Inovações tecnológicas do motor de três cilindros da Volkswagen

A Volkswagen inicia uma nova fase no Brasil ao produzir no interior de São Paulo, em São Carlos, a motorização EA211, o primeiro motor de três cilindros desse novo momento que atravessa a indústria automobilista nacional, com foco na maior eficiência energética e menor consumo de combustível. Para isso a marca introduziu um pacote completo de soluções tecnológicas que você vai conhecer a seguir..

Foi realizado intenso trabalho na redução de atrito dos componentes do motor e na aplicação de recursos tecnológicos inéditos nessa faixa de cilindrada. Com 999 cm³ de cilindrada e instalado em posição transversal no Fox BlueMotion, o motor difere do existente na Europa por permitir rodar com gasolina, etanol ou a mistura dos dois combustíveis em qualquer proporção.

Sua potência máxima é de 75 cv (55 kW) a 6.250 rpm, quando abastecido com gasolina, e de 82 cv (60 kW) à mesma rotação, com etanol. O torque máximo é de, respectivamente, 9,7 kgfm (gasolina) e 10,4 kgfm (etanol), e ocorre a partir de 3000 rpm e se mantém por longa faixa de rotações. Já a partir de 2.000 rpm mais de 85% do torque máximo está disponível.

Quando comparado com um motor de mesma cilindrada, mas com quatro cilindros, o EA211 1.0l é 24 kg mais leve. A utilização de alumínio tanto no bloco, quanto no cabeçote do motor colaboram para essa redução.

A construção com três cilindros significa não apenas menor número de componentes – como biela, pistão e mancais –, como também menor perda de calor, o que aumenta sua eficiência térmica quando comparado a um motor de quatro cilindros.

Os cilindros têm maior diâmetro (são 74,5 mm, com 76,4 mm de curso), o que permite melhor enchimento da câmara de combustão. Combinada a essa característica está a vela de ignição colocada em posição central, entre as válvulas de admissão e escape, o que garante melhor frente de chama, maior velocidade e eficiência na queima da mistura ar-combustível e consequente maior eficiência térmica.

As bielas foram melhoradas e possuem desenho inovador. Cerca de 20% mais leves do que as convencionais, têm menor seção transversal e são guiadas no virabrequim.

A otimização da construção do motor está presente também na árvore de manivelas (virabrequim), que tem menor quantidade de contrapesos e o diâmetro de seus mancais principais reduzido. A massa total (peso) do componente foi reduzida, proporcionando menores inércia e atrito e aumentando a eficiência do conjunto.

Com quatro válvulas por cilindro, sendo duas para admissão e duas para escape, ou seja, é um motor 12 válvulas, e não 16 como de costume, possui comando de admissão variável – a variação é contínua, o que reduz consumo de combustível e emissões e melhora sensivelmente a resposta do motor em baixos regimes de rotação. A taxa de compressão é de 11,5:1. As válvulas são acionadas por balancins roletados (RSH, sigla para o termo alemão Rollenschlepphebel), recurso que minimiza o atrito entre os componentes e aprimora sua eficiência.

O cabeçote do EA211 1.0l possui coletor de escape integrado, formando uma peça única, com refrigeração líquida. Isso permite ao motor atingir sua temperatura ideal de funcionamento mais rapidamente, melhorando sua eficiência térmica.

O líquido de arrefecimento leva menos tempo para ser aquecido durante a fase fria do motor, porque recebe o calor dos gases de escape. Por outro lado, em alto regime de utilização, ocorre um controle da temperatura dos gases de escape na entrada do conversor catalítico (catalisador), permitindo que se opere mais tempo com a mistura ar-combustível estequiométrica (ideal).

O conversor catalítico (catalisador), instalado logo na saída do coletor de escape, atinge rapidamente sua temperatura adequada de operação. A chamada fase fria do motor dura menos e são reduzidas as emissões nesse estágio de funcionamento.

A construção da tampa do cabeçote é inovadora, em um processo que integra os eixos de comando (admissão e escape) e os cames de acionamento das válvulas permanentemente sem a necessidade de solda. Esse design permite a redução do diâmetro dos mancais dos eixos e, consequentemente, de atrito.

As polias de acionamento dos eixos de comando de válvulas têm desenho trioval, o que permite estabilização da força na correia dentada e de sua flutuação angular. Esse recurso, além de minimizar atrito e vibração, aumenta a durabilidade do sistema.

O coletor de admissão é feito de material polimérico de alta resistência e baixa rugosidade, garantindo fluxo de ar com baixa restrição. Como em todos os modelos Volkswagen, o conjunto de corpo de borboleta e acelerador é eletrônico.

O motor EA211 1.0l utiliza sistema de ignição com uma bobina por cilindro, o que elimina os cabos de velas e as perdas elétricas, colaborando para maior eficácia na combustão.

Outra solução inovadora adotada no motor EA211 1.0l é o duplo circuito de arrefecimento, que permite temperaturas diferentes para o bloco e para o cabeçote – o sistema utiliza duas válvulas termostáticas. Com esse recurso, é possível utilizar maior temperatura de funcionamento para o bloco, tornando o óleo mais fluido e garantindo menor atrito entre os componentes.

A temperatura de arrefecimento do cabeçote, por sua vez, é menor, o que minimiza a possibilidade de detonação, melhorando o desempenho do veículo e diminuindo o consumo de combustível.

Rodamos apenas utilizando gasolina como combustível o que produz 75 cavalos de potência e torque de 9,7 kgfm. Os valores da Volks estão adequados para a configuração do seu motor, principalmente quando comparado com o Hyundai HB20, que também utiliza motorização com três cilindros e rende 80 cavalos de potência com etanol e 75 cavalos de potência com gasolina. A tecnologia EcoBoost que utiliza motorização sobrealimentada e injeção direta de combustível, tem um rendimento superior, mas ainda não chegou ao Brasil.

Para completar a boa novidade que é o Fox com sua motorização 1.0 litro de três cilindros, os números de consumo foram muito bem recebidos. Por meio das normas brasileiras mais atuais de consumo o modelo faz 12,7 km/l na cidade e 14,4 km/l na estrada (segundo dados do Inmetro oficiais pela Volkswagen).

Mas a equipe da Mecânica Online® conseguiu números melhores: obtivemos 17,3 km/l no perímetro urbano e 22,1 km/l no trecho de estrada. Esses dados foram obtidos com os vidros fechados e apenas com o ventilador funcionando na velocidade dois. No retorno dos testes conseguimos uma média de 17,5 km/l em trecho misto com três pessoas no veículo e ar condicionado ligado. O tanque de combustível tem capacidade de 50 litros.

Tarcisio Dias – Profissional e Técnico em Mecânica, além de Engenheiro Mecatrônico e Radialista, é gerente de conteúdo do Portal Mecânica Online® (www.mecanicaonline.com.br) e desenvolve a Coleção AutoMecânica.