seguida, é distribuído pelos cilindros de maneira uniforme. Enquanto que nos veículos que não possuem injeção direta, o coletor contém a mistura de combustível e ar ao longo de câmeras de combustão do motor.

Nesse contexto, a engenharia de produção tem como um dos seus grandes desafios é tanto no desenvolvimento, quanto na produção de modelos de coletores para motores, é a sua adequação da forma ideal para a entrada perfeita de ar nesses coletores.

É o coletor de admissão variável que deve levar o ar da atmosfera ao interior dos cilindros, pois cada motor apresenta um limite de quantidade de ar que ele consegue aspirar, estando em condições normais, em virtude da perda do ar por atrito com paredes do coletor e também por bombeamento.

Há uma forma de fazer com que o limite de admissão seja elevado sem turbinar, que é fazendo com que o coletor se transforme em uma câmera de ressonância.

Essa ressonância consiste na tendência de o sistema oscilar na máxima amplitude em determinadas frequências, que são mais conhecidas como frequências ressonantes. Até as forças periódicas são capazes de produzir vibrações em grande amplitude nessas frequências, uma vez que a energia vibracional é armazenada pelo sistema.

Em grande parte dos casos, a frequência de ressonância é quase a mesma que a frequência natural do sistema.

Quando se trata do coletor de admissão variável, os meios usados para que o ar entre na ressonância são o Efeito Ram e o Ressonador de Helmholtz.

Ressonador de Helmholtz

Ressonador de Helmholtz

Os dutos usados em um coletor de admissão têm uma razão para serem curvos. Sabe aqueles vários caminhos que precisam ser percorridos até a chegada aos cilindros? Eles são feitos assim para permitir que todos os dutos apresentem o mesmo comprimento. Com isso, o processo de ar se torna mais homogêneo.

Além disso, os cilindros passam a trabalhar de uma forma mais similar, e o funcionamento do carro de torna mais constante também.

Em geral, o seu funcionamento é bem simples. Normalmente, a válvula de potência é fechada. Com isso, quando é atingida uma rotação de 3.300 RPM, a câmara começa a entrar em ressonância. A escolha dessa rotação é feita para maximizar o torque. Nessa hora, as câmaras passam a trabalhar sem que haja nenhuma conexão entre elas.

Em seguida, acontece a comunicação imediata entre as duas galerias. A interferência existente entre elas faz com que toda oscilação de ressonância remanescente que acontecer entre elas seja destruída. Assim, o sistema passa a operar como se só existisse uma câmara.

Dessa forma, quando o motor está a uma velocidade mais alta, o volume de cada um dos tubos tende a formar as suas próprias frequências ressonantes.

Com isso, é possível escolher as dimensões para que se possa ativar as ondas de pressão de ressonância, elevando o carregamento dos cilindros.

 

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