Comando de valvulas .

Otima materia que saiu a tempos atraz no  forum do fusca4ever  escrita pelo grande Master Vader profundo conhecedor  dos motores vw-ar ..

Comando de Válvulas, Funcionamento e escolha.


Para entendermos melhor o funcionamento do comando de válvulas, devemos lembrar do ciclo utilizado no funcionamento do motor ciclo Otto, ou seja os quatro Tempos teórico.
Para melhor compreendermos os esclarecimentos abaixo, devemos lembrar alguns termos relacionados ao funcionamento do motor, tais como PMS (ponto morto superior), que é a posição do pistão mais próxima da câmara de combustão, e PMI (ponto morto inferior), que é a posição do pistão mais afastada da câmara de combustão.

A) 4 Tempos teórico:

1) Admissão,
Quando a válvula de admissão está aberta e permite a entrada da mistura ar e combustível para o interior do cilindro, pelo movimento de descida do pistão, o qual gera depressão no interior do mesmo (queda de pressão). 

2) Compressão,
Quando o pistão chegou ao PMI (ponto morto inferior), fecha-se a válvula de admissão e o pistão começa seu movimento ascendente (subida), comprimindo a mistura ar combustível até chegar ao PMS. Quando então ocorre a centelha produzindo a liberação de calor (energia), que será logo a seguir transformado em trabalho (energia disponível do motor).

3) Expansão,
Quando novamente o pistão desce, porém com ambas as válvulas fechadas. Nesta condição a força de expansão resultante da combustão gera energia, durante todo o trajeto do pistão desde o PMS até o PMI. É o único momento em que o motor fornece energia!

4) Escape,
Quando logo após o fim da expansão abre-se a válvula de escape, liberando os gases de escape, durante o processo de subida do pistão desde o PMI até o PMS. 

B1) Diagrama Teórico / Desvantagens:

O diagrama teórico, somente era utilizado nos primórdios dos motores Ciclo Otto, contudo é importante entende-lo para compreendermos o porque de comandos de válvulas mais fortes (bravos).

Era baseado na teoria dos motores 4 tempos, portanto cada tempo (admissão, compressão, expansão e escape) era efetuado em exatamente ½ volta do virabrequim, ou seja precisamos de exatas 2 voltas completas do virabrequim, para todo o ciclo ser efetuado.
Todo o processo é repetido para todos os cilindros que compõe o motor, porém de forma bem definida, cada cilindro estando num dos tempos acima descritos.

Desta forma teremos que o ciclo de admissão do comando será de exatos 180 Graus, uma vez que ocorre teoricamente desde o PMS até o PMI, ou seja enquanto o pistão desce, no tempo da admissão. Estes 180 Graus, são exatamente a meia volta que o virabrequim dá nesta operação.

Da mesma forma, teremos que o ciclo de escape do comando será de exatos 180 Graus, uma vez que ocorre teoricamente desde o PMI até o PMS, ou seja quando o pistão sobe, no tempo do escape. Estes 180 Graus, são exatamente a meia volta que o virabrequim dá nesta operação.

Cada um dos tempos do motor é teoricamente de 180 Graus, ou seja meia volta. Portanto para efetuar seu ciclo completo (4 tempos), necessita de 2 voltas do virabrequim.
Notem, que somente o ciclo de expansão, que foi explicado a pouco, fornece energia, portanto somente em 1 dos 4 tempos é que o motor fornece energia, nos outros 3 existe consumo de energia, ou seja somente em 25% do tempo de funcionamento ele fornece potência. Desta forma, a primeira idéia era aumentar este tempo, daí surgiu a idéia de comandos com mais de 180 Graus.


B2)
Quando utilizamos tempos de admissão e escape superiores aos 180graus teóricos, conseguimos aumentar o rendimento volumétrico do motor.
Com o aumento destes ângulos, minimizamos efeitos inerciais dos gases de admissão e escape, melhorando o enchimento dos cilindros na admissão, assim como a eliminação dos gases de escape.

Se utilizarmos um comando que possui 240 graus por exemplo, teremos normalmente um período em que ambas as válvulas de um mesmo cilindro, (admissão e escape) fiquem parcialmente abertas, desta forma, o fluxo dos gases de escape, ajudam a entrada de nova mistura ar e combustível no cilindro. Este tempo de abertura simultânea é chamado de overlap ou cruzamento de válvulas, e é um dos principais fatores que definem se um comando é manso ou bravo. 


C) Principais ângulos do Comando.

Além dos 180 Graus que cada tempo do motor tem que efetuar na teoria, temos 4 outros ângulos, que devidamente interpretados, nos dão o ângulo total do comando tanto na admissão como no escape.

AAA – Antecipação da Abertura da Admissão. Este ângulo mostra quantos graus antes do PMS, a Válvula de admissão começa a abrir. Ë um ângulo fundamental, para entendermos se o comando escolhido é adequado à nossa finalidade, pois juntamente com outro ângulo que veremos posteriormente, determina o overlap.

RFA – Retardamento do Fechamento da Admissão. Este ângulo mostra quantos graus após o PMI, a Válvula de admissão continua aberta. Juntamente com o AAA, e os 180 Graus teóricos, nos dão o ângulo total do comando na admissão.

Devemos notar que quando os valores de AAA e RFA forem diferentes de 0, teremos sempre um ângulo de admissão maior que 180 Graus teóricos, portanto a Válvula de admissão ficará aberta mais do que a meia volta teórica.

AAE – Antecipação da Abertura do Escape. Este ângulo, mostra quantos graus antes do PMI, a válvula de escape começa a abrir.

RFE – Retardamento do Fechamento do Escape. Este ângulo, juntamente com o AAA citado anteriormente, define o ângulo de overlap. É definido como sendo o ângulo após o PMS, quando a válvula de escape continua aberta. 


D) Permanência do Comando.

Definimos duas permanência, a da admissão e a do escape:

Admissão, é dada pelo AAA + 180 Graus + RFA,
Portanto se tivermos nosso comando com AAA = 30 Graus e RFA = 65 Graus, teremos um comando de: 30 + 180 + 65 = 275 Graus na admissão.

Escape, analogamente, é dada pelo AAE + 180 Graus+ RFE.
Portanto se tivermos nosso comando com AAE = 68 Graus e RFE = 32 Graus, teremos um comando de: 68 + 180 + 32 = 280 Graus no escape.

Este escape tem permanência assimétrica (diferente no escape e na admissão), sendo um comando 275 Graus admissão e280 Graus escape.

Quando falamos de um comando simplesmente como sendo 284 Graus, temos um comando simétrico, ou seja ele tem este ângulo tanto na admissão como no escape.

E) Cruzamento (Over Lap):

Pegando este mesmos comando, que tem: AAA =30 Graus; RFA = 65 Graus; AAE = 68 Graus e RFE = 32 Graus, poderemos calcular o ângulo de overlap (cruzamento).
Cruzamento = AAA + RFE, portanto neste comando; 
Cruzamento = 30 + 32 = 62 Graus
Quanto maior o cruzamento, melhor será o comando em altas rotações, porém em baixas, teremos parte da pressão do escape, “empurrando” a mistura nova de ar e combustível sendo empurrada de volta para a admissão. Por isto que um motor com comandos muito fortes (grande cruzamento), falham em baixa rotação. Pois parte da mistura que deveria ser admitida pelo cilindro, acaba não sendo aproveitada.
Este efeito vai diminuindo com as rotações mais altas, quando o cruzamento acaba ajudando o melhor enchimento dos cilindros. Desta forma o rendimento do motor, será melhor em rotações mais elevadas



F) Lob Center.

Este ângulo, depende da Permanência total e do cruzamento do comando, e serve para compararmos os diversos modelos existentes de forma a escolhermos o mais adequado para nosso motor.

É um ângulo que não cresce proporcionalmente com a permanência do comando, o que facilita a nossa tarefa.
Se utilizarmos o cruzamento para esta avaliação, teremos grande dificuldade, pois o cruzamento varia muito com o crescimento da permanência.

No caso do lob center, podemos ter dois comandos de mesma permanência, por exemplo 290 Graus e Lob centers diferentes, por exemplo 108 Graus e 112 Graus.
Ambos tem a mesma permanência, porém como o lob center é diferente, teremos comportamentos distintos no motor utilizando um ou outro.
O lob center com 112 Graus, terá melhor marcha lenta e suavidade na subida de torque que o de Lob center 108 Graus. Porém o de 108 Graus, terá maior rotação d potência máxima, e responderá melhor em rotações mais altas.

G) Lift.

O lift ou levante de válvulas, é a medida que informa quantos milímetros (mm) a válvula abre.
Quanto maior este número, a princípio, melhor o rendimento do motor.
Está intimamente ligado ao torque do motor (força), principalmente em baixas rotações.

Se tivermos dois comandos de mesmo ângulo e lob center, porém com lifts diferentes, o de maior lift, terá maior torque principalmente em baixa.
Este é um dos motivos pelo qual minha sugestão de comandos é pela Engle, que possui elevados lifts, principalmente quando comparados com os antigos comandos P2 P3 e P4

A título de ilustração, os comandos originais do motor VW a ar tem 7 a 8 mm de lift, ao passo que os comandos da Engle possuem na maioria dos casos, mais de 10mm, podendo chegar a mais de 13mm, ou seja quase o dobro dos originais.


H1) Dicas:

Ao escolher, um comando, deveremos definir qual o propósito da nossa preparação.

Se queremos um motor para uso na cidade, porém com um toque esportivo, podendo passar das 4500 rpm originais para algo em torno de 5500 ou 6000 rpm, deveremos escolher um comando com Permanência na faixa de 270 a 290 Graus.
Sendo um motor aspirado, o Lob center deverá ficar situado entre 106 e 110 Graus e com lift da ordem de 9 a 10 mm.
Com esta combinação, teremos um motor com boa potência, sem perder a marcha lenta, pouca falhação em baixa rotação, bastante torque e até mesmo consumo às vezes inferior ao do motor original.
A escolha pelo maior ou menor permanência, se dará dentre vários fatores, mas para quem está começando no universo da Preparação, devemos lembrar que o menor valor, dá um motor mais suave, porém com menor potência, ao passo que o maior oferecerá maior potência em rotações mais altas, porém com a marcha lenta mais irregular (as famosas falhadinhas em baixa).
Nesta faixa sugerida, ficam os comandos Engle W100 ( 276 Graus) e W110 (284 Graus), ambos com Lob center de 108 Graus.
São ótimos comandos, e quando montados num motor 1600 com dupla carburação original (somente com a troca dos Gicleurs), já começam a dar trabalho para Opalas 6 cilindros originais!


Se a História for mais radical, podemos utilizar comandos de 290 Graus, até 300 Graus, porém a marcha lenta estará bastante comprometida, Porém o ronco do motor é lindo e impressiona todos que conhecem motores preparados. Aqueles que possuem carros levemente preparados, ficam com medo só de escutar, e jamais arriscam uma acelerada ao lado do Fusca equipado com estes comandos.
A potência começara a aparecer em rotações mais elevadas, e a marcha lenta ficará em mais ou menos 1200rpm, com bastante falhamento.
Se utilizarmos carburadores mais eficientes, como os Weber 40 ou 44, conseguimos mascarar este falhamento, deixando porém o ronco do nosso Fusca mais grave.
Alguns arriscarão agora dar uma puxadinha de quarteirão com vocês, mas ficarão somente na saudade, comendo alguns Kilos de poeira!!
Com estes comandos, no qual podemos citar os Engles W120 e W125, o Fusca vira uma Fera.

Caso dinheiro não seja problema, podemos utilizar comandos com mais de 300 Graus, porém o ideal é a utilização conjunta de carburadores para a correta alimentação nas altas rotações que este motor vai trabalhar, assim como regularizar ao máximo a marcha lenta do motor e suavizar a curva de torque.
Exemplos de comandos acima de 300 Graus, são os Engle W130 (308 Graus), W140 (313 Graus) e W160 (328 Graus).
Para quem não liga muito para marcha lenta “pipocando”, (como eu) é possível o uso de um W140 com a carburação original retrabalhada, neste caso o motor deverá gerar um pico de potência em rotação ao redor de 7000 rpm, com marcha lenta embaralhando até chegar a mais ou menos 2000 rpm. Porém a partir daí o crescimento de rotações é explosivo.



Não podemos esquecer que quanto mais forte for o comando deve-se utilizar molas duplas ou reforçadas para evitar a  flutuação das valvulas.