sábado, 13 de junho de 2020

Refletindo sobre como o motor BMW M10 a gasolina e um derivado destinado à Fórmula 1 podem ser precedentes improváveis da aptidão que algum turbodiesel com 4 cilindros tenha para fazer frente a um V6

Pode parecer num primeiro momento que não faça tanto sentido iniciar uma reflexão sobre motores Diesel tomando por referência um motor a gasolina feito pela BMW de '62 a '88 equipando modelos da série 2 como o 1602 produzido de '66 a '77, além do mais quando esse mesmo acabou servindo de base para o que o tricampeão de Fórmula 1 Nelson Piquet usou para conquistar o 2º título em '83 em plena "era turbo" com aquele que viria a ser o último motor com 4 cilindros na categoria máxima do automobilismo e também o último baseado num projeto destinado à produção em série. Entretanto, o fato de ter se mantido competitivo diante de motores V6 especialmente numa era em que a mitigação do turbo-lag era ainda mais desafiadora permanece inspirador em busca de soluções que conciliem as demandas por eficiência e desempenho em meio a normativas de emissões cada vez mais rígidas. E o que parece à primeira vista improvável de se repetir junto aos motores Diesel, tem no fim das contas um ótimo precedente.
É impossível deixar de fazer uma analogia entre os motores BMW da série M10, como o M116 usado no 1602 produzido de '66 a '75, e o Cummins ISF2.8 cuja principal referência no mercado brasileiro é hoje o uso nas versões mais leves da 2ª geração dos caminhões Volkswagen Delivery. Naturalmente o fato do M116 ser superquadrado com o diâmetro dos pistões de 84mm maior que o curso de 71mm já o torna mais favorável à operação em faixas de rotação mais altas, tomando por referência os regimes de potência máxima de 85cv a 5800 RPM para o M116 de rua, apesar do M12 da Fórmula 1 recorrer ao diâmetro de 89,2mm e curso de 60mm levando a alcançar com o auxílio de um turbo potências na casa de 800cv a 9700 RPM na configuração para os treinos classificatórios na temporada '83. Já para o motor Cummins ISF2.8 o fato de ser um motor subquadrado com o diâmetro de 94mm menor que o curso de 100mm privilegia o torque em regimes de baixa rotação, e o projeto original não prevê tanta opção por variações no diâmetro ou no curso mas tem mais outras características dignas de nota.
O motor Cummins ISF2.8 é configurado com 4 válvulas por cilindro mesmo recorrendo ao comando simples (SOHC), enquanto no caso dos motores BMW M10 foi necessário substituir o cabeçote com comando simples por um especial com comando duplo (DOHC) passando de duas para 4 válvulas por cilindro no motor BMW M12 de Fórmula 1. A princípio poderia soar vantajoso oferecer também um cabeçote DOHC caso venha a ser desenvolvida uma versão mais sofisticada para que o ISF2.8 atenda mais facilmente às expectativas de um público mais exigente em comparação a uma simplicidade que é mais apreciada em veículos utilitários comerciais, mas no fim das contas como um cabeçote SOHC não impede que se recorra à configuração com 4 válvulas por cilindro a menor inércia comparando a um DOHC mantém-se desejável devido à redução de atritos internos sem sacrificar um melhor fluxo em faixas de rotação que podem ser consideradas de média a alta no que se refere a motores Diesel. E assim, uma comparação entre um motor "de Fórmula 1" e o de um caminhão leve soa menos absurda.
Em que pesem as óbvias diferenças entre um caminhão Volkswagen Delivery Express e um SUV de alto luxo como o Audi Q8, a proximidade das faixas de cilindrada ainda permite uma comparação até certo ponto equilibrada entre a simplicidade do Cummins ISF2.8 e toda a sofisticação do 3.0 V6 TDI. Por mais surpreendente que possa parecer num primeiro momento, o 3.0 TDI chega a ser ainda mais subquadrado com diâmetro de 83mm e curso de 91,4mm mesmo sendo destinado a operar em faixas de rotação consideravelmente mais altas que de certa forma enfatizam junto a um público mais amplo e diversificado as vantagens que um turbodiesel pode apresentar diante de um similar a gasolina mas que costumavam ser mais apreciadas em segmentos mais específicos. No tocante à sobrealimentação, é importante recordar que o ISF2.8 foi projetado para atender a aplicações mais sensíveis ao impacto do custo e portanto recorre a um turbocompressor convencional de geometria fixa com controle de pressão por válvula de prioridade, enquanto o 3.0 TDI lança mão de toda a complexidade do turbo de geometria variável controlado eletronicamente que não deixa sombra de dúvidas quanto à relevância tanto para valores absolutos de potência e torque claramente superiores numa proporção maior que a diferença de cilindrada quanto pelos picos em regimes superiores mais altos. Vale destacar que para um turbo de geometria fixa "encher" mais rápido já em regimes de rotação mais modestos, precisa ter um tamanho mais compacto que se torne mais restritivo à medida que se aumente em demasia as rotações, embora tal fator seja até justificável num caminhão enquanto pode desagradar consumidores de SUVs.
Embora não seja de se esperar que o público-alvo dum modelo da categoria do Audi Q8 vá se dar por satisfeito com um Cummins ISF2.8 ajustado para 150cv a 3500 RPM e 36,7 kgfm entre 1500 e 2800 RPM ou 156cv a 3200 RPM e 43,8 kgfm de 1500 a 2400 RPM tendo à disposição o 3.0 V6 TDI com 231cv a 3250 RPM e 51 kgfm entre 1750 e 3250 RPM ou 286cv de 3500 a 4000 RPM e 61 kgfm de 2250 a 3250 RPM, não deixa de ser interessante considerar que um motor mais rústico eventualmente possa ser uma boa referência inicial para que se desenvolva uma alternativa relativamente mais barata sem sacrificar a competitividade. Considerando que a proporção entre diâmetro e curso não vá definir de forma incontestável a aptidão de um motor para operar em faixas de rotação mais amplas, e que a tecnologia aplicada ao turbo também faz uma diferença significativa, é injusto classificar os motores com 4 cilindros como inerentemente "inferiores" a um V6. Enfim, por mais que ainda possa soar um tanto improvável, motores mais despretensiosos podem proporcionar boas surpresas...

3 comentários:

  1. Nunca me ha encantado tanto la Formula 1 como los rallys, todavia es interesante ese punto acerca del motor M12 y lo que se puede hacer con un turbodiesel más sencillo de hoy.

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  2. E depois que acabou a era turbo, ainda tinha muito motor V8 e V12, e hoje só dá V6 até por força de regulamento. Se de repente pudesse voltar a ter motor de 4 cilindros na Fórmula 1, eu não duvido que tentassem usar algum motor de moto esportiva mexido.

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  3. Olha que interessante. Nunca imaginei que alguém podia olhar para um caminhãozinho desses e já pensar nos motores da Fórmula 1. Mas realmente é muito melhor dar atenção para a parte técnica do que para o Lewis Hamilton achando que é o cara. Ele consegue ser mais chato que o Maradona.

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Nem sempre é viável manter as relações de marcha originais após converter um veículo para Diesel, em função dos regimes de rotação diferenciados. Portanto, uma alteração das relações de diferencial ou até a substituição do câmbio podem ser essenciais para manter um desempenho adequado a todas as condições de uso e a economia de combustível.

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.

Mais informação sobre relações de marcha / more info about gear ratios
http://dzulnutz.blogspot.com/2016/03/relacao-de-marcha-refletindo-sobre.html