"Por causa de um cravo, perdeu-se a ferradura;
Por causa da ferradura, perdeu-se o cavalo;
Por causa do cavalo, perdeu-se a guerra;
Por causa de um cravo, perdeu-se um reinado."
Por causa da ferradura, perdeu-se o cavalo;
Por causa do cavalo, perdeu-se a guerra;
Por causa de um cravo, perdeu-se um reinado."
Na preparação de um motor, nada pode ser desprezado. Algo tão elementar como as molas de válvulas, responsáveis pelo retorno das válvulas após estas serem impulsionadas pelo comando (ou pelos balanceiros, em motores com comando no bloco), é o que limitou por alguns bons anos o limite de rotações dos motores de Fórmula 1 - causando muitas quebras neste período.
O problema começa quando as válvulas não conseguem acompanhar a frequência de funcionamento transmitida pelo comando ou pelos balanceiros. Devido a fenômenos causados pela inércia e ressonância, as molas começam a vacilar em seu funcionamento, causando a flutuação das válvulas quando estas voltam à sede - elas quicam e giram ao invés de retornar de maneira estável.
Quando isso ocorre, há vazamento de fluxo na câmara de combustão, causando funcionamento instável e perda de performance. Na pior das hipóteses, o pistão atinge a válvula, iniciando um trem de eventos desastrosos ao motor. É o fenômeno mostrado no (excelente e didático) vídeo acima. Uma catástrofe mecânica causada por uma simples mola de válvula...
Quando isso ocorre, há vazamento de fluxo na câmara de combustão, causando funcionamento instável e perda de performance. Na pior das hipóteses, o pistão atinge a válvula, iniciando um trem de eventos desastrosos ao motor. É o fenômeno mostrado no (excelente e didático) vídeo acima. Uma catástrofe mecânica causada por uma simples mola de válvula...
Por isso, é importante que a carga das molas seja dimensionada ao comando de válvulas: a falta causará flutuação ou quebras, mas o excesso pode causar fadiga prematura no trem de válvulas.
Veja as molas de válvula apresentando comportamento vacilante no vídeo abaixo.
No vídeo que abre o post, os engenheiros consideravam empregar o sistema Desmodrônico criado pela Ducati, que dispensa as molas em prol de um sistema de cames e balanceiros para fechar as válvulas. Um dos poucos automóveis a empregar este sistema foi o Mercedes 300 SLR - aquele que venceu a Mile Miglia em 1955 conduzido por Stirling Moss.
Hoje, a Fórmula 1 utiliza um sistema pneumático no fechamento das válvulas, o que permite as rotações estratosféricas que vemos na telinha. E no mundo da preparação dos mortais endinheirados, o titânio tem sido usado nos retentores e válvulas de propulsores que giram por volta de 10.000rpm. Por ser um metal altamente resistente, mas principalmente leve, o sistema todo trabalha com uma inércia menor, prevenindo até certo ponto a flutuação...
"Por causa de uma mola, perdeu-se o pistão;
Por causa do pistão; perdeu-se o motor
Por causa do motor, perdeu-se a corrida;
Por causa da corrida, perdeu-se todo o campeonato"
Por causa do pistão; perdeu-se o motor
Por causa do motor, perdeu-se a corrida;
Por causa da corrida, perdeu-se todo o campeonato"
4 comentários:
Juliano, usamos por muito tempo molas de válvulas de titânio no dragster. Ocorre que embora realmente mais leves, elas quebram com certa facilidade, sendo então preteridas pelas manley triplas de aço. Esse é um assunto que penamos por muito tempo com nosso motor, que usa cabeçotes com arquitetura Chevy Big Block. Tivemos vários problemas de quebra de tuchos, todos creditados ao excesso de carga de mola, que estavam com 540lbs inicial, 1100lbs final. Acontece que com menos carga tinhamos problemas de flutuação depois de uns 8600rpm, ou seja, tinha algo de muito errado... Depois de muitos problemas, encontramos a solução, a mais prosaica de todas. Usávamos tuchos Crane, que já passava por problemas financeiros, e que depois descobrimos que estava economizando no tratamento térmico. Trocamos o sistema por tuchos Jesel, e resolvido. Hoje, na desmontagem do cabeçote, tiramos tudo do lugar e cada mola, uma a uma, é calibrada com uso de calços. Isso é feito pelo menos duas vezes por fim de semana, e o número de calços utilizados cresce a cada desmontagem. Esse é um assunto de grande relevância na montagem de motores de grande desempenho, especialmente os que viram à rotações absurdas, como um motor de 8,6 litros, comprimido com 52psi e que chega a 9800rpm...
Fala Smusp! Muito bacana o seu relato, acrescenta bastante coisa.
Realmente, o uso de molas de titânio é restrito a Drag Racing e requer trocas frequentes. Já retentores e as próprias válvulas feitas neste metal, vemos em vários motores preparados atualmente, mesmo em motores de fábrica!
[]s!
Fui lendo o texto e pensando: e o desmodrômico, e o desmodrômico... Mas não demorou muito e o Mestre Barata contemplou o assunto.
Nestes motores de alto desempenho, o problema principal é a massa ou o fluxo de calor tb e crítico? As válvulas com núcleo de sódio são viáveis ou não?
Nestas infinitas andanças pela internet lembro de ter lido de comandos “tradicionais” mas não com a mola convencional espiral, mas sim uma mola de torção fazendo o retorno da válvula. Mas não me lembro onde vi.
Henrique Sousa
Fala Henrique! No caso destas quebras de molas, o calor não é um elemento relevante, pois suas causas são exclusivamente mecânicas - inércia do conjunto da válvula e ressonância da frequencia de funcionamento da mola.
Agora, redução de calor é um benefício inegável para performance, basicamente porque temperaturas mais baixas permitem misturas mais densas no mesmo volume admitido - explosões mais ricas em energia. Nisso, entram as valvulas "recheadas" com sódio, sistema de admissão que capta ar mais frio (seja de fora do cofre ou da grade do motor), óxido nitroso, intercooler, etc!
Sobre a mola de torção, eu nunca vi algo a respeito. Se vc. topar com o material por aí, pode me encaminhar?
[]s!
Postar um comentário