AINDA SOBRE A EVOLUÇÃO TECNOLÓGICA — INJEÇÃO ELETRÔNICA DE COMBUSTÍVEL E MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA DO CICLO OTTO

SE A MÔNICA É DO TAMANHO DO CEBOLINHA E DO CASCÃO, POR QUE ELES A CHAMAM DE BAIXINHA?

Uma nova crise do petróleo levou à retomada do uso do etanol como combustível automotivo em 2003, mas então o carburador já era peça de museu e a injeção eletrônica propiciara o desenvolvimento de motores flexíveis (capazes de queimar tanto etanol quanto gasolina ou uma mistura de ambos em qualquer proporção).

O primeiro veículo nacional "descarburado"  foi o VW Gol GTI — uma série esportiva limitada e cara daquele que se tornou o carro nacional mais popular depois que o Fusca deixou de ser fabricado —, e o primeiro "flexível" foi o Gol Total Flex, que a Volkswagen apresentou em 2003, em comemoração a seus 50 anos de operação no Brasil. Houve também modelos "multicombustível", como o Astra Multifuel, lançado pela GM em 2005, e Siena Tetrafuel, lançado em 2006 pela Fiat. Ambos rodavam tanto com gasolina quanto com etanol e GNV, mas só o modelo da Fiat suportava gasolina sem adição de álcool, como a que é vendida na maioria dos países vizinhos. Por razões que agora não vêm ao caso, a produção desses modelos foi descontinuada, mas os veículos "flex" caíram no gosto do consumidor tupiniquim, e hoje representam 80% da frota nacional.

Anos luz de tecnologia separam os veículos a álcool dos anos 1980 dos flexíveis atuais. Dirigir as carroças de antanho era uma tortura. Além do consumo exagerado e da exigência de manutenção constante, fazer o motor "pegar" e aquecer nas manhãs de inverno era uma provação. Havia gente que deixava o carro ligado enquanto tomava banho, café, e se vestia para o trabalho. Já os flexíveis atuais são igualmente eficientes com qualquer um dos dois combustíveis, isoladamente ou misturados, e o motorista não sente a menor diferença, a não ser a potência, o torque e o consumo ligeiramente superiores quando abastece com etanol.

Essa tecnologia só se tornou possível quando a indústria finalmente aposentou o pré-histórico carburador, que dosava a mistura através de gargulantes (também chamados de “giclês), resultando numa taxa estequiométrica imutável, por volta de 14,6:1 nos modelos à gasolina e 8,4:1 nos modelos a álcool. Isso significa 14,6 e 8,4 mais ar, respectivamente, do que combustível, o que deixa claro quão mais "rica" precisa ser a mistura quando se utiliza o etanol. 

Observação: Por taxa estequiométrica, entenda-se a proporção entre a quantidade de ar e de combustível que chegam até a câmara de combustão, seja através do carburador, seja pelo sistema de injeção eletrônica.

Com a injeção eletrônica, sensores estrategicamente posicionados realizam diversas medições em tempo real e enviam os dados a um módulo, e este promove ajustes na mistura, no ponto de ignição, etc., de maneira a otimizar a queima da mistura. Daí a razão de podermos colocar no tanque dos “flexíveis” gasolina, álcool ou a mistura de ambos em qualquer proporção.

Os principais componentes de um motor atual são basicamente os mesmos usados no início do século passado: cilindros, cabeçote, cárter (espécie de “depósito” de óleo lubrificante), pistões (ou êmbolos), bielas, virabrequim (ou árvore de manivelas) e válvulas (e respectivo mecanismo de acionamento).

Os cilindros ficam no bloco, entre o cabeçote e o cárter. Sobre cada um deles, duas ou mais válvulas acionadas pelo “eixo-comando” abrem e fecham a comunicação entre a câmara de explosão e os dutos de admissão e escapamento. Abaixo dos cilindros, os mancais (apoios) suportam o virabrequim, que é ligado aos pistões por meio de bielas e acoplado a um “volante” metálico cuidadosamente balanceado. No interior de cada cilindro, um pistão realiza movimentos de vai-e-vem milhares de vezes por minuto (vertical nos motores “em linha”, em ângulo nos modelos “em V” e horizontal nos propulsores “boxer”, como os refrigerados a ar que a VW usava no Fusca, na Brasília e nos primeiros Gol, com quatro pistões são contrapostos e trabalhando horizontalmente).

Amanhã a gente continua.

VEÍCULOS FLEX: MELHOR USAR GASOLINA OU ÁLCOOL? (Parte 16)

SUTOR, NE ULTRA CREPIDAM.

Como já foi dito ad nauseam nesta sequência (mas não me custa repetir em atenção a quem está chegando agora), os motores bicombustível que equipam nossos veículos Flex são dimensionados para funcionar tanto com etanol quanto com gasolina — ou com os dois combustíveis misturados em qualquer proporção.

Há quem recomende adicionar álcool à gasolina para aproveitar as propriedades solventes do etanol, que ajudam a evitar o acúmulo de resíduos carboníferos nos bicos injetores. Mas é bom lembrar que a gasolina servida nas bombas dos postos já vem “batizada” com 26% de álcool (para aumentar a octanagem e baratear o produto). Há também quem sugira encher o tanque apenas com gasolina a cada seis meses ou depois de rodar 5 mil quilômetros com álcool, o que ocorrer primeiro, como forma de evitar a formação de depósitos e melhoraria a performance do motor. 

A primeira dica até faz sentido, embora seja mais vantajoso usar gasolina aditivada. Quanto à segunda, o etanol é um combustível “limpo” e, portanto, dispensa aditivos — mesmo assim, alguns postos da bandeira Shell oferecem a versão aditivada. Mas abastecer ou não com gasolina de tempos e tempos, pura ou misturada ao etanol em qualquer proporção, fica a critério do usuário, que não deve ver nisso uma solução para conservar o motor mais limpo ou prolongar sua vida útil.

A partir dos gases resultantes da queima da mistura ar-combustível, um componente chamado sonda lambda identifica o combustível existente no tanque dos veículos Flex (ou a proporção entre o álcool e a gasolina) e informa a central do sistema de injeção, que ajusta o motor para o melhor desempenho. Portanto, pouco importa se você colocou “x” litros de etanol e completou o tanque com gasolina ou vice-versa, pois a sonda lambda reconhecerá a proporção exata de cada um deles e passará essa informação para o módulo da injeção.

No caso dos motores de 3 cilindros — veja mais detalhes nos capítulos em que eu tratei do downsizing —, a regrinha dos 70% pode ser ajustada para 75%, mas ninguém melhor do que o proprietário para acompanhar o consumo de seu veículo, tanque a tanque, e escolher o combustível (ou proporção) que achar mais conveniente. Mas convém ter em mente que o desempenho com álcool costuma ser superior, e que o aumento no consumo acaba sendo compensado pela diferença de preço entre o etanol e a gasolina.

Em viagens por rodovias com pouca oferta de combustível (ou seja, quando os postos ficarem muito distantes uns dos outros) é mais indicado abastecer com gasolina, que garante maior autonomia (mais quilômetros por litro e, consequentemente, por tanque). Em situações emergenciais, o álcool puro (96º GL) vendido em farmácias e drogarias pode ser usado sem problemas (além do preço, naturalmente, que é bem maior que o do etanol vendido nos postos). Mas jamais use o álcool comumente encontrado em supermercados (46º GL), pois ele contém 54% de água. Não acredita? Então experimente colocar um pouc num pires e aproximar um palito de fósforo aceso — em vez do álcool se inflamar, o fósforo é que se apagará.

Independentemente do combustível que você escolher para completar o tanque, o abastecimento deve ser interrompido assim que o bico da bomba desarmar pela primeira vez. Isso porque desde 1988, quando os veículos passaram a ser equipados com um filtro de carvão ativado (cânister) para minimizar a emissão de poluentes, que não se deve encher o tanque “até a boca” — aliás, isso nunca foi uma prática recomendável, pois sempre envolveu o risco de o combustível transbordar e manchar a pintura. Então, autorize o frentista a, quando muito, arredondar o valor. Do contrário, o excesso de combustível pode fluir pelo tubo localizado na parte superior do tanque e atingir o cânister, que foi projetado filtrar os vapores, mas não para entrar em contato com líquidos.

Se você abastece sempre com etanol, a limpeza dos bicos injetores — que as oficinas estão sempre prontas a empurrar para faturar uns trocados a mais — costuma ser desnecessária. Portanto, muito cuidado com a conversa fiada dos adeptos da empurroterapia e picaretas da rebimboca da parfuzeta. 

Conforme a gente viu ao longo desta interminável sequência, a injeção eletrônica é capaz de prover a quantidade de mistura ar-combustível adequada a cada momento específico do funcionamento do motor. Os primeiros modelos eram do tipo monoponto, ou seja, contavam com um único bico injetor, mas os mais modernos são do tipo multiponto, isto é, têm um bico para cada cilindro (veja foto), garantindo um melhor aproveitamento do combustível. Em determinadas situações, a limpeza dos bicos — também chamada de “descarbonização” — e do TBI (corpo de borboleta) pode ser necessária, mas desde que como procedimento corretivo. Em outras palavras, “limpeza preventiva” quando o veículo não apresenta perda de potência ou aumento anormal no consumo é apenas um artifício usado por maus profissionais da reparação automotiva para tomar dinheiro dos incautos.

Amanhã a gente conclui.

VEÍCULOS FLEX: MELHOR USAR GASOLINA OU ÁLCOOL? (Parte 6)

QUANDO ESTAMOS MENTALMENTE LIVRES, NADA MAIS IMPORTA.

Nossos primeiros veículos movidos a álcool eram pródigos em problemas. Componentes que entravam em contato direto com o combustível — como o tanque e respectiva boia — sofriam muito com a corrosão. No carburador, o revestimento aplicado como proteção descamava e entupia os gargulantes. Além disso, a boia da cuba “encharcava”, o combustível percolava, o consumo aumentava e a marcha-lenta oscilava.

Rodar no anda-e-para do trânsito era uma verdadeira agonia, superada somente pela provação que era ligar o motor pela manhã, sobretudo no inverno. O sistema de partida a frio (formado por um pequeno reservatório com gasolina e uma bombinha elétrica) até ajudava, mas muita gente não se lembrava de abastecê-lo ou deixava a gasolina ficava velha (ela não é exatamente perecível, mas perde suas características originais por conta da oxidação dos componentes orgânicos e da evaporação das frações leves, mais voláteis).

A boa notícia é que a tecnologia evoluiu um bocado desde o final da década de 1970, quando os primeiros veículos a álcool pipocaram no Brasil e o slogan “Carro a álcool, você ainda vai ter um”, que deveria estimular o consumidor, passou a ser visto como uma espécie de praga ou maldição. Hoje em dia, no entanto, quem tem um carro Flex só nota a diferença quando abastece, seja pelo preço, seja pela frequência com que precisa parar no posto. Mesmo assim, alguns modelos continuam trazendo o famigerado tanquinho — e ainda tem gente que não se lembra de abastecê-lo, sobretudo se roda com gasolina durante a maior parte do tempo. 

O sistema auxiliar de partida só atua quando há mais de 90% de etanol no tanque e a temperatura está abaixo de 16ºC. Daí ser comum a gasolina do tanquinho a “envelhecer” e o motor, a não “pegar” em temperaturas abaixo de 15°C. O recomendável é substituir a gasolina remanescente a cada 60 dias, de preferência por gasolina Podium — ela custa mais caro, mas como a capacidade dos tanquinhos mal chega a um litro, sua durabilidade compensa o investimento.

Observação: Alguns sistemas injetam gasolina mesmo quando não há necessidade para evitar que a gasolina fique velha (com temperatura abaixo de 20°C, no caso dos Honda, ou em alguns momentos, mesmo nos dias mais quentes, como nos modelos Fiat). 

Outra consequência de deixar o tanquinho seco por muito tempo (o que é comum nas regiões onde o calor predomina durante a maior parte do ano) é o ressecamento do anel de borracha que veda a conexão da bomba elétrica. Portanto, ao menor sinal de vazamento, providencie a substituição do anel.

Quando (e se) você comprar um veículo Flex, dê preferência a um modelo que dispense o tanquinho auxiliar. Fabricantes de sistemas de injeção como Bosch e Magneti Marelli, entre outros, utilizam uma espécie de resistência elétrica (como as de chuveiro) para aquecer o etanol em poucos segundos e injetá-lo na câmara a uma temperatura entre 20°C e 30°C. Mas há soluções ainda mais modernas, como a usada pela Ford no Focus 2.0 — primeiro veículo Flex com injeção direta de combustível. Nesse caso, a pressão com a qual o combustível entra na câmara de combustão é aumentada em 50 vezes, fazendo com que o etanol seja atomizado. Paralelamente, o motor gira dois ciclos sem injeção de combustível, provocando o aquecimento dos cilindros. Assim, o carro “pega” facilmente, mesmo com álcool, em temperaturas de até -10°C (frio que a gente dificilmente enferentará no Brasil). 

Por hoje é só. Continuamos na próxima postagem.

VEÍCULOS FLEX: MELHOR USAR GASOLINA OU ÁLCOOL? (Parte 5)

SEMPRE QUE VOCÊ CHEGAR PONTUALMENTE A UM ENCONTRO, NÃO HAVERÁ NINGUÉM PARA TESTEMUNHAR, MAS SE ATRASAR, A OUTRA PESSOA CERTAMENTE TERÁ CHEGADO ANTES DE VOCÊ.

À luz do que vimos nas postagens anteriores sobre ciclo de compressão e taxa de compressão, tomemos como exemplo um hipotético motor 1.6 de 4 cilindros cuja capacidade de cada cilindro seja de 400 cm³ (medida com o pistão em seu ponto morto inferior, isto é, na posição mais baixa) e de 40 cm³ no ponto morto superior (posição mais alta). Essa diferença se traduz numa razão de compressão de 10:1, ou seja, a mistura pulverizada na câmara é comprimida 10 vezes pelo movimento ascendente do pistão, no ciclo de compressão, até ser inflamada pela centelha produzida pela vela de ignição. 

O que a Nissan fez foi encontrar uma forma de variar essa relação, não para otimizar os motores bicombustível fabricados no Brasil, naturalmente, mas com vistas aos propulsores turbinados de sua marca (voltaremos a esse assunto numa próxima oportunidade). Todavia, dada a diferença entre as taxas de compressão dos motores a gasolina e a álcool, essa tecnologia pode melhorar significativamente o desempenho de nossos veículos Flex.

Devido à diferenças de poder calorífico, a gasolina produz melhores resultados com taxas de compressão em torno de 10:1, ao passo que o etanol requer taxas mais elevadas, entre 11,5:1 e 14:1. Atualmente, o que os fabricantes fazem é estabelecer uma relação que atenda às exigências dos dois combustíveis — uma solução “meia-boca” que, de quebra, aumenta o consumo dos veículos Flex em relação a modelos projetados para usar apenas gasolina, mesmo quando abastecidos com gasolina (com álcool o consumo será sempre maior, já que seu poder calorífico é inferior ao da gasolina e, portanto, requer uma mistura mais “rica”).

Uma taxa de compressão variável permitiria aproveitar o melhor de cada combustível — tendo em vista não só o consumo, mas também o desempenho e a emissão de poluentes. Enquanto essa tecnologia não chega às nossas “carroças”, fica valendo a velha regrinha dos 70% — ou seja, o uso do álcool é mais vantajoso quando seu preço é igual ou inferior a 70% do preço da gasolina. Para facilitar, multiplique o preço do litro da gasolina por 0,7. Se o resultado for superior ao preço do etanol, vale a pena usar esse combustível. 

Mas é bom lembrar que outros aspectos além do preço fazem do álcool uma opção mais vantajosa, como veremos nos próximos capítulos.

VEÍCULOS FLEX: É MELHOR USAR GASOLINA OU ÁLCOOL?

DIGA A UM ADOLESCENTE PARA NÃO FAZER, E ELE FARÁ. DIGA PARA FAZER, E ELE NÃO FARÁ. TENTE ENGANÁ-LO DIZENDO-LHE PARA FAZER O QUE VOCÊ NÃO QUER QUE ELE FAÇA, E ELE OBEDECERÁ E FARÁ. NÃO ENTENDEU? LEIA DE NOVO.

Os veículos “Flex” já representam 80% da frota nacional, mas muitos motoristas ainda têm dúvidas sobre qual combustível utilizar. De modo geral, a regra é abastecer com álcool sempre que seu preço for pelo menos 30% inferior ao da gasolina, mas isso me parece uma visão muito simplista. Então, para responder a pergunta que intitula esta postagem, comecemos voltando no tempo até a década de 70.

A possibilidade de usar o álcool da cana-de-açúcar como combustível automotivo remonta ao início do século passado, mas só passou a ser considerada mais seriamente no brasil no anos 70, já que até então o preço do barril de petróleo no mercado internacional favorecia o uso da gasolina. Mas esse cenário mudou em outubro de 1973, quando a assim chamada “crise do petróleo” reacendeu o interesse mundial por fontes alternativas de energia. O álcool, que sempre fora considerado subproduto do açúcar, passou a desempenhar papel estratégico na economia brasileira e, diante do sucesso do Programa Nacional do Álcool, deixou de ser encarado apenas como resposta a uma crise temporária. 

Em 1975, o governo brasileiro passou a intensificar a produção etanol para substituir a gasolina. Durante algum tempo, os resultados foram alvissareiros, e as montadoras passaram a priorizar a fabricação de carros a álcool (em 1991, aproximadamente 60% da frota nacional eram movidos por essa fonte energética). Mais adiante, porém, uma nova redução no preço do petróleo fez com que a diferença de preço entre os combustíveis desestimulasse o uso do etanol, devido, sobretudo, ao consumo elevado apresentado pelos veículos e a necessidade de manutenção constante (componentes como tanque de combustível, carburador e outros apresentavam sérios problemas de corrosão devido ao contato direto com o produto). Isso sem mencionar que, nos dias mais frios, trafegar com um carro a álcool era uma verdadeira provação, a começar pela dificuldade de fazer o motor “pegar” pela manhã. 

Em 2003, porém, uma nova crise do petróleo voltou a impulsionar o uso do etanol como combustível, mas aí a bola da vez eram os motores flexíveis, capazes de queimar tanto álcool quanto gasolina. O resto é história recente, mas não custa lembrar que o fim da reserva de mercado e a liberação das importações, durante o governo Collor, se não transformaram nossas jurássicas “carroças” em veículos de primeiro mundo, ao menos constituíram um avanço importante, que mais adiante nos traria airbag, freios ABS, controles de estabilidade e tração, transmissão automatizada, piloto automático e a injeção eletrônica de combustível (sem a qual não haveria como produzir motores flexíveis).

Observação: De meados da década de 70, quando os militares proibiram as importações, até o governo do caçador de marajás de araque, que reverteu a proibição, somente uns poucos automóveis de de topo de linha e preços estratosféricos dispunham de ar condicionado, direção hidráulica, transmissão automática e, em raríssimos casos, acionamento elétrico dos vidros das portas — recursos atualmente comuns até mesmo nos assim chamados “carros populares”.

Até o final dos anos 1980, quando a injeção eletrônica era largamente utilizada nos países desenvolvidos, o Brasil insistia no obsoleto carburador. O primeiro veículo nacional a aposentar esse anacronismo foi o VW Gol GTI — uma série esportiva limitada (e cara) daquele que se tornou o carro nacional mais popular depois que o Fusca deixou de ser fabricado. Já o primeiro veículo nacional movido a etanol foi o Fiat 147, e o primeiro “bicombustível” foi o Gol “Total Flex”, que a Volkswagen apresentou em 2003, durante a comemoração de seus 50 anos de operação no Brasil.

Continuamos na próxima postagem.

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