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31 de outubro de 2011

MOTORES GRANDES E ECONÔMICOS: ISSO É POSSÍVEL?


Hoje em dia, a pressão por menor consumo vem de todos os lados. Seja por causa do crescente preço do petróleo nos últimos anos, seja por causa de ambientalistas alarmados com o aquecimento global, seja pelas ameaças do fim do petróleo, a ordem do dia é reduzir o consumo dos veículos.

A Europa está encontrando a sua solução no diesel e, para os carros a gasolina, na utilização de motores menores equipados com turbocompressores, chamado de "downsizing". A idéia no primeiro caso é aproveitar o melhor rendimento térmico inerente ao ciclo Diesel, enquanto que no segundo é aumentar o rendimento térmico fazendo o motor trabalhar em cargas mais altas por ter menor deslocamento volumétrico mantendo a reserva de torque e potência através do turbocompressor. Na prática, troca-se um motor de 2 litros de aspiração natural por um de 1,4 litro turbocomprimido. Durante o uso normal ele será econômico como um 1,4 litro, mas na hora de "chamar no pé" o turbocompressor lhe dá o desempenho digno de um 2 litros.

Talvez convenha aqui uma pequena explicação sobre a expressão "rendimento térmico": Motores a combustão interna, como é o caso dos nossos conhecidos motores ciclo Otto (ignição por centelha, que caracteriza os atuais motores 4-tempos movidos a gasolina e/ou etanol), são máquinas térmicas que extraem energia do calor e da expansão de gases produzidos pela queima do combustível. Ao queimar gasolina ou etanol, as moléculas são quebradas e uma grande quantidade de energia é liberada com esta queima, sobrando assim compostos de menor energia (gás carbônico e água). Grande parte desta energia é liberada sob a forma de calor, (óbvio, a queima de qualquer coisa gera calor) por isso os motores esquentam e precisam ser arrefecidos. O fato de se necessitar arrefecer um motor demonstra que parte da energia do combustível teve que ser jogada fora sob a forma de calor.

Sendo assim, parte da energia do combustível é usada para mover o motor e o que mais estiver ligado a ele (o carro), enquanto que parte se perde. "Rendimento térmico" é a porcentagem da energia do combustível que efetivamente se transforma em movimento, que é o que queremos de um motor de automóvel. Num motor ciclo Otto, o rendimento máximo com a tecnologia que temos hoje gira na casa de 35%, ou seja, dos 27 MJ (megajoules) contidos em 1 litro de gasolina, apenas 9,5 MJ chegam efetivamente ao volante do motor, os outros 17,5 MJ são jogados fora através do radiador e do escapamento.

Fazer um motor ser mais econômico, portanto, é tentar aumentar ao máximo o rendimento térmico dele. Para completar o quadro, estes 35% só ocorrem em situações ideais, a uma determinada rotação e a uma determinada carga. Quanto mais nos afastarmos destes valores de rotação e carga, menor será o rendimento térmico, ou seja, mais combustível será necessário para se fazer o mesmo trabalho. O rendimento térmico de um motor depende diretamente da PME (pressão média efetiva), assunto que foi tratado aqui no blog de forma brilhante pelo AAD. Do post dele, pode-se ver que existem curvas de consumo de um motor. No gráfico a seguir, 100 representa a condição de máximo rendimento de um motor, enquanto que as outras linhas representam o aumento consumo em % em relação ao máximo rendimento do motor. Por exemplo, a curva 131 indica que é consumido 31% a mais de combustível para se gerar a mesma quantidade de energia mecânica (de movimento) do que no ponto 100. Se, no ponto 100, o motor precisa de 1 litro de gasolina para gerar 9,5 MJ, em qualquer ponto da curva 131 este mesmo litro de gasolina gerará apenas 7,25 MJ, ou seja, o rendimento térmico do motor cairá de 35% para apenas 26,7%, sendo assim uma parcela maior do combustível estará sendo desperdiçada sob a forma de calor.




Pelos gráficos do post do AAD, percebe-se que o motor atinge seu rendimento máximo a aproximadamente 80% de carga e 1/3 do arco de rotação. Nesta condição ideal é que acontece o maior rendimento térmico e, portanto, a maior economia. Portanto, o segredo é fazer o motor trabalhar o máximo possível perto desta condição.

Porém, nem tudo são flores. Nesta condição, o motor dá uma quantidade X de potência. Só que o carro tem necessidades variáveis de potência de acordo com a utilização que o motorista quer fazer. Para amenizar um pouco as coisas, a curva de potência de um motor a um determinado nível de carga é crescente. Sendo assim, é possível tentar manter o motor o mais próximo possível do nível máximo de rendimento para a potência necessária. Este ajuste é feito pelo câmbio, cujas relações de marcha ajustam a rotação do motor à velocidade das rodas. E é neste conceito que se encaixam os câmbios de muitas marchas:

São muitas opções de relações de marcha para que haja uma grande gama de possibilidades de se casar as diversas velocidades com as diversas potências requeridas, sempre tentando manter o motor na condição mais econômica possível para o seu maior rendimento. Pelo gráfico a seguir vê-se que um motor pode gerar toda uma gama de potências diferentes em regime de alta carga (as curvas de potência e torque sempre são apresentadas com carga máxima no motor).




E o que motores grandes têm a ver com isso? Simples, eles sempre foram considerados mais beberrões e ineficientes do que seus irmãos pequenos. Isto sempre aconteceu porque tradicionalmente sempre se calculava a última marcha de forma que a rotação de potência máxima casasse com a velocidade máxima a ser alcançada pelo carro. Ou seja, se com um motor V-6 de 250 cv o carro conseguisse atingir 230 km/h e a rotação em que os 250 cv ocorrem fosse de 5.600 rpm, calculava-se a última marcha (normalmente 4 nos câmbios manuais e 3 nos automáticos) de forma que 230 km/h correspondessem a justamente 5.600 rpm. Sendo assim, a 100 km/h o carro estaria a 2.400 rpm. Só que se um motor em carga máxima gera 250 cv a 5.600 rpm, gera algo perto de 120 cv a 2.400 rpm. Como a potência necessária para se manter uma determinada velocidade aumenta de forma cúbica, se 250 cv são necessários para atingir 230 km/h, para se manter 100 km/h seriam necessários apenas 20 cv, ou seja, 17% de carga. Pelos gráficos do AAD, pode-se facilmente notar que com 17% de carga, o motor é muito ineficiente.

Por este motivo, motores menores eram mais econômicos num mesmo carro: Suponha que o mesmo carro tivesse uma versão 4-cilindros que desenvolvesse 120 cv a 5.600 rpm. Sua máxima seria de 180 km/h, então sua última marcha seria calculada de forma que a 180 o carro estivesse a 5.600 rpm. Portanto, a 100 km/h, o motor estaria a 3.100 rpm. Se ele desenvolve 120 cv a 5.600, deve desenvolver algo perto 70 cv a 100 km/h. A esta velocidade, ele continua precisando dos mesmos 20 cv, que agora representam 28% de carga. 28% ainda é longe do ideal, mas com certeza apresenta um rendimento melhor do que o carro V-6 de 250 cv que está com 17% de carga nas mesmas condições. Está entendido agora por que o consumo rodoviário de um Opala 6-cilindros era maior do que um de 4-cilindros à mesma velocidade?




No gráfico acima, a linha verde representa os pontos de menor consumo possível para todo o arco de rotações do motor. Reparem que esta condição sempre ocorre a aproximadamente 80% de carga. Como a potência de um motor é determinada por Torque x Rotação e sendo o torque de pouca variação ao longo do arco de rotações, tem-se que a curva de potência é bem parecida com a curva a plena carga (gráfico anterior). Sendo assim, para cada potência necessária numa determinada situação, sempre há uma rotação em que eu possa obtê-la da forma mais econômica possível. E esta forma econômica passa por tentar obtê-la a uma rotação que o motor esteja mais próximo quanto possível dos 80% de carga.

Nos anos 70, com as primeiras crises do petróleo, começou-se a olhar para o consumo de combustível com certa preocupação. Nesta época começaram a surgir os câmbios com marchas adicionais, acima da última marcha, voltados para a economia ("overdrive" ou sobremarcha). Aqui no Brasil, o primeiro câmbio de 5 marchas com sobremarcha foi o do Corcel II, em 1979, que tinha um câmbio 4+E (4 marchas + sobremarcha para economia). A Ford fez este câmbio da forma mais simples possível, pegando o 4 marchas e adicionando uma 5ª marcha mais longa (sobremarcha). Foi logo seguida pelas outras, sendo que a última que adotou esta solução foi a VW em 1985, sendo que em 1983 chegou a fazer um câmbio 4 marchas "3+E" para suprir a falta de um câmbio de 5 marchas com sobremarcha em seus carros, que já foi abordado aqui no AE.

Ironicamente, a título de curiosidade, o câmbio dos primeiros Fusca dos anos 50 era praticamente um 3+E. O pequeno motor de 1.131 cm³ e 25 cv (líquidos) não dava conta de fazê-lo passar de 100 km/h, velocidade que quase podia ser atingida em 3ª marcha, ficando assim a 4ª marcha como sobremarcha. Com o aumento da cilindrada e potência deste motor, a 4ª marcha acabou virando marcha real, em vez de sobremarcha.

Ultimamente têm-se deixado de usar no Brasil o conceito de 4+E, notadamente nos carros com motor de 1 litro. O BS têm observado esta preferência pelos 5 marchas em detrimento do 4+E em vários de seus posts aqui no AE. Para fazer os 1 litro ficarem mais ágeis na arrancada, encurta-se as primeiras marchas para que eles sejam capazes de dar um "pulo" na saída, só que assim acabam encurtando todo o câmbio, que passa a ser um 5-marchas real. Outro motivo para isso é que o brasileiro não gosta de reduzir marcha para enfrentar uma subida na estrada, pois ele "mede" a força do carro pela facilidade de enfrentar uma subida em última marcha. Se um carro de 1 litro começar a "pedir" muita redução de marcha na subida, será logo tachado de "carro fraco". O que o consumidor não percebe é que uma sobremarcha poderia tornar o carro mais confortavelmente silencioso na estrada, fazendo com que o motor não berrasse a 120 km/h por estar girando a 4.500 rpm e ainda trazendo uma maior economia no uso rodoviário.

Ok, na Europa estão resolvendo este problema com downsizing, como já foi afirmado. Porém, nos EUA, o consumidor é resistente às soluções européias: motores Diesel, motores pequenos e motores turbocomprimidos. Americano gosta de motor grande, a gasolina e de muitos cilindros, justamente os que sempre foram muito beberrões e hoje tornaram-se o inimigo número 1 dos que pressionam por redução de consumo. Uma outra característica do americano, que neste caso é muito positiva, é o gosto por câmbios automáticos. Significa que o consumidor dos EUA não se importa em delegar ao veículo o controle de que marcha deve ser engatada, ao contrário dos europeus, que preferem as caixas manuais.

Uma vez que o consumidor americano não quer nem saber que marcha está sendo usada, os projetistas têm agora muita liberdade para escolher o número e as relações das marchas. Se antes o comum era que houvesse poucas marchas por razão de custo de produção e pela grande elasticidade característica dos grandes motores americanos, hoje a tendência se inverteu, mesmo nos câmbios automáticos: Muitas relações de marcha, de forma que sempre haja uma marcha próxima que mantenha o motor em alta carga e com alto rendimento térmico nas situações típicas de dia a dia.

Se o europeu fez um downsizing de motor, o americano está fazendo um verdadeiro downsizing de rotações. Em vez de ter um motor de 1,4 litro girando a 4.000 rpm, têm-se um motor de 2,8 litros girando a apenas 2.000 rpm. Por incrível que possa parecer, o consumo e a potência destes dois motores nestas situações descritas tendem a ser muito próximos, pois o motor grande tende a compensar o seu maior tamanho fazendo menos ciclos, por girar mais devagar. Nos dois casos, há a reserva de potência que o consumidor quer: para o europeu, ao pisar fundo no acelerador entra o turbocompressor que faz o motor encher mais e entregar mais potência, já do outro lado do Atlântico, ao pisar fundo no acelerador, quem atua é o câmbio, reduzindo a marcha e fazendo o motor entregar toda a sua potência em alta rotação e alta carga, tirando proveito da alta cilindrada. Sim, com a transmissão adequada, é possível fazer um motor grande ser econômico!

Em 2011, o Ford Mustang recebeu um novo motor V-6 de 3,7 litros de deslocamento, 305 hp (309 cv) de potência e 280 lbf·ft (38,7 m·kgf) de torque. É um motor todo em alumínio, DOHC, bem moderno, como se pode comprovar por suas respeitáveis marcas de potência e torque por litro (83,5 cv/l e 10,46 m·kgf/l). Este motor veio casado com um moderno câmbio automático de 6 marchas. Com este conjunto, a Ford anunciou que o Mustang 2011 era o primeiro carro de mais de 300 hp com consumo de mais de 30 mpg (12,75 kml). Precisamente, o consumo rodoviário estimado pela EPA (Environmental Protection Agency, Agência de Proteção Ambiental) é de 31 mpg (13,2 km/l).

Imagine um carro de 1.600 kg (na versão fechada), com motor V-6 de 309 cv fazendo mais de 13 km/l de gasolina na estrada. Isto fica mais impressionante ainda quando se descobre que a mesma EPA estima o consumo do Toyota Corolla em 34 mpg, (14,5 km/l), sendo que o Corolla é equipado com um nada empolgante 4 cilindros 1,8 l de 134 cv e pesa 1.250 kg. O Mustang pesa 350 kg a mais, tem um motor V-6 com mais que o dobro da cilindrada e da potência e consome apenas 9% a mais que o Corolla. Realmente impressionante!

É possível fazer um V-6 de 3,7 l ficar econômico, a Ford conseguiu. E como conseguiu? Basta olhar as relações de marcha deste câmbio: relação de 6ª marcha de 0,691:1 e diferencial de 2,73:1, longuíssimos, que com os grandes pneus que equipam o carro fazem com que a 88 mph (142 km/h) o motor esteja girando a baixíssimas 2.000 rpm. Se fosse possível atingir 6.500 rpm em 6ª marcha, o carro estaria a fantásticos 460 km/h, velocidade a que ele obviamente nunca chegará.

Relações de marcha do Mustang

1ª - 4,171:1
2ª - 2,340:1
3ª - 1,521:1
4ª - 1,143:1
5ª - 0,867:1
6ª - 0,691:1
Diferencial: 2,73:1

Relações finais (marcha x diferencial), velocidade por 1.000 rpm e velocidade a 6.500 rpm

1ª - 11,387:1 11,8 76,5
2ª - 6,388:1 21,0 136,4
3ª - 4,152:1 32,3 209,9
4ª - 3,120:1 43,0 279,3
5ª - 2,367:1 56,6 368,2
6ª - 1,886:1 71,4 462,0

Olhando as relações de marcha do carro, vê-se que a 4ª marcha tem uma relação próxima de 1:1, que costumava ser a relação de última marcha nos anos 70 (par de engrenagem ou prise direta). O diferencial é de 2,73:1, condizente com o que era usado nos motores de 300 cv da época. Além disso, se o a injeção não limitasse eletronicamente a velocidade máxima a 180 km/h, ele teria máxima próxima de 250 km/h, indicando claramente que a 4ª seria a maior candidata a ser sua última marcha.

Conclui-se, portanto, que o câmbio do Mustang é nada menos que um 4+2E, ou seja, 4 marchas mais 2 sobremarchas voltadas para a economia. Está revelada a "mágica" por trás de arrancar 13 km/l de um carro de 309 cv e 1.600 kg.

Este caso explica o porquê de se utilizar atualmente câmbios automáticos de muitas marchas, principalmente em carros com motores grandes e torcudos, caso em que elas teoricamente seriam necessárias menos segundo a antiga escola. A solução ideal seria o câmbio CVT (Continuously Variable Transmission - Transmissão Continuamente Variável), em que pode-se ter praticamente infinitas relações de transmissão e, com um CVT comandado eletronicamente, escolher sempre a que mantém o motor na condição de máxima eficiência possível para aquela condição de uso, mas infelizmente estes câmbios não se dão muito bem com valores muito altos de torque, como os presentes nos motores grandes. Daí a opção por câmbios de 6, 7 ou até 8 marchas, já se falando em 9..

Outro problema em relação aos carros americanos é que, além de usarem seus motores de forma mais eficiente, eles precisam "emagrecer", pois o gosto por carros grandes faz com que estes sejam pesados, o que leva ao alto consumo, principalmente em trânsito urbano. Os impressionantes números de consumo rodoviário do Mustang não se repetem no ciclo urbano, situação em que ele faz nada emocionantes 19 mpg (8 km/l). Nesta hora, o Corolla vai à forra: 26 mpg (11 km/l) na cidade, mesmo tendo um câmbio automático de apenas 4 marchas. Se na estrada o Mustang gasta apenas 9% a mais, na cidade ele gasta 27% a mais. Isto porque não há milagre que tire 1.600 kg da inércia de forma econômica. Uma vez que o trânsito urbano é composto por muito anda-e-pára, o peso acaba tendo uma importância muito maior para o consumo urbano.

A diminuição da rotação em favor da carga foi uma grande alternativa da indústria americana para fazer face ao desafio de reduzir o consumo. Até agora, conseguiram manter vivo o motor grande com esta estratégia. Mas infelizmente a pressão por redução de consumo continuará e os carros precisarão ser mais leves e aerodinâmicos para acompanhar. Mas espero que o uso mais eficiente de motores grandes permita que tenhamos carros menores e mais econômicos, mas com boa reserva de potência à disposição do pé direito para continuar acelerando o nosso coração de entusiastas.

CMF


54 comentários:

  1. Excelente explicação! Parabéns à equipe AE.

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  2. Muito bom o post, gostei!! Gostava também do FIT com câmbio CVT, por que a honda tirou? Se não me engano a Renault está usando um CVT. Tem ideia do consumo dos renautl?

    Agora, deve ser lindo um motor 1.4 turbo com cambio CVT e uma boa eletronica!

    Abraços

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  3. Um carro que está com um câmbio CVT espetacular é o Renault Fluence, que belo carro!

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  4. Boa explicação!

    Quebra aquela mentalidade (tosca) de alguns que motor pequeno necessariamente é mais econômico.

    E para encerrar o meu comentário, uma frase interessante que ouço sempre:

    "Quem gosta de motorzinho é dentista!!!"

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  5. O norte-americano não aceita reduzir seus padrões em prol de menos consumo nem mesmo em época de crise. Eles continuarão com seus gigantes carros até que o país quebre de vez, é o american way of life que foi implantado na cabeça deles e não quer sair, eles preferem hipotecar a casa a realizarem concessões no seu dia-a-dia.

    Daí, levar uma Dodge RAM ao movimento em cada semáforo acaba gastando muito mesmo, só que aí um compra um FIAT 500 e fica encantado com o consumo mínimo do carro e não consegue mais voltar pro trambolho gastador.

    Já ouviu falar naquela coisa de "não provei, mas não gosto"? É o que eles fazem. Nesse ponto os europeus estão muito mais evoluídos.

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    1. Não é só norte-americano que não gosta de motor pequeno, fiquei sabendo que aqui no Brasil, em clínicas que foram feitas com o Cruze, as pessoas falaram que não comprariam um carro grande com motor 1.4 Turbo, preferem o 1.8 aspirado, sendo que esse 1.4 Turbo é muito mais eficiente que o 1.8

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  6. Uma vez nos EUA alugamos um Ford Escape V6, e meu amigo achava estranho que o carro reduzia marcha quando ele acelerava. É um brasileiro mesmo...

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  7. Muito bom post, obrigado !

    Eu spu apaixinado pelo CVT, minha meta é um carro com ele assim que possível, não só pelo que foi citado no artigo, mas também pela suavidade operacional, o que também se consegue com tantas marchas nos câmbios modernos que você citou.

    Infelizmente aqui, perdeu-se a oportunidade de um bom câmbio de 6 marchas, ou 5+E, brasileiro não vai entender isso, talvez só com a popularização do cãmbio automático. (especialmente se matarem os mitos que existem acerca dos mesmos)

    Adoraria que meu 1.0 tivesse uma sexta marcha mais longa, ela seria perfeitamente utilizável em declives, retas e até em algumas subidas mais amenas.

    Duro é que o cara quer um sedãzinho com 5 pessoas, ar condicionado ligado, porta malas lotado ao ponto do carro andar "sentado", subindo a serra a 80 por hora e em quinta como você bem disse.

    Por causa das massas, todos pagam o preço, assim como os carros flex.

    Quero ver o show de reclamações que teremos com carros 1.0 equipados com "star stop".

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  8. Conteúdo enriquecedor.

    A saída para grandes blocos de motores será, impreterivelmente, recorrer ao hibridismo (motor elétrico segurando a peteca no anda-pára da cidade), para velocidades até 80/100 km/h.

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  9. Sem dúvida o "anda-para" das cidades arruina o consumo de motores grandes. E digo isso com a experiência com meu Omega 4.1, é só pegar um engarrafamento bravo para a média do tanque piorar muito.

    Estou louco para dar uma volta no Cruze manual, exatamente por causa das relações do câmbio, em que pese o diferencial curto. Vejam:

    1: 3,818:1
    2: 2,158:1
    3: 1,475:1
    4: 1,067:1
    5: 0,875:1
    6: 0,744:1
    R: 3,545:1

    Diferencial: 4,176:1

    Uma pena não ter o LTZ com câmbio manual.

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  10. CMF,

    Outra forma de reduzir o consumo que as montadoras americanas exploram em seus enormes motores é cortar cilindros, de tal maneira que em regime de baixo consumo o enorme motor V8 opere com 4 ou até 2 cilindros apenas, como já vi por aqui com o Chrysler 300C e o GM Camaro SS

    Abraços.

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  11. O negócio é fazer carros leves, com motor pequeno e turbo. Conheço um cara que pegou uma Asia Towner SDX, com motor de 800 cm3 e 3 cilindros, e colocou uma turbina pica-pau com 1,2 kilos. Sem o caldeirão de hot dogs no banco traseiro, essa Towner faz 0-200 mais rápido que Camaros de 180 mil reais. Faz falta apenas um aerofólio traseiro para deixar esse bólido no chão em altas velocidades.

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  12. Excelente post, pena que 99% dos brasileiros não entenderia o que está escrito. Mas foi muito bom rever uma pequena parte de minhas aulas de mecânização...jejejeje.

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  13. Viva Detroit!!!
    Vou já pegar a estrada com minha Dodge Dakota RT, e seu câmbio 3+E, trafegar a 120 km/h a 1800 rpm, dar pau em todas as Hilux, Frontiers e Amaroks que se atreverem a não me dar passagem (rsrsrs - só quando eu tô "marvado") e fazer 7,3 km/l no trajeto de casa para fazenda.
    Vida longa aos V8 torcudos.

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  14. O pioneiro, pelo menos nos tempos modernos, na aplicação da receita motor grande com câmbio de muitas marchas com o intuito de obter maior eficiência energética foi o Lexus LS460, de motor V8 e câmbio automático de 8 marchas. Logo em seguida as alemãs BMW e Mercedes adotaram a receita em seus sedans grandes.

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  15. anonimo 31/10/11 14:04, ta brincando ne?!?!
    200km/h nessa joaninha ai? 1,2kg atm? bolido?...
    fala pro teu conhecido comprar um 38itao que sai mais barato e vai dor menos.

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  16. identificando Anonimo 31/10/11 14:54

    Thiago Teixeira

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  17. Bom, parabens pelo post. Excelente materia!
    Tenho um New Focus FC motor bom, 2.0 16v 145cv. Gracas a Deus a ford me deu opcao de so gasolina no tanque, by the way.
    Com a adocao do variador de dutos de admissao e acelerador eletronico esse motor ficou com uma economia incrivel. consigo medias 10,8km/L em cidade/estrada. Acima de 9 na cidade e ate 14,5 na estrada. E andando nesta, a 130 ou 140km/h o motor fica no melhor PME e consegue-se essas medias. mesmo com a/c ligado!
    Mas no transito pesado realmente o consumo fica ingrato. E ai o controle do carro pelo motorista faz uma boa diferenca: Aproveitar bem a energia cinetica, o movimento e controlar a rotacao a nao mais que 2500 giros ajudam bastante.

    Thiago Teixeira

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  18. Raphael Hagi, o Cruze é 5+E. Apesar das relações relativamente curtas, o pneu alto (225/50-17) acaba alongando a transmissão toda. A 120 km/h o motor está a apenas 3000 rpm, rotação boa para um 1,8 litro. Se você comparar com o Mustang, que tem o dobro de potência e cilindrada, os valores dão uma certa vantagem para o Cruze: O Mustang, a 120, está a 1700 rpm, o que é mais da metade da rotação do Cruze. Decerto a melhor aerodinâmica do Cruze faz com que ele exija menos potência para manter-se em cruzeiro. O Cruze deve ser bem econômico em estrada por causa disso.

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  19. Aqui no Brasil, em nome da nossa "virtude" de pobre soberbo, encurtamos as transmissões de todos os carros 1 litro por causa da preguiça e aumentamos a largura os pneus por causa da vaidade.

    O resultado é que agora temos carros pequenos com consumo pior que alguns carros médios com motor 2 litros...

    E aí daquele que for contra!

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  20. Olá Amigos, boa tarde. Apenas para comentar. No ano de 1975, colocamos um pneu aro 15 numa Belina 4 Marchas para economizar.(eramos estudantes ainda). No ano de 2033 coloquei um diferencial 3.15:1 numa Ranger Diesel Cabina Dupla. Grande Post.

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  21. São 33,9 km/h para cada 1000rpm, 5ª marcha do Cruze. Em 6ª, 40 km/h para cada 1000 rpm. Sem dúvida nenhuma é um 5+E. Se tiver potência para encher a 5ª (144cv @ 6300rpm) isso dá uns 213 km/h de final.

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  22. Srs. entusiastas,

    O que seria "carga" aludida no texto?

    Como encontrar "carga" ideal do meu motor (1.6 rocam, fiesta)?

    Obrigado!

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  23. Que belo post Faurjon! Muito bom mesmo! O melhor que já li com suas palavras!

    E vida longa aos motores 6 e 8 cilindros!

    Que a tecnologia nos permita ouvir borbulhantes motores de grandes capacidades cúbicas por muito tempo!

    GiovanniF

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  24. Aconteceu um exemplo disso comigo a pouco tempo a média geral (estrada&cidade) do meu ex 1-litro (11km/l) é pior do que meu atual 1.6L (12,5km/l), assim como eu esperava que fosse.

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  25. Anônimo das 17:48:

    Carga é o quanto você exige do motor. A carga tem relação direta com a depressão dentro do coletor de admissão ("vácuo") e com a PME explicada no texto do AAD (link para ele neste post).

    Num motor ciclo Otto, a modulação da potência é feita restringindo-se a entrada de ar através da borboleta do acelerador. Acelerar nada mais é do que abrir a borboleta e permitir que mais ar entre no motor. Pouco ar entrando indica baixa carga, muito ar entrando indica alta carga.

    Como o motor está sempre tentando "puxar" o ar para dentro, quando a borboleta está fechada (baixa carga), a pressão dentro do coletor fica muito baixa (lembre-se que num motor aspirado a pressão no coletor é sempre abaixo da pressão atmosférica) e quando ela está aberta, mais ar passa e ela aumenta.

    Nisto entra a importância de um instrumento popular nos anos 80 e hoje em desuso, o vacuômetro, que mede justamente a pressão dentro do coletor. Através do vacuômetro, temos clara noção da pressão dentro do coletor de admissão. Um vacuômetro mede o vácio de 1 (vácuo total) até 0 (1 atm), sendo que, ao contrário do que se pensava nos anos 80, em que se procurava manter o vácuo no menor valor possível, hoje em dia o ideal é tentar manter o vacuômetro entre 0,2 e 0,3 com a marcha mais alta possível. Manter em 0 não é bom porque em 100% de carga o motor gasta mais, pois há um enriquecimento da mistura visando maior potência.

    Espero ter ajudado, pois o assunto não é muito simples.

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  26. Lorenzo Frigerio31/10/11 19:38

    Ótimo artigo, Farjoun, mas faltou abordar os sistemas de desligamento automático de cilindros usados nos carros americanos, que se iniciou com o V8-6-4 do Cadillac 1981 e foi retomado mais recentemente pela Chrysler em seu motor Hemi 5.7.
    A idéia é desligar alguns cilindros em situações de pouca demanda, para "encher melhor" os cilindros que permanecem em serviço, aumentando a eficiência do motor.

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  27. Belo post! A bem da verdade, todos sabemos o problema dos 1.0 bebuns aqui: São os câmbios curtos.
    Na cidade, ainda ganham algo devido a carroceria muito leve.
    Mas um carro de 1000kg com um câmbio longo seria bem economico. O problema é ver a VW que recentemente tornou o câmbio do Gol 1.0 menos curto e cobrou mais caro por isso (!)

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  28. Lorenzo, eu particularmente não coloco muita fé nestes sistemas de desligamento de cilindros. É uma outra forma de aumentar a carga do motor, ao desligar alguns dos cilindros, sobrecarrega-se os que sobraram para no final das contas obter o mesmo efeito de aumentar o rendimento térmico através de carga alta.

    Isto foi tentado pela primeira vez nos Cadillac de 1981, com o motor L62, também chamado de V8-6-4, porém apresentou muitos problemas, talvez pela falta de velocidade da eletrônica de então para gerenciar o sistema. Durou apenas 1 ano.

    O recurso retornou na década passada, agora com eletrônica bem mais rápida. Porém, é um sistema mecanicamente caro e complexo, tanto que existe apenas em modelos mais caros. Há o problema de se desligar as válvulas destes cilindros, de forma que eles não se tornem um impedimento para o motor continuar girando.

    Além disso, os cilindros desligados continuam a ter que ser arrastados pelo motor, mesmo sem gerar nada de potência, mas gastando-a com seu atrito.

    Estes são os motivos da minha descrença neste sistema. Acho a solução de se forçar uma rotação mais baixa através de marchas muito longas bem mais simples e eficaz.

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  29. Apenas complementando, o 300C tem um motor 5.7 V8 de 363 CV e faz apenas 25 mpg (10,6 km/l) na estrada. Muito menos eficiente que os 31 mpg do Mustang, não acha?

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  30. Os mais atrasados somos nós, Brasileiros:

    Quando estive no Canadá, aluguei um Chevrolet Cavallier, motor 2,4L de 150cv e transmissão automática 4 velocidades. Consumo rodoviário: 11km/L.

    Minha ex. Saveiro 1,6L Flexivel fazia, com muitissimo sacrificio, 12km/L na gasolina...Tudo isso para gerar 97cv e poder se dar "ao luxo" de queimar alcool ou gasolina, inaugurando a era das gambiarras "de fabrica" e não de fundo de quintal.

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  31. Se ao menos nos dessem a opção de cambios mais longos de fábrica... A coisa já melhoraria demais.

    Andei na estrada com uma meriva 1.8. Fui de SP a Campinas em 5a marcha mantendo 100-110km/h.
    Para alguns, um feito incrível. Para mim, um sinal claro de que a 5a poderia ser BEM mais longa do que é.

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  32. Isto é uma alta literatura, com certeza o melhor blog para ser visitado.

    Lendo os manuais dos veículos sempre reparei que possuem uma faixa de rotação ideal por volta dos 2.500 rpm. Já imaginava que tinha a ver com o ciclo Otto (temperatura, pressão e volume) e com aqueles gráficos que ví na faculdade e ensino médio. Uma pena eu não ter explorado mais este assunto.

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  33. No caso do nosso Brasil, vejo que talvez o turbo possa melhorar um pouco o desempenho do ciclo Otto (consumo) de nossos carros flex, já que eles nunca trabalham na taxa de compressão ideal para o combustível utilizado.

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  34. Marcelo, a VW fazia isso no motor turbo do Golf. Não sei porque ninguém ainda fez isso com o Etanol. Aumenta a pressão de turbo, joga a taxa dinâmica pra cima e tome potência.

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  35. Fluence manual e Corolla sao 5+E?

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  36. Nao gostei tanto do cvt honda fit nao
    Pra que tanto pneu neste cruze? Um bocado de peso...
    Off... Aguardo aqui Cruze, March 1.6 e New Fiesta hatch.

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  37. Fiat 500, Smart, e outros desse tipo pra mim são LIXO. Carro é V8.

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  38. box 666

    Quem tem medo de rpm só gosta de V8 mesmo. Motor ideal pra vc seria um diesel

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  39. Ja repararam como é longa a relacao do Corsa 1.4 Econoflex? Creio que seja um 4+E

    TRANSMISSÃO
    Modelo F15-5 WR / Câmbio manual de 5 marchas à frente sincronizadas; tração dianteira
    Relação de marchas
    1a marcha - 3,73 1
    2a marcha - 1,96 1
    3a marcha - 1,32 1
    4a marcha - 0,95 1
    5a marcha - 0,76 1
    Ré - 3,31 1
    Redução do diferencial 4,19

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  40. Caro Carlos Mauricio Farjoun,

    Porque só a Nissan adota o câmbio toroidal para seus modelos grandes?
    O fluído que faz ao mesmo tempo o resfriamento do câmbio e aumenta o atrito sob pressão é caro e complexo de produzir?
    Ou será que essa é mais uma missão para o nosso engenheiro preferido André Dantas?

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  41. Anônimo, 10:16

    Esse câmbio acoplado ao motor 1,4 Econoflex não é um 4+E uma vêz que o Corsinha consegue dar final em 5ª marcha. Estivesse essa caixa acoplada a um VHC, por exemplo, sem dúvida seria um 4+E. Se você fizer as contas notará que a relação final da 4ª marcha desse câmbio é muito próxima da relação final da 5ª marcha da caixa F-17 HRGS dos VHC. Como a 5ª marcha joga a coisa lá para frente (quase 35 km/h para cada 1000rpm) acho muito improvável que um motor de 1 litro consiga levar a velocidade adiante. Um bom simulador tiraria nossas dúvidas.

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  42. existe um simulador bem simples e leve onde é possível escolher alguns carros ou criar, configura peso, pneus, motor, potencia, torque, relação de marcha, Cx e o programa calcula consumo, velocidade final, 0-100 etc...

    Agora não me recordo qual é, vou dar uma fuçada no pc de casa e posto de volta ou mando no email do AE

    ABs

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  43. Vitor,

    Car Test 2000, ao menos é esse o simulador que eu uso.

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  44. LuizMelloSampayo02/11/11 00:41

    Excelente post, no mínimo faz refletir mais sobre o assunto dq tamanho grande tbm eh documento ateh qt a economia. Dois exemplos disso tive na prática: por alguns anos usei um 75MustangGhia302cid122bhp,automatic3m,em veloc de cruzeiro fazia cerca de 8km/l,n/ época p/curiosidade aluguei um 81MustangCobra140cid131bhp turbo comprimido, mec5m,a 100milhas/h gastava uns 5km/l, o mesmo que minha 81F100Br2.3L; em meu veterano 74Camaro350cid330bhp c/650Carter4v,autom3m,na média de 80milhas/h e a nível do mar,percorri 256kms c/30litros, enquanto meu 77ComodoroGama151S88bhp c/relação na 4m de 0,86over-drive,na média de 130km/h, percorreu a mesma distancia c/35litros. Ab

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  45. Marcelo Junji03/11/11 21:56

    Será que é tão simples assim? È só por relação longa na ultima marcha? Então seria bom se todos os carros tivessem câmbio 5+E. Acho que não fica muito caro para os fabricantes adotar o cambio 5+E, pois o siena 1,0 já o usou. Qual fabricante não iria querer pro
    pagandear um bom consumo rodoviário? Por quê, então, nenhuma adota relação da ultima marcha de modo que, por exemplo, a 120, o motor fique nessa faixa de ótimo rendimento?

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  46. Porque/porquê/por que/por quê brasileiro nao gosta de trocar marcha. Somente autoentusiasta e olha la.

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    Respostas
    1. Brasileiro é bicho esquisito mesmo... não gosta de câmbio "tomático" porque diz que é mais caro, gasta mais, dá mais manutenção, que só gosta de manual para ser mais esportivo, mesmo que seja num golzinho/uninho 1.0...

      Mas na hora de trocar as marchas manualmente, não gosta de reduzir para a 2.a marcha na hora de passar em lombadas, na hora de andar na estrada não gosta de reduzir para a 4.ª quando sobe aclives mais ígremes nem na hora de ultrapassar...

      Brasileiro gosta é de carro elétrico com motor trifásico de corrente alternada, como o Tesla S ou o Nissan Leaf, que não caixa de marchas, basta acelerar e ir pois o motor tem torque pleno desde a primeira rotação, mas não sabe ou não quer admitir...

      Excluir
  47. Em relação a downsizing, que ninguém se esqueça que até agora a Mazda falou que não vai fazer isso e diz ter visto um limite em que tal manobra chega a ser contraproducente. Ela também está contra o uso de turbos indiscriminados.
    A marca reclama da complexidade dos turbos (refrigeração, lubrificação, tubulações, catalisador), e isso porque ela é boa de usar tal recurso (vide o RX-7 e os modelos MPS/Mazdaspeed).

    E, de fato, parece que no resto da linha "para uso civil" eles estão sendo coerentes com essa filosofia. Por ora, seus carros estão com cilindradas "comuns", vide os motores SkyActiv, e no máximo o que vimos foi o uso de ciclo Miller (nos modelos com o SkyActiv 2.0 a gasolina, sem esquecer que já vinha sendo usado em uma versão do Mazda 2, obviamente sem esquecer do Millenia de um passado recente). Também não devemos esquecer que a marca de Hiroshima é a que mais domina ciclos de combustão no mundo (vide Otto, Diesel, Miller e Wankel, sem contar o hidrogênio dos protótipos).
    Abaixo, segue um link que achei a respeito dessa decisão da Mazda de se aferrar aos aspirados

    http://green.autoblog.com/2011/02/15/mazda-against-turbocharging-downsized-engines-to-meet-mpg-goals/

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  48. Marcelo Junji

    Não lembro bem mas esse câmbio de seis marchas do Siena e da Weekend não era um 5+E. Era de seis marchas reais.

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  49. É eu lembro que era um car test.. deve ser o mesmo Eduardo.

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  50. Marcelo Junji06/11/11 15:35

    FVG. Acho que você tem razão, 6 marchas reais. Mas o que eu quis fazer entender, é que um câmbio 5+E agradaria a maioria sem ter alto custo.
    Estou agora com uma doblo, que bem poderia ter uma sexta marcha de economia, e as outras mais curtas, principalmente a segunda.

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  51. Excelente post.

    Uma pena que brasileiro realmente não entenda que a "tecnologia" 'FRECSIS' já nasceu sem futuro, e empurram essas porcarias para todos os consumidores, considerando 10 km/l como um consumo bom. Mas enfim, não entro no mérito!

    Tenho um Ford Focus 1.6 ROCAM à gasolina, e quanto à relação de marchas dele, digo que é bem similar a um 4+E, a Ford fez um excelente trabalho em deixar uma quinta ridiculamente longa (para um 1.6 sem muita potência e com torque máximo baixo, 2750rpm). Resultado é que o carro atinge velocidade máxima em quarta marcha, quase no corte, 190 km/h, fazendo em torno de 15 km/l a 120 (3150 rpm) na estrada. Eu vejo isso como um ponto muito positivo, apesar de o carro ter sido um pouco capado nas retomadas e agilidade pela marcha extremamente longa.

    Outro carro que vejo com bons olhos é o PICANTO. Um 1.0 que tem quinta marcha que dá pouco mais de 3000 rpm a 100 km/h, eu vejo isso como uma boa vantagem, não sei o consumo dele, só andei uma vez, mas não deve ser alto em estrada contando com a relação.

    Essa salada de americano nunca é demais, se tem 5 marchas, por que não adicionar mais uma, mesmo que seja quase inútil? O meu Focus tem um câmbio longo e eu acho que poderia ter uma sexta que ficasse a 2500 rpm a 120 km/h, o carro aguentaria numa boa.

    Att

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  52. Por sinal, esqueci de comentar, quando aluguei um Corvette C6 AT conversível nos EUA, notei que o consumo do mesmo a 60 mph (aproximadamente 96 km/h) era de 30 a 35 mpg (13 km/l), visto que a sexta marcha dele mantinha em torno de 950 1000 rpm a 60 mph, e ainda detinha torque suficientemente bom para uma boa retomada a 1000 rpm!

    Um V8 de 420 hp beber 13 km/l é muito bom. Mas também, nas inevitáveis e gozantes aceleradas, via o computador de bordo indicar 3 mpg, hahahaha.

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