Nos últimos anos, a indústria automotiva tem tentado de todas as formas melhorar a eficiência de seus motores, maximizando o desempenho e reduzindo o consumo de combustível.
Nesse sentido, a taxa de compressão desempenha um papel muito importante.
Vamos analisar primeiro o que é a taxa de compressão, e depois ver o porque ela tem aumentado tanto recentemente.
Confira:
O que é taxa de compressão em um motor?
A taxa de compressão em um motor é a proporção de quantas vezes o combustível será comprimido dentro da câmera de combustão. Uma taxa de 10:1 é como se você comprimisse uma caixa com um litro de leite até ela ficar com um volume de apenas 100 ml, digamos assim.
Em uma explicação mais técnica, a taxa de compressão é uma medida que indica a proporção entre o volume da câmara de combustão quando o pistão está no ponto morto superior (PMS) e o volume quando está no ponto morto inferior (PMI).
Basicamente, é a relação entre o espaço disponível na câmara de combustão antes e depois da compressão do ar e combustível. Essa relação é expressa numericamente, como por exemplo 10:1 ou 12:1.
Quanto maior a taxa de compressão, maior será a pressão resultante após a combustão. Essa pressão elevada gera uma força maior sobre o pistão, resultando em mais energia mecânica convertida.
Além disso, uma alta taxa de compressão também promove uma queima mais completa do combustível, pois quanto mais alta a pressão na câmara durante a explosão, melhor será a mistura ar-combustível e menos resíduos serão emitidos.
Por que os motores estão com taxas de compressão tão altas?
Se aumentamos a pressão interna do bloco do motor, a combustão acontece mais rapidamente, e também de uma forma mais eficiente.
Por isso, as montadoras tem a cada dia aumentado mais e mais a taxa de compressão, para conseguir entregar um motor mais eficiente, econômico e também com melhor desempenho.
Quais são as taxas de compressão comuns para carros a gasolina, para motos, para motores diesel e para carros da F1?
Dentre os motores a gasolina de carros comuns de passeio, os motores SkyActiv da Mazda tem uma das taxas de compressão mais altas, na faixa de 14,0:1, mas no geral esse número fica entre 10,0:1 a 12,5:1.
Antigamente, os carros tinham taxa de compressão bem mais baixas, por causa da má qualidade do combustível, e também pela baixa tecnologia dos motores.
Um Dodge Charger brasileiro dos anos 70 tem taxa de compressão de pouco mais de 8,0:1.
Motos comuns tem taxa de compressão entre 9,0:1 e 11,0:1, ao passo que motos esportivas e de competição chegam a ter taxa de 14,7:1.
Motores diesel modernos, com injeção direta, tem uma construção muito mais robusta, e por isso conseguem usar taxas de até 23:1. Como resultado, tem números de torque altíssimos, muito eficiente.
Motores diesel mais antigos ainda assim tem taxas altas. O motor MWM 229 da F-1000, por exemplo, tem taxa de 16,6:1.
Os carros de F1 tem taxa máxima de 18:1, de acordo com as regras da FIA.
Como a taxa de compressão afeta o desempenho do motor
A relação entre taxa de compressão e desempenho do motor é direta. Um aumento na taxa de compressão promove melhorias significativas em diversos aspectos do desempenho.
Por exemplo, a potência e o torque são aumentados, o que resulta em uma aceleração mais rápida e uma resposta imediata ao pisar no acelerador. Além disso, a taxa de compressão também influencia na eficiência do consumo de combustível.
Com uma taxa de compressão elevada, o motor aproveita melhor a energia liberada durante a combustão, diminuindo a quantidade necessária para produzir determinada quantidade de potência.
Isso se traduz em um menor consumo de combustível e maior autonomia para o veículo.
No entanto, um aumento excessivo na taxa de compressão pode levar à detonação do combustível (knocking) e danificar os componentes do motor.
Por isso, é necessário encontrar um equilíbrio entre ganhos de desempenho e confiabilidade do motor ao definir a taxa de compressão ideal.
Benefícios da alta taxa de compressão nos motores atuais
Maior eficiência energética e economia de combustível
Quando se fala em tecnologia automotiva, a busca por maior eficiência energética e economia de combustível é um dos principais objetivos das montadoras. E a alta taxa de compressão nos motores desempenha um papel fundamental nesse sentido.
Ao comprimir o ar e o combustível dentro do cilindro a uma taxa maior, ocorre uma melhor queima da mistura, proporcionando um aproveitamento mais eficiente da energia do combustível.
Isso resulta em uma redução significativa no consumo de combustível, permitindo que os automóveis modernos rodem mais quilômetros por litro.
Melhor desempenho e potência do motor
Outra vantagem notável da alta taxa de compressão nos motores atuais é o ganho em desempenho e potência.
Comprimindo a mistura ar-combustível em uma proporção maior, é possível obter uma explosão mais poderosa dentro do cilindro, traduzindo-se em maior torque e aceleração.
Motores com alta taxa de compressão tendem a ser mais responsivos ao acelerador, proporcionando uma sensação mais esportiva ao dirigir.
Redução das emissões poluentes
A preocupação com o meio ambiente tem impulsionado avanços na indústria automotiva para reduzir as emissões poluentes dos veículos. E aqui entra a importância da alta taxa de compressão nos motores atuais.
Ao otimizar a queima do combustível dentro do cilindro, a alta taxa de compressão contribui para uma redução significativa na emissão de poluentes, como dióxido de carbono (CO2), óxidos de nitrogênio (NOx) e partículas sólidas. Essa tecnologia permite que os automóveis se tornem mais ambientalmente amigáveis, alinhados às legislações cada vez mais rigorosas em relação aos padrões de emissões.
Desafios enfrentados pelos motores com alta taxa de compressão
Detonação do combustível (batida de pino, ou knocking)
Uma das principais dificuldades que os motores com alta taxa de compressão enfrentam é a detonação do combustível, também conhecida como batida de pino, ou knocking.
Esse fenômeno ocorre quando o combustível entra em ignição de forma não controlada, resultando em uma explosão indesejada dentro da câmara de combustão.
A detonação pode causar danos aos pistões, bielas e outros componentes do motor, além de reduzir o desempenho e a eficiência. Para combater a detonação, os fabricantes têm implementado diversas soluções.
Uma delas é o uso de sensores (knock sensors) que monitoram as vibrações na câmara de combustão e detectam possíveis sinais de detonação.
Com base nessas informações, o sistema eletrônico do motor pode ajustar o momento da ignição e a quantidade de combustível injetado para evitar a detonação precoce.
Necessidade de combustíveis com maior octanagem
Outro desafio enfrentado pelos motores com alta taxa de compressão é a necessidade de utilizar combustíveis com maior octanagem. A octanagem é uma medida da resistência à detonação dos combustíveis.
Quanto mais alta for a taxa de compressão do motor, maior será a tendência à detonação prematura do combustível. Portanto, é necessário utilizar um combustível com maior resistência à detonação para evitar problemas.
Além disso, a tecnologia de injeção direta de combustível também contribui para minimizar os efeitos da detonação, permitindo uma melhor distribuição do combustível dentro da câmara de combustão.
Quer receber todas as nossas notícias em tempo real?Acesse nossos exclusivos: Canal do Whatsapp e Canal do Telegram!
