terça-feira, 25 de outubro de 2022

Refletindo sobre o turbo como um importante aliado para os motores Diesel

É inegável a importância que a indução forçada, e mais notadamente o turbocompressor, foi essencial à consolidação dos motores Diesel junto a operadores com os mais diferentes perfis, embora seja somente um dentre tantos aperfeiçoamentos que tornam um motor de 2.8L como o da atual geração da Chevrolet S10 capaz de proporcionar um desempenho comparável ao das versões de 6.2L do motor Detroit Diesel V8 que equipou o Humvee militar e as primeiras versões do Hummer de especificação civil, e pode até ser páreo para algumas versões de 6.5L também... Naturalmente é necessário observar outros aspectos, com destaque para a quantidade de válvulas por cilindro e o tipo de injeção, bem como as evoluções no gerenciamento eletrônico que só passou a ser efetivamente obrigatório no Brasil a partir do ano-modelo 2012 mas já era uma realidade nos Estados Unidos ao menos em veículos civis também para os motores Diesel quando a partir de '95 uma compatibilidade com a plataforma de diagnóstico eletrônico de falhas OBD-2 tornou-se obrigatória por lá. E mesmo considerando que a implementação de motores Diesel em veículos esteve sempre norteada por parâmetros essencialmente utilitários, outra curiosidade é como foi facilitado o downsizing no Brasil, ao passo que o princípio do there is no replacement for displacement prevaleceu nos Estados Unidos e ainda se observa junto a uma parte do público de utilitários por lá.

Um caso a observar é do motor Isuzu 4JA1-L de 2.5L que usava o turbo mais como um compensador de altitude, embora na 2ª geração da caminhonete Isuzu D-Max tenha deixado de ser usado nas versões 4X4 à medida que tal configuração passava a ser mais apreciada por consumidores generalistas mundo afora, e a bem da verdade já acabava sendo relegado a versões mais austeras de tração simples desde a 1ª geração. A produção continuada da Isuzu D-Max de 2ª geração na Índia ainda deu uma sobrevida ao 4JA1-L somente para as versões de tração simples, cujo público consumidor dessa configuração ainda é considerado mais austero em algumas regiões e portanto visto como mais propenso a aceitar um motor tão pé-duro, em contraste com a forma que o motor Isuzu RZ4E-TC de apenas 1.9L ganha espaço entre consumidores com um perfil mais "recreativo" que tende a se atribuir às versões 4X4 em partes da Ásia e da África, cobrindo áreas onde as normas de emissões Euro-2 e Euro-4 permanecem em vigor, e ainda na Índia onde a norma Bharat Stage 6 equivale à Euro-6. Com o gerenciamento eletrônico alçado a uma condição de extrema relevância para alcançar o enquadramento em normas mais rigorosas de emissões, ironicamente o desempenho das versões Euro-4 e Euro-6 da D-Max de 2ª geração segue austero, apesar da adoção de injeção eletrônica common-rail em substituição à bomba injetora distributiva, e o turbo de geometria variável associado ao intercooler pudesse sugerir muito mais que uma mera compensação de altutide vinda desde a época que a 1ª geração recorria ao turbocompressor em todas as versões Diesel.

Um caso que proporciona boa base para avaliar o quanto o turbocompressor tornou-se tão indispensável ao enquadramento em normas de emissões mais rigorosas é o da Toyota Hilux, cuja atual geração ainda tem disponibilizado somente em países onde as normas Euro-2 seguem em vigor o mesmo motor 5L-E de 3.0L que no Brasil era usado na última Hilux quadrada até 2005 como opção mais simples ao 1KZ-TE que já recebia o turbocompressor, com ambos recorrendo à injeção indireta. À medida que a injeção direta conquistava espaço na linha de motores Diesel leves da Toyota, e o sistema common-rail alçado à hegemonia ao longo das duas últimas décadas, o turbocompressor deixava de ser tão "exótico" mesmo aos olhos de uma parte mais austera/conservadora do público das pick-ups médias, com a Hilux sendo a última da categoria a ter oferecido um motor Diesel de aspiração natural no Brasil. Em outros mercados a situação foi diferente a exemplo da Europa, onde o motor 2L de 2.4L com injeção indireta e aspiração natural ganhou sobrevida nas versões 4X2 da Hilux quadrada enquanto as 4X4 recebiam o 2L-T dotado de turbo embora a injeção indireta só fosse abolida por lá a partir do final de 2001, com a introdução do motor 2KD-FTV de 2.5L para todas as versões já enquadrado nas normas Euro-3 sempre com o turbo e a injeção direta do tipo common-rail, mas em calibrações de potência e torque ainda bastante austeras e à primeira vista bastante parelhas com o que o 5L-E ainda proporcionava no modelo argentino vendido no Brasil até o encerramento da produção da Hilux quadrada em 2005.
Convém lembrar que o turbocompressor pode proporcionar uma compensação dos efeitos da altitude na carga de ar de admissão para o motor, embora até esse benefício possa ser um tanto limitado em alguns momentos devido às diferenças na pressão atmosférica levando a uma maior demora para que o volume de gases de escape se torne suficiente para impulsionar a turbina e o compressor efetivamente mantenha um fluxo de ar comparável ao que seria suprido mais próximo do nível médio do mar, e portanto seria o caso de se especular até que ponto um motor com aspiração natural e cilindrada mais alta se mantivesse tolerável aos olhos de uma parte do público. Um rigor eventualmente maior com a manutenção se se faz necessário com a presença do turbocompressor, principalmente com relação ao óleo lubrificante devido às condições de alta temperatura e as rotações extremas que o dispositivo atinge e ainda pode sustentar por um tempo após o desligamento do motor, também assustava uma parte muito expressiva do público que ainda tratava caminhonetes de concepção tradicional mais como uma ferramenta de trabalho. Antes que as caminhonetes médias passarem a ter um direcionamento maior também a um perfil de uso mais generalista/recreativo, que assimilava com facilidade a imagem dos motores turbodiesel como um fator de prestígio, a aspiração natural até podia atender satisfatoriamente a alguns operadores mas já parecia um tanto limitada.

Lançar um olhar sobre o supercharger como uma opção para a indução forçada, com uma resposta mais instantânea dsede baixas rotações em comparação ao turbocompressor, pode parecer tentador à primeira vista, embora na prática também apresente uma série de limitações que às vezes torna até surpreendente ainda ser utilizado em veículos de produção em série como o Volvo V90, além do mais que a linha atual de motores da Volvo apresenta uma alta modularidade entre os motores a gasolina e os turbodiesel. Vale destacar que o supercharger requer um acoplamento ao motor para ser acionado, que geralmente se faz a uma relação fixa com a rotação do motor e portanto anulando uma eventual capacidade de compensar variações de pressão atmosférica, e mesmo aumentando o desempenho acarreta em mais arrasto tal qual ocorre com absolutamente qualquer acessório acionado diretamente pelo motor, e de certa forma contra as premissas de uma maior eficiência geral que se espera por exemplo de versões híbridas que tem sido constantemente apontadas como fogo amigo contra os motores turbodiesel. Nesse caso tão específico do Volvo S90 que no exterior ainda tem versões turbo a gasolina com ou sem o auxílio do supercharger, turbodiesel e twin-turbodiesel, e no Brasil vem apenas com o conjunto motriz híbrido plug-in a gasolina com o turbo associado ao supercharger, a princípio faria mais sentido eliminar o supercharger e recorrer à estratégia adotada nos twin-turbodiesel que usam um impulsionador eletropneumático denominado PowerPulse para basicamente eliminar o turbo-lag.

Fundamental para que motores Diesel como o Cummins B6.7 atualmente usado nas caminhonetes Ram 2500 ganhassem espaço tanto junto a quem antes consideraria apenas motores V8 big-block ou até V10 a gasolina adequados para serviço pesado quanto para um uso mais recreativo, e sem sombra de dúvidas também tendo se provado utíl em viaturas de serviços de emergência como a polícia, o turbo ainda traz uma certa previsibilidade aos parâmetros de funcionamento do motor em diversas condiões ambientais que facilita até o controle de emissões. Em meio à histeria ecoterrorista que fomenta a demonização dos motores de combustão interna de um modo geral, pode-se atribuir até mesmo a viabilidade técnica atual e futura de motores Diesel em parte ao próprio turbo, que também possibilita a um motor de cilindrada razoável em proporção ao tamanho de cada veículo e respectivas faixas de rotação superarem algumas dificuldades no tocante ao desempenho acarretadas pelas normas de emissões cada vez mais rigorosas que exigem o uso de dispositivos como filtros de material particulado (DPF) e em alguns casos até o SCR que depende do uso do fluido-padrão ARLA-32/AdBlue/ARNOx-32/DEF para reduzir os óxidos de nitrogênio (NOx). Enfim, especialmente ao longo das últimas duas décadas, o turbo tem se revelado um importante aliado para os motores Diesel.

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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