domingo, 9 de junho de 2013

Injeção de água com metanol: eficaz, mas pouco popular

Não é de hoje que a aspersão de uma mistura de metanol com água na admissão, normalmente numa proporção meio-a-meio, é conhecida por aprimorar o processo de combustão, reduzindo a emissão de poluentes e melhorando a eficiência geral. Já prevista pelo Dr. Rudolf Diesel durante a fase de pesquisas que antecedeu a introdução dos motores de ignição por compressão que tanto amamos, começou a ganhar notoriedade após a aplicação nos aviões P-51 Mustang a partir da II Guerra Mundial como uma "reserva de potência" para situações críticas. Por atuar como um intercooler químico ao absorver calor do ar quando a mistura de água com metanol é pulverizada, resfria e aumenta a densidade da massa de ar, e por conseguinte a concentração de oxigênio, e nos primeiros anos da aviação comercial a jato foi muito usada para facilitar a partida a altas temperaturas ou grandes altitudes.

Uma vantagem proporcionada é a maior resistência à pré-ignição em comparação com outras substâncias usadas para aprimoramento da combustão, como o gás propano (o popular "gás de cozinha", cujo uso em aplicações automotivas é proibido no Brasil) que durante algum tempo teve grande popularidade entre os "Diesel bombers" estrangeiros mas agora vem perdendo espaço em função da maior utilização da injeção eletrônica. Entre os efeitos, os mais notáveis são uma redução significativa da emissão de material particulado (fumaça preta) devido à queima mais completa e aumento do desempenho, mas também pode ser apontada uma redução nas emissões de óxidos de nitrogênio em função das menores temperaturas tanto do ar admitido quanto dos gases de escape, além de reduzir sensivelmente os riscos associados à polimerização da glicerina ao usar óleos vegetais como combustível.

Numa comparação com EGR e SCR, apresenta características peculiares que o colocam um tanto "em cima do muro". Interfere diretamente no processo de combustão como o EGR, mas trazendo benefícios ao invés de prejuízos ao desempenho. Já em comparação com o SCR, as principais diferenças além da composição química é a aspersão no coletor de admissão ao invés do escapamento, além de demandar um volume mais elevado do fluido proporcionalmente ao consumo de óleo diesel. Ainda apresenta outro benefícios, inerentes à maior simplicidade: composto basicamente pelo reservatório, bomba alimentadora e normalmente 2 aspersores montados no coletor de admissão, não requer sensores muito sofisticados e tem uma menor suscetibilidade a danos, como pode ocorrer com o SCR em caso de cristalização da uréia ou mediante o uso de fluidos fora de especificação. Caso deseje-se integrar à plataforma OBD-2 como hoje é feito com o SCR, os sensores presentes no escapamento já coletariam os dados necessários para conferir se os níveis de poluição estão controlados satisfatoriamente.

Para reduzir custos em função da disponibilidade limitada do metanol no Brasil, também pode ser usado o etanol. Vale lembrar o caso de alguns veículos de ignição por faísca antigos equipados com carburador e movidos apenas a etanol em que o coletor de admissão chegava a congelar quando a mistura ar/combustível passava rumo aos cilindros. A aspersão de etanol puro, porém, pode não ser tão recomendada, visto que a mistura com água confere uma maior resistência à pré-ignição associada à elevada compressão de um motor do ciclo Diesel.

12 comentários:

  1. Pode usar em motor maçarico ou só turbinado?

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    1. Até pode usar num motor aspirado, mas normalmente os benefícios ficam mais restritos a altitudes elevadas ou altas temperaturas.

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  2. Olá, neste caso, tem uma dosagem específica para a injeção do metanol/ água no motor?
    pode se dar a entrada da mistura direto na sucção de ar da turbina ou um em cada entrada da admissão?
    Obrigado.

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    1. Pelo que eu me lembre, o mais comum é ser depois do turbo. A dosagem pode variar de acordo com condições de carga, pressão atmosférica e temperatura ambiente.

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  3. Amigo, seria possível fazer um sistema simples de injeção, usando bomba de combustível mais bico injetor com botão debaixo do acelerador, tipo kick down. A intenção é usar num MWM X-10 4,3 turbo de 150cv.
    A mistura água/etanol seria injetada conforme a capacidade máxima do injetor. No caso poderia se utilizar o injetor de um Mille EP por exemplo e ir anotando as melhoras com injetores maiores.
    Lendo isso tudo, posso apontar a relação com a minha picape em dias de chuva. Como uso snorkel, em dias de chuva a saturação de umidade na admissão aumenta muito, e nessa condição o consumo reduz cerca de 0,5km/l em rodovias e as respostas do acelerador melhoram muito. A relação que eu tinha em dias de chuva era por temperatura de admissão mais baixa, mas a correlação correta então seria pelo aumento de umidade na admissão, sendo assim, penso que seria possível testar sem riscos de quebras pois como o motor é de grande deslocamentpo volumétrico, o risco de um calço hidráulico é mínimo.

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    1. Mas é justamente esse incremento na umidade que proporciona uma temperatura mais baixa na admissão, visto que absorve calor latente de vaporização.

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  4. Ressucitando o assunto; focando em motores pequenos como de motos onde um turbo é normalmente inviável, seria praticável instalar um KIT semelhante ao citado pelo EDINTRUDER (aquele kick down)? qual a posição da injeção: boca do cabeçote OU antes da borboleta/guilhotina do acelerador (antes do carburador)?

    obrigado! também queria dizer que achei muito legal a pagina, assuntos muito bons que não podem se perder!! coisas antigas que são muito influentes e o mercado faz de conta que nunca existiu... =)

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    1. Embora seja raro, é possível instalar turbo em motos. Quanto à posição do aspersor de água com álcool num motor a gasolina, ficaria antes da borboleta do acelerador. Em aviões, fluidos de base alcoólica são usados também para combater a formação de gelo no carburador e sempre posicionados antes da borboleta.

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  5. bom dia, tenho uma pajero sport turbo diesel, e desenvolvi um equipamento para colocar alcool no motor a diesel, ficou com muito mais força e praticamente sem fumaça. o resultado esta sendo ótimo, em breve estaremos comercializando

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    1. Já está disponível para comercialização? Quero instalar num motor Mitsubishi 4m41!

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  6. Gostaria de saber qual a taxa nescessário pra essa mistura

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    1. Vai variar de acordo com a temperatura ambiente e a umidade relativa do ar, mas não é muito alta a proporção de água com álcool pelo volume de ar admitido. Mais importante é a aspersão ser fina o suficiente para espalhar mais homogeneamente gotas menores para aumentar a absorção de calor e promover a evaporação.

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It's not always viable to retain the stock gear ratios after converting a vehicle to Diesel power, due to different revving patterns. Therefore, some differential ratio or even an entire transmission swap might eventually be essential to enjoy a suitable performance in all driving conditions and the fuel savings.

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