Tópicos:
- Coletor de admissão
- Pulsos de ar no coletor de admissão
- Ressonador Helmholtz
- Coletor de admissão com abas giratórias
- Coletor de admissão de comprimento variável
- Válvula DISA
- Coletor de exaustão
Pruitstuk interior:
O coletor de admissão é montado entre o tubo de admissão do filtro de ar e o motor. Os tubos coletores são montados diretamente na seção de admissão do motor, diretamente nas válvulas de admissão. Nos motores a gasolina com injeção indireta, o injetor de combustível também é montado no coletor de admissão. Este injetor pulveriza a gasolina diretamente na válvula de admissão.
Um coletor de admissão não é apenas um monte de canos. A sua forma e acabamento devem oferecer a menor resistência possível ao ar que entra. Todos os cilindros devem receber a mesma quantidade de ar. Os tubos de entrada devem, portanto, ter o mesmo comprimento para todos os cilindros. O coletor de admissão geralmente é feito de plástico, pois é mais barato e menos suscetível ao aquecimento devido às altas temperaturas do que, por exemplo, o metal. O ar no coletor de admissão deve permanecer o mais frio possível.
Pulsos de ar no coletor de admissão:
Quando a válvula de admissão está aberta, o ar é aspirado em alta velocidade. A taxa de fluxo de ar no coletor de admissão é alta. Quando a válvula de admissão fecha, o ar ainda não admitido no cilindro colide com a válvula de admissão e provoca um aumento de pressão. Este aumento na pressão provoca um movimento ondulatório no coletor de admissão, que se move contra a direção do fluxo de ar no coletor de admissão. Quando a válvula de admissão abre no momento do retorno da onda de pressão, ocorre o enchimento máximo do cilindro; a onda de pressão garante que ar extra entre na câmara de combustão. No entanto, isso quase nunca acontece, porque a rotação do motor varia e, portanto, a válvula de admissão quase nunca abre no momento ideal para a onda de pressão. Com um coletor de admissão mais longo, levará menos tempo para a onda de pressão retornar à válvula de admissão do que com um coletor de admissão curto. Por este motivo, é útil poder adaptar o comprimento do coletor de admissão às condições de funcionamento do motor (ver parágrafo “coletor de admissão de comprimento variável” ou a utilização de um chamado ressonador Helmholtz.
Ressonador Helmholtz:
Um ressonador Helmholtz é uma câmara de ressonância que recebe ondas de pressão causadas pelo fechamento da válvula de admissão. O ressonador nada mais é do que uma câmara de ar fechada conectada à mangueira de entrada de ar entre o medidor de massa de ar e a válvula borboleta. Um exemplo de ressonador Helmholtz é indicado por uma seta vermelha na figura.
As ondas de pressão que entram no ressonador são refletidas de volta para a válvula de entrada. As ondas de pressão ajudam o movimento do ar para dentro, de modo que um nível de enchimento mais elevado é alcançado. O ressonador também garante que o ruído de admissão seja amortecido, tornando o motor mais silencioso. O motor torna-se, portanto, mais potente e silencioso.
Coletor de admissão com abas giratórias:
Em motores diesel, às vezes são usados coletores de admissão com válvulas de turbulência. Estas válvulas garantem a rotação do ar que entra. Em baixas velocidades, a velocidade do ar pode ser tão baixa (porque o turbo ainda não atingiu a velocidade) que o turbilhão do ar é insuficiente para garantir uma boa mistura com o combustível diesel. A pressão de injeção é separada disso. Se as válvulas não funcionassem, a mistura com o combustível e, portanto, também a combustão final, não seria ideal. Isto significa que o motor consome combustível extra, produz menos potência e emite fuligem.
Quando as válvulas de turbulência precisam ser ligadas, a ventosa é ativada, permitindo que a haste de controle se mova da esquerda para a direita. Ao deslizar a haste de controle, as válvulas podem ser ajustadas na posição desejada.
Coletor de admissão de comprimento variável:
Ao construir um motor, deve-se levar em consideração o comprimento dos dutos de admissão do coletor de admissão. O comprimento dos canais de entrada determina os pulsos de pressão que surgem ao abrir e fechar a válvula de entrada (ver parágrafo sobre pulsos de ar). Se esses dutos de admissão forem sempre longos, o motor terá um torque alto em baixas velocidades, mas a força de tração será cada vez menor em altas velocidades. E vice-versa, se estes forem sempre muito curtos, o motor só terá torque e potência suficientes em velocidades mais altas. Ao utilizar um coletor de admissão variável, o comprimento é ajustado com base nas condições de condução. Aqui estão as 2 situações:
- Tubo de entrada longo: Ao mover o ar por uma distância maior e diminuir o diâmetro do tubo, o ar ganha uma velocidade maior. Isto é muito benéfico em alta velocidade com baixa carga ou em baixa velocidade com alta carga (mais torque).
- Tubo de admissão curto: O ar agora percorre uma distância menor e proporciona melhor enchimento do cilindro em baixa velocidade com baixa carga e em alta velocidade com alta carga (mais potência).
Válvula DISA:
A válvula DISA é encontrada nos coletores de admissão BMW. DISA significa: Differenzierte SaugAnlage. A válvula DISA garante que o fluxo de ar possa ser bloqueado em diferentes partes do coletor de admissão em determinadas velocidades do motor. Isso divide o coletor de admissão em duas partes. Abaixo está uma explicação com três imagens.
Em velocidades baixas ou médias a válvula DISA é fechada. Do corpo do acelerador, o ar flui diretamente para o cilindro 1. Ao direcionar o ar de admissão para a válvula de admissão através de uma seção do coletor, é criada uma velocidade de ar mais alta. Esta maior velocidade do ar faz com que o ar gire e seja possível uma melhor mistura com o combustível injetado.
Quando as válvulas de admissão do cilindro 1 fecham, é criada uma onda de pressão. Como a válvula está fechada, a onda de pressão terá que percorrer um longo caminho através dos tubos de ressonância para fluir até as válvulas de admissão do cilindro 5. A onda de pressão não terá agora influência no fluxo de ar aspirado através do cilindro 5.
Em velocidades mais altas do motor, a válvula DISA abre. Como o comprimento de admissão agora é estendido, maior potência é alcançada em velocidades mais altas.
O ar sugado flui através de ambas as câmaras de ressonância. O rebote do ar após o fechamento da válvula de admissão do cilindro 1 proporciona propulsão do ar que flui para o cilindro 5; o nível de enchimento do cilindro 5 é assim aumentado.
Coletor de escape:
O coletor de escapamento também não é apenas um monte de canos. Quanto mais rápido os gases de exaustão puderem fluir, melhor. Isso não é apenas uma questão de resistência ao fluxo. Afinal, a abertura e o fechamento das válvulas de escape também devem ser levados em consideração.
Exemplo: um quatro cilindros tem ordem de disparo 1-2-4-3. Quando a válvula de escape do segundo cilindro abre, a do primeiro ainda está aberta. Como o período de exaustão do cilindro 2 está apenas começando, o gás flui com uma pressão maior do que no caso do cilindro 1.
Se o coletor não tiver formato e diâmetro corretos, os gases de exaustão terão problemas de interferência. Os gases de escape do cilindro 1 podem neutralizar os do cilindro 2. Porém, com a construção adequada, ocorre o oposto e os gases do cilindro 1 ajudam a extrair os gases de escape restantes do cilindro 2. Este é especialmente o caso do chamado coletor Spaghetti (na imagem abaixo).
Alguns motores a gasolina e a maioria dos motores a diesel têm outro gás de escape turbo montado no coletor. Este é montado no coletor o mais rápido possível após a curva, para retardar o mínimo possível o fluxo de ar.
O ruído infernal de um motor sem silenciadores de escapamento é causado pelos gases de escapamento que fluem sob grande pressão e velocidade, fazendo o ar vibrar. A silenciador deve reduzir esta pressão e velocidade.
