EA-111 16V TURBO Edição: Alexandre Rafael Ziebert Imagens: Divulgação VW Texto: Baseado em Press-Release Oficial VW Data: 03 de Novembro de 2000

O precursor dos motores 1.0 16V brasileiros ganha mais força e potência ao se transformar, também, no primeiro motor turbo brasileiro de 1 litro. Projetado e desenvolvido pela Tecnologia do Produto da Volkswagen do Brasil, em São Bernardo do Campo, e produzido na Fábrica de Motores de São Carlos, o novo motor equipa o Gol (2 e 4 portas) e Parati que estarão disponíveis à partir da quinzena de junho de 2000.

 

Com a sobrealimentação por turbocompressor, o Gol acelera de 0 a 100 km/h em 9.5s e a Parati em 9.8s, chegando às velocidades máximas de 192 km/h e 191 km/h, respectivamente. O desempenho é de motor grande, graças à potência de 112 cv a 5.500 rpm (semelhante a um motor 2.0 aspirado) e torque de 155 Nm a partir de 2.000 giros. Graças à baixa cilindrada o consumo de combustível, semelhante a um carro 1.0 - o Gol Turbo faz 11,5 km/l na cidade, a Parati Turbo, 11,3 km/l e, na estrada, ambos fazem 16,5 km/l.

 

"Para superar a limitação física do motor de 1.0 litro, a VW optou por um sistema de admissão que aumentasse de forma artificial a massa de ar dentro dos cilindros. O resultado foi o 16V Turbo, que gera uma das maiores potências específicas em carros de passeio já vistas no mundo" - diz o engenheiro João Alvarez, gerente executivo responsável pelo desenvolvimento de motores e câmbios da Volkswagen.

 

1.700.000 km de testes

Durante 18 meses, o desenvolvimento do motor turbo de 1 litro envolveu cerca de 350 profissionais das mais variadas áreas de conhecimento: termodinâmica, química, dinâmica de fluídos e de estruturas, acústica, processos, produção, qualidade e logística, entre outros.

A dimensão e a complexidade do "Projeto Turbo" podem ser medidas pelos 50 motores protótipos testados em dinamômetros durante 15.000 horas (equivalente a um motor funcionando ininterruptamente por mais de um ano) e cerca de 70 veículos que rodaram 1.700.000 quilômetros em ruas e estradas do Brasil e de outros países de quatro continentes, em testes funcionais e de durabilidade sob as mais rigorosas condições climáticas.

"Do motor 1.0 16V aspirado foram mantidas as dimensões de curso e diâmetro dos pistões, comprimento de biela, diâmetro de válvulas e dos dutos de admissão do cabeçote. O bloco, e praticamente todas as outras peças, foram reprojetadas para adequar-se às novas condições de operação, muito mais exigentes " - destaca Alvarez.

 

Cerca de 20 inovações tecnológicas foram introduzidas no motor para atender às severas solicitações térmica e mecânica de funcionamento do turbo. Foram desenvolvidos materiais e processos para evitar o desgaste prematuro, refrigerar pistões e válvulas, aumentar a resistência estrutural e térmica do bloco e do coletor de escape. Uma sofisticada tecnologia apoiada em sensores e sistemas eletrônicos melhora o desempenho, o consumo e as emissões do motor, que trabalha sem distribuidor e dispensa o ajuste do ponto de ignição.

 

O turbocompressor

O turbocompressor que equipa o novo motor Volkswagen 1.0 16V Turbo é o GT12, da Allied Signal. Leve e compacto, oferece resposta rápida quando o motorista aciona o acelerador. As dimensões reduzidas permitem uma baixa inércia das peças móveis , favorecendo o torque em todas as faixas de utilização e diminuindo o retardo, conhecido como Turbo Lag.

O Turbo, é formado por duas câmaras metálicas com aspecto de caracol: uma ligada ao escapamento e a outra ao sistema de alimentação do motor. Dentro das câmaras, unidas por um eixo, estão, de um lado, uma turbina e, do outro, um compressor.

Os gases do escapamento fazem a turbina girar, o eixo transfere o movimento para o compressor que aspira o ar da atmosfera através do filtro de ar e o empurra para dentro do motor. Tudo com incrível velocidade e sob altíssimas temperaturas: a turbina em carga máxima gira a 230.000 rotações por minuto, a mistura entra no motor a 270 Km/h, os gases resultantes da combustão passam pelas válvulas de escape a 640 Km/h e entram no sistema de exaustão com uma temperatura de 950 ºC. Uma condição extrema de trabalho que exige refrigeração e lubrificação perfeitas.

 

Quando o motor está funcionando, o óleo lubrificante mantém a temperatura da turbina dentro dos parâmetros exigidos. Quando o carro pára e o motor é desligado, a temperatura sob o capô aumenta. Para evitar o superaquecimento do turbo um circuito suplementar de refrigeração (por efeito termo-sifão) entra em funcionamento, alimentado pelo líquido do sistema de arrefecimento do motor.

A temperatura do ar também é controlada. Depois de passar pelo compressor e antes de se misturar ao combustível para alimentar o motor, o ar é resfriado por um intercooler. O ar mais frio é mais denso, ocupa menos espaço e por isso pode ser comprimido em maior quantidade para dentro dos cilindros, melhorando o rendimento volumétrico e evitando problemas de detonação ("batidas de pino") no motor.

 

O funcionamento, passo-a-passo

Todos os automóveis com motores de combustão interna - como o 1.0 16V Turbo - movimentam-se porque uma mistura de ar e combustível é queimada dentro dos cilindros, gerando energia que, por meios mecânicos, é levada às rodas. Antes de formar a mistura explosiva, o ar passa pelo filtro de ar, na entrada do sistema de admissão do motor do automóvel.

 

No caso do 16V Turbo, logo depois do ar atravessar o filtro, um sensor de massa, conhecido como HFM (Heiss Film Messer), mede quantos quilos de ar está indo em direção ao motor a cada segundo. Feita a leitura, o HFM passa a informação para a ECU - unidade eletrônica que coordena o funcionamento do motor. A ECU calcula a quantidade ideal de gasolina que deve ser misturada ao ar medido pelo sensor HFM, para formação da mistura a ser comprimida e queimada nos cilindros. A informação do sensor de massa possibilita, também, o controle da pressão do turbo, para evitar sobrecarga no sistema.

O ar deixa o filtro, atravessa um tubo rígido de polipropileno e chega ao compressor, peça que gira junto com a turbina. Ao ser comprimido, a temperatura do ar aumenta e a densidade diminui. O ideal seria uma situação inversa, o que se consegue levando o ar por um tubo de aço inoxidável até o intercooler, um radiador de alumínio localizado na parte frontal do motor, junto à grade do radiador, protegido por defletores.

Resfriado pelo intercooler, o ar segue por uma tubulação de borracha (projetada para suportar pressões de até 5 bar), até o corpo de borboleta. Como nos motores aspirados, o corpo de borboleta é controlado pelo acelerador. Ao ser acionado pelo motorista, a borboleta abre a passagem do ar para o coletor de admissão, em alumínio fundido.

No coletor, a temperatura do ar é informada à ECU, que regula uma série de funções críticas para o motor, entre elas o avanço da ignição. Antes de sair do coletor de admissão, o ar mistura-se à gasolina (injetada pelos bicos), atravessa os dutos do cabeçote e entra nos cilindros através das válvulas de admissão.

 

Comando de válvulas variável

Nos sistemas convencionais, a abertura e fechamento das válvulas de admissão é feita em sincronia com a posição do virabrequim e do pistão, independentemente das condições de rotação e de carga do motor.

No turbo, a Volkswagen adotou tecnologia pioneira no Brasil para motores de 1 litro, conhecida como Comando de Válvulas Variável (VVT-Variable Valve Timing), com dois eixos comando de válvulas, sendo o de admissão, variável e o de escape, convencional. O sistema permite que o módulo de injeção eletrônica alterne o momento de abertura e de fechamento das válvulas de admissão, conforme a condição de rotação e carga do motor, imposta pelo motorista no pedal do acelerador. Ao ser solicitado, o comando de válvulas de admissão avança 26 graus em relação ao virabrequim.

 

Sistema de ignição sem distribuidor

Depois de entrar nos cilindros, a mistura ar-gasolina é comprimida pelo pistão para ser queimada pela faísca que salta das velas. Como as pressões internas e as temperaturas do motor turbo são muito grandes, foi preciso aumentar a potência elétrica das velas, que também foram redimensionadas: o eletrodo central é de níquel e cobre com pastilhas de platina, metais que garantem o funcionamento da ignição, sem falhas.

O sistema convencional (uma bobina e distribuidor) foi substituido por duas bobinas sem distribuidor. Cada bobina fornece centelha para as velas de dois cilindros (1 e 4 - 2 e 3). O disparo da centelha é comandado pela ECU, que recebe informações de dois sensores: o de Fase PG (Phase Geber), localizado na parte posterior do eixo comando de válvulas de admissão, e o de rotação (IWDS), montado na flange traseira do virabrequim. Ambos monitoram a posição do pistão do primeiro cilindro, possibilitando à ECU determinar a hora exata da vela disparar a faísca que incendeia a mistura ar-combustível comprimida na câmara de combustão. O sensor IWDS faz uma leitura precisa da rotação do motor, o que também contribui para melhorar o consumo e as emissões.

 

Pistões refrigerados por jato de óleo

Depois da ignição, as pressões dentro dos cilindros chegam a 86 bar, valor 70% maior que as de um similar aspirado. Toda a parte de geração de potência do motor foi reestudada para adequar-se aos novos valores e assegurar durabilidade.

O bloco do motor é novo. Recebeu reforços estruturais e, em relação ao 1.0 16V aspirado, um segundo sensor de detonação, localizado entre o terceiro e o quarto cilindros. Os pistões são forjados com material resistente a altas temperaturas (até 250 graus) e têm a saia (lateral) grafitada para reduzir atrito, ruído e desgaste, principalmente durante a fase de aquecimento. Além disso, recebem refrigeração adicional: injetores colocados sob os pistões lançam óleo em suas regiões mais quentes. A redução da temperatura dos pistões diminui a possibilidade de ocorrência de auto-ignição, que poderia danificar o motor, e permite usar taxa de compressão maior do que as normalmente usadas em turbo e a ignição mais avançada. A receita faz o motor gerar mais torque e potência em todas as faixas de rotação, aumentando o prazer e a segurança ao dirigir. O óleo do motor, por sua vez, é resfriado em radiador específico.

Os anéis de pistão têm menor folga entre as pontas. São fabricados com aço nitretado, que garante maior precisão dimensional e estabilidade térmica. O virabrequim, as bielas e bronzinas são iguais às do motor 16V aspirado.

 

Válvulas refrigeradas com sódio

Para suportar temperaturas de 1.100 graus centígrados, as válvulas de escapamento são refrigeradas com sódio. O metal fica na parte interna da haste da válvula e reduz a temperatura em 150 graus centígrados, equiparando-a à temperatura da válvula dos motores aspirados. Por elas passam os gases resultantes da combustão em direção ao coletor de escape.

Além da refrigeração, as válvulas de escape (e também as de admissão) têm tratamento superficial (Stelite) para resistir ao desgaste. Pelo mesmo motivo, as sedes de válvulas são feitas com um novo tipo de aço sinterizado.

Para o coletor de escape foi desenvolvida uma liga à base de cromo e níquel que aumenta a resistência estrutural e térmica. O coletor recebe os gases vindos do cabeçote e tem a função de unir as correntes dos quatro cilindros. A junta, os parafusos e porcas também foram reprojetados para suportar as mais críticas condições de funcionamento e temperaturas de 950 graus centígrados.

 

Motor tem controle perfeito

O gerenciamento do motor é feito pela ECU (Unidade de Controle Eletrônico) Bosch Motronic M3.8.3, similar à usada nos motores turbo do grupo Volkswagen. É o mais moderno sistema disponível no mercado. Os recursos de calibração da injeção e da ignição permitem controle perfeito do motor. A ECU controla, também, a válvula de pressão do turbo (waste gate) para evitar sobrecarga no sistema, o avanço do eixo comando de admissão (VVT), e corrige o avanço da ignição, ao sinal de alerta de um dos dois sensores de detonação localizados no bloco do motor.

 

Esses sensores estão colocados entre o primeiro e o segundo, e entre o terceiro e o quarto cilindros. Detectam a ocorrência de detonação (batida de pino) antes dela tornar-se audível e informam a ocorrência à ECU, que regula o avanço da ignição e o volume de combustível, de maneira a obter a melhor performance do motor com o menor consumo.

A ECU controla, ainda, a dirigibilidade e as emissões, neste caso auxiliada pelo sensor de massa, o HFM (Hot Film Messer), que mede a massa de ar admitida pelo motor. O sensor, combinado com a válvula waste gate, permite que a ECU compense variações de altitude e de temperatura do ar, mantendo sempre as mesmas condições de vazão de ar e o mesmo desempenho do motor.

O sistema de arrefecimento teve a capacidade ampliada para manter as temperaturas ideais de funcionamento do motor. O catalisador também precisou ser modificado: recebeu duas camadas porosas de óxidos e metais preciosos, como paládio e ródio, ao invés da camada única dos motores aspirados, já que os gases de escape são resfriados pela turbina, que retira dele a energia (calor) para funcionar. O sistema de alívio do canister e de respiro do carter foram reprojetados para se adequar às novas condições de pressão da admissão.

 

Transmissão, suspensão e freios

Gol e Parati 1.0 16V Turbo tiveram a embreagem redimensionada para suportar o torque e isolar as vibrações de funcionamento do motor turbo, naturalmente maiores que as de um aspirado. Na caixa de câmbio, as quarta e quinta marchas foram alongadas para aproveitar melhor as novas faixas de potência e torque. E, para aumentar a durabilidade do conjunto, o material das engrenagens foi reforçado.

 

Para atender às exigências do motor com 155 Nm de torque e 112 cv de potência dos novos carros, os semi-eixos, direção, suspensão e freios têm as mesmas dimensões e regulagens usadas no Gol 2.0. A suspensão ganhou barra estabilizadora de 18 mm e as molas e amortecedores foram recalibrados. O freio dianteiro tem discos ventilados de 256 mm e cavaletes com 54 mm de diâmetro; o traseiro, tambores com 200 mm de diâmetro e válvula reguladora de pressão de corte fixo. O cilindro mestre e o servo-freio tiveram as capacidades aumentadas. O cilindro mestre passou de 20,6 para 22,2 milímetros e o servo-freio de 8 para 9 polegadas.

 

Esportividade na medida certa

Os modelos equipados com o motor 16v Turbo, receberam uma caracterização sóbria tornando-os mais atraentes, chamam a atenção pela máscara negra dos faróis, vidros verdes mais escuros, pára-brisa degradé, pára-choques e espelhos externos pintados na cor do veículo e faróis de neblina.

Comparado ao aspirado, o pára-choque dianteiro possui uma segunda entrada de ar na parte inferior; as rodas de liga leve são aro 14" com pneus perfil 60. Na traseira, destaque para a antena no teto, o brake light e a ponteira do escapamento de formato oval e acabamento esmaltado. A identificação "16V Turbo" aparece nos pára-lamas dianteiros e na tampa traseira e o aerofólio é de série.

"A idéia foi personalizar os modelos, caracterizando a esportividade que o turbo sugere, mas sem cometer excessos" - afirma Luiz Alberto Veiga, gerente de Design da Volkswagen, explicando que os novos carros foram concebidos para agradar tanto o jovem que gosta de desempenho esportivo como as pessoas que têm entusiasmo pelos progressos tecnológicos do automóvel."

As soluções de design para o acabamento interior também contemplam o equilíbrio, predominando a combinação do preto com o cinza Titanium; o painel é preto com faixa central cinza, mesma cor dos cintos de segurança, detalhes do revestimento dos bancos, laterais das portas e volante de direção. Na versão com airbag, o volante é totalmente preto, como o anel da coifa da alavanca de câmbio.

Gol e Parati 1.0 16V Turbo são oferecidos em 15 cores externas, entre sólidas, metálicas e perolizadas. As sólidas: branco Geada, vermelho Vitória, amarelo Solar (disponível apenas para o Gol), vermelho Marte e preto Universal. As metálicas: prata Imperial, cinza Titanium, bege Júpiter, verde Sírius e vermelho Antares.

"Gol e Parati 1.0 16V Turbo vêm juntar-se a outros exemplos do pioneirismo tecnológico da Volkswagen, como a injeção eletrônica de combustível, catalisador, freio ABS e o motor 1.0 com 16 válvulas" - destaca o presidente Herbert Demel, acrescentando que "a oferta exclusiva dos novos veículos e a venda estimada superior a 1.000 unidades por mês irão incrementar a participação de mercado da Volkswagen e fortalecer, ainda mais, a liderança de 40 anos".

"Lançando os novos Gol e a Parati a preços bastante competitivos, bem abaixo dos outros modelos com turbo, a Volkswagen aposta na democratização desse equipamento, antes aplicado somente nos carros topo de linha" - afirma Miguel Carlos Barone, vice-presidente de Vendas e Marketing.

E, para reforçar seu ponto de vista, Barone enumera: "É a primeira vez que uma fábrica produz carros equipados com turbo em volumes significativos; nunca houve um turbo na faixa de preço do Gol e da Parati; os carros têm a mesma garantia e suavidade de funcionamento dos Volkswagen equipados com motor aspirado; e o público confia na resistência e durabilidade dos produtos Volkswagen."

Ficha Técnica	Gol 16v Turbo	Parati 16v Turbo
Motor	Longitudinal, 4 cilindros em linha, 4 vávulas por cilindros, comando de admissão com variador de fase
Alimentação	Injeção eletrônica multiponto seqüêncial Bosch Motronic Bosch Motronic M3.8.3
Cilindrada	999 cm3
Taxa de Compressão	8,5:1
Potência Máxima	112 cv (82 kW) a 5.500 rpm
Torque Máximo	15,8 kgfm (155 Nm) de 2.000 a 4.500 rpm
Transmissão	012 - PAA
1	39/10 / 1:3.900
2	36/17 / 1:2.118
3	37/27 / 1:1.370
4	30/33 / 1:0.909
5	27/37 / 1:0.730
Ré	38/12 / 1:3.167
Diferencial	43/09 / 1:4.777
Suspensão
Dianteira	Independente, do tipo McPherson, suporte tubular e braços triangulares transversais. Amortecedores telescópicos hidráulicos pressurizados de dupla ação. Molas helicoidais descentralizadas de ação linear, batente de poliuretano microcelular.
Traseira	Traseira: Interdependente, com corpo auto-estabilizante de perfil em “V” e braços tubulares longitudinais. Amortecedores telescópicos hidráulicos pressurizados de dupla ação. Molas helicoidais de ação linear com progressividade auxiliar por meio de batente de poliuretano microcelular.
Direção	Hidráulica progressiva, tipo pinhão e cremalheira, com coluna telescópica.
Freios	Hidráulico, com ação nas quatro rodas, servo- acionado com 9" de diâmetro, dois circuitos em diagonal com válvulas de corte fixo para o eixo traseiro e guarnições não asbestos. Dianteiro a disco ventilado com 256 mm de diâmetro e cavaletes com 54 mm de diâmetro,tipo flutuante, e traseiro a tambor com 200 mm de diâmetro, auto-ajustável.
Rodas	6J x 14"
Pneus	185/60 14"
Dimensões
Comprimento	3.883	4.131
Largura	1621
Autura	1415	1455
Entreeixos	2.468
Peso
Porta-Malas	285	437
Tanque	51