O que é a inativação de cilindros.

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O que é a inativação de cilindros.

Mensagempor rdd48856 » 28 abr 2018, 22:41

A inativação de cilindros (também conhecida como cilindrada variável) é uma técnica que permite isolar alguns dos cilindros de um motor, para que, do ponto de vista da combustão, estes deixem de ser tidos em consideração.

Mas por que carga de água é que alguém haveria de querer fazer uma coisa destas?

Para perceber isso é necessário analisar primeiro quando é que a eficiência de um motor é maximizada (vou debruçar-me apenas sobre motores de combustão por ignição comandada, que são os principais beneficiados com esta técnica, como veremos).

A eficiência de um motor é maximizada quando a taxa efetiva de compressão é máxima (mas inferior à que provoca knock).

Isto acontece quando o enchimento do cilindro é maximizado, isto é, por volta da zona da rotação em que é atingido o binário máximo.

Acontece que a maioria dos motores de ignição comandada utiliza uma “borboleta”, como forma de controlar a potência, a qual restringe parcialmente a quantidade de mistura combustível capaz de entrar para dentro do cilindro, e é assim que funcionam durante a maior parte do tempo.

Ora esta restrição faz com que o enchimento do cilindro seja parcial, e por isso, a taxa efetiva de compressão seja mais baixa, o que por sua vez se traduz numa perda de eficiência.

E é aqui que surge o interesse na inativação de cilindros (que pode ser conseguida de 3 ou 4 maneiras diferentes, mas cujo objetivo é sempre o mesmo: isolá-los, voltarei a este assunto mais adiante).

Por exemplo ao inativarmos 2 cilindros, num motor de 4, eu posso abrir mais a borboleta, facilitando a entrada de mais mistura combustível nos restantes dois cilindros, o que por sua ver elevará a taxa de compressão efetiva nestes, aumentando a eficiência da combustão.

E como poderemos inativar os cilindros?

A forma ideal seria desligar fisicamente os pistões da cambota e fechar as válvulas de admissão e as de escape.

Isso eliminaria completamente as perdas por atrito nesses cilindros. Como, que eu saiba, ainda não é possível a separação física entre a cambota e os pistões, resta-nos fechar as válvulas de admissão e as de escape, e parar a injeção e ignição nesses cilindros. E aqui temos várias alternativas.

A forma mais simples, mas não a mais flexível, é utilizar uma cambota modificada, com atuadores, que fazem com que as hastes das válvulas deslizem, por exemplo o caso da VW (ver vídeo seguinte https://www.youtube.com/watch?v=yoohR8sar5g aos 1,02 minutos).

Outra forma é utilizar impulsores cuja ação é condicionada pela pressão de óleo, logo deixam de atuar e a válvula não abre.

O melhor sistema, sem dúvida, é o utilizado pela Fiat nos motores Multiair, que tem atuação electropneumática (ver vídeo seguinte https://www.youtube.com/watch?v=Td9Gz_h7Qpg ) . Todavia na atual implementação apenas as válvulas de admissão são abrangidas. Para poder atuar na inativação de cilindros seria necessário implementá-lo também nas válvulas de escape, o que está em desenvolvimento.

Quanto ao momento de fecho das válvulas temos também variantes.

Podemos optar por fechar as válvulas depois da admissão (com interrupção prévia da injeção), ou depois da ignição.

Em ambas as situações o ar, ou os gases de escape atuam como mola pneumática (de forma semelhante aos amortecedores a ar), durante os vários ciclos de compressão e expansão. Saliento que continuamos a ter perdas por atrito, os ganhos de eficiência resultam apenas da diminuição das perdas de bombagem e do aumento da taxa real de compressão nos cilindros que continuam ativos.

Um dos problemas que poderão resultar da inativação de cilindros seria o desgaste desigual entre os cilindros, uma vez que os cilindros a sofrer inativação seriam sempre os mesmos. Todavia ser for utilizado o sistema electropneumático qualquer um dos cilindros pode ser desativado, pelo que se poderia ir alternando os cilindros a desativar.

Discussão aqui: viewtopic.php?f=7&t=17617
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