sexta-feira, 1 de janeiro de 2021

Comparação improvável: como a atual geração de motores Volvo poderia justificar o conceito do motor Cummins ACE?

O desenvolvimento de novas gerações de motores de combustão interna, tanto dentre os de ignição por faísca quanto os Diesel, vem sendo rodeado de aspectos técnicos e burocráticos no tocante a normas de emissões e metas de redução de consumo, mas também sofre com o viés relativamente conservador do público generalista que nem sempre é tão receptivo a tecnologias que pareçam muito revolucionárias. O exemplo da atual linha de motores oferecidos na linha de automóveis Volvo, como a 2ª geração da V60 que teve uma breve passagem pelo mercado brasileiro, é especialmente destacável diante de um foco no downsizing que culminou na produção de versões somente com 3 ou 4 cilindros e injeção direta usando ao menos um turbocompressor como nas Volvo V60 II T5 que vieram para o Brasil somente com motor a gasolina. A utilização de um mesmo bloco para os turbodiesel, que em algumas faixas de potência até recorrem ao sistema twin-turbo, certamente beneficia a economia de escala a ponto de aparentemente tornar redundante qualquer discussão quanto à viabilidade de novos projetos voltados especificamente a motores turbodiesel, mas na prática o programa Volvo Engine Architecture abriu um ótimo precedente para a comparação improvável até com relação ao projeto do motor Cummins ACE desenvolvido em parceria com a Achates Power e destinado a viaturas e equipamentos militares a operar no ciclo Diesel 2-tempos e com a configuração de pistões opostos.
Logo de início já é pertinente destacar que motores Diesel 4-tempos como os desenvolvidos na linha da Volvo dispensam o uso de compressores volumétricos acionados mecanicamente, que são fundamentais em motores Diesel 2-tempos para gerar a pressão de admissão mesmo quando tenham turbocompressor. Nesse sentido, chega a ser curioso que o sistema "twincharger" com um turbo e um blower se aplique a motores Volvo atuais somente em versões de ignição por faísca, tanto entre movidas somente a gasolina quanto em híbridos como o S60 T8 Twin Engine, indo de encontro a críticas um tanto exageradas sobre a aparente complexidade que um motor como o Cummins ACE teria em contraste a outros que também tenham 4 cilindros devido a algumas diferenças cruciais no projeto. Enquanto os motores mais comuns na atualidade tem somente 1 conjunto de pistão e biela por cilindro e um único virabrequim, e até entre motores Diesel 2-tempos essa configuração ter sido a mais comum para aplicações veiculares enquanto os antigos Detroit Diesel reinavam absolutos, o layout do Cummins ACE com 2 pistões por cilindro e os cursos se aproximando do centro de cada cilindro à medida que avançam em direção aos respectivos pontos mortos superiores e o uso de 2 virabrequins sincronizados por um conjunto de engrenagens leva ao erro de crer que seria excessivamente mais complexo em comparação a um motor mais "normal". É especialmente relevante destacar que a total inexistência de cabeçotes nos motores de pistões opostos já reduz consideravelmente a perda de energia do processo de combustão que seria simplesmente irradiada na forma de calor ao invés de ser convertida em força motriz, algo especialmente desejável em meio às metas rigorosas de redução no consumo de combustível nos Estados Unidos e ainda um enquadramento em faixas de tributação por emissão de dióxido de carbono (CO²) mais favoráveis na Europa, e além de dispensar as juntas de cabeçote que são um item particularmente vulnerável também reduz a "assinatura térmica" que parece irrelevante no âmbito de um motor generalista mas beneficia a operadores militares para dificultar a detecção por radares inimigos.
Num período em que até motores de ignição por faísca tem sido alvo de um maior rigor no controle de emissões diante da formação mais intensa de material particulado que também apresentam quando são equipados com a injeção direta a ponto de passar a ser exigido um filtro de material particulado análogo ao DPF que já vinha sendo aplicado aos turbodiesel, o simples fato dos motores Diesel 2-tempos com pistões opostos apresentarem uma redução na formação de óxidos de nitrogênio (NOx) já proporciona uma menor desvantagem no tocante a esse parâmetro. Mesmo que eventualmente o conceito do motor Cummins ACE venha a ser aplicado a um motor destinado a automóveis e possa não chegar a dispensar o SCR, o simples fato de um virabrequim a mais e o dobro de conjuntos de pistão e biela compensarem o investimento diante da eliminação das válvulas de admissão e escape e respectiva sincronização seria perfeitamente justificável por não acarretar um aumento nos custos de produção e na complexidade de novas gerações de motores turbodiesel veiculares com uma configuração mais distinta dos similares de ignição por faísca. Enfim, mesmo recordando que a maior ênfase dada à hibridização na linha Volvo em anos recentes está relacionada a uma infundada oposição ao Diesel, uma improvável (porém inevitável) comparação com o projeto Cummins ACE não deixa de ser especialmente favorável a um inicialmente desacreditado layout de pistões opostos.

2 comentários:

  1. Estão fazendo contrapropaganda para a própria ideologia alarmista, mostrando a viabilidade do motor de combustão interna, e não duvide que as pesquisas de combustíveis sintéticos tornem toda essa legislação obsoleta. E concordo em pleno com o compartilhamento de blocos, isso teria salvado muitos modelos icônicos.

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  2. Se tem a participação dos militares, provavelmente esse motor Cummins ACE tem tudo para dar certo.

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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