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Por Departamento de Imprensa Audi Brasil
Foto: Marcus Lauria
Inovando e apostando sempre em tecnologia de ponta, a Audi dá mais um passo no desenvolvimento de referências para a indústria automotiva e apresenta o novo motor 1.4 TFSI de 185 cv a 6.200 rpm, que vai equipar a versão mais esportiva do novo Audi A1 Sportback (4 portas). A novidade desenvolvida pelos engenheiros da montadora alemã é o sistema de superalimentação duplo, que utiliza um compressor Roots e um turbocompressor. Associados, produzem torque elevado em baixas rotações: 250 Nm entre 2.000 e 4.500 rpm.
O sistema, que já equipa alguns modelos Audi na Europa, é inédito entre todos os carros vendidos no Brasil. Com este motor, que também está equipando a versão Sport de 2 portas, o Audi A1 Sportback Ambition acelera de 0 a 100 km/h em apenas 7 segundos e tem velocidade máxima de 227 km/h. O propulsor 1.4 TFSI (turbocharged fuel stratified injection) é acoplado ao conhecido e eficiente câmbio S Tronic 7 velocidades, com dupla embreagem - que combina o conforto de uma transmissão automática à eficiência de uma manual.
Funcionamento sofisticado
Os engenheiros da Audi criaram um sistema sofisticado e eficaz para gerar o torque ideal para cada situação. Dependendo da aceleração e da faixa de rotação do motor, o módulo de comando calcula de que maneira o ar de admissão chegará aos cilindros: se apenas o turbocompressor, sozinho, dará conta de gerar pressão de admissão ou se será preciso participação do compressor Roots.
O controle do funcionamento é feito por meio de uma válvula-flape, situada na entrada de ar após o filtro que, segundo sua posição, fará o ar seguir primeiro para compressor Roots (também conhecido como soprador ou blower, em inglês) ou então diretamente para o turbocompressor.
Desse modo, o soprador e o turbocompressor são “sócios” no trabalho de fornecer ar pressurizado ao motor, cada um cumprindo sua parte para o melhor enchimento possível dos cilindros por toda a faixa de operação. O motorista percebe o motor cheio em qualquer situação de tráfego, com respostas imediatas ao acelerador.
Dois modos de operação
- Pouca aceleração: quando o condutor pisa pouco no acelerador, para movimentar lentamente o carro, a válvula-flape está totalmente aberta. O ar de admissão segue através da válvula-flape diretamente para o turbocompressor. Nesse caso, a energia dos gases de escapamento é baixa e a pressão produzida pelo turbo é mínima. Como o motorista está acelerando pouco, há vácuo em vez de pressão no coletor de admissão.
- Muita aceleração e rotação até 2.400 rpm – Nesta condição, compressor Roots e turbocompressor trabalham juntos, já que válvula-flape está fechada ou parcialmente aberta para regular a pressão de admissão. O compressor, acionado por correia, comprime o ar que chega ao turbocompressor, onde é ainda mais comprimido. Com o acelerador todo aberto, a pressão absoluta no coletor de admissão chega a 2,5 bar (ou 1,5 bar acima da pressão atmosférica).
Acima da rotação de 2.400 rpm, a pressurização é controlada para não ultrapassar a pressão máxima de 2,5 bar - seja impedindo que todo o ar chegue ao compressor Roots, seja pela válvula de alívio (wastegate) do turbocompressor. O sistema é controlado por meio de sensores em todo o trato de admissão, que permanecem “alertas” informando o módulo de comando do motor para que este delibere como o compressor e o turbocompressor trabalharão.
Detalhes do compressor Roots (ou soprador)
O compressor mecânico, ativado por um acoplamento a solenoide (válvula eletromecânica) a partir de acionamento por correia, tem dois rotores de quatro pás em forma de hélice geométrica e gera pressão de alimentação máxima de 0,75 bar, regulada pela válvula-flape. Devido às altas forças envolvidas, um pequeno “clicar” do acoplamento por solenoide é normal até 3.400 rpm. O compressor, teoricamente, gira cinco vezes mais rápido que o virabrequim, mas sua rotação é limitada a 17.500 rpm - rotação em que produz a maior pressão.
Para evitar que o ruído do compressor incomode, algumas medidas foram tomadas, como reforço nas árvores dos rotores e na carcaça; o uso de silenciadores nas extremidades da unidade; e encapsulamento e revestimento com espuma fonoabsorvente.
Soluções construtivas
Para o motor 1.4 TFSI, 4 cilindros em linha, com compressor Roots e turbocompressor, foram tomadas algumas medidas construtivas importantes que visam adequação aos elevados níveis de potência e torque.
Circuito de arrefecimento duplo: com ele, o bloco do motor é aquecido mais rapidamente, já que o líquido arrefecedor fica no bloco até atingir temperatura de 95 °C, resultando em menor atrito no mecanismo de manivela (virabrequim e bielas). Também a temperatura mais baixa no cabeçote, cerca de 80 °C permite melhor arrefecimento das câmaras de combustão, aumento da eficiência volumétrica e diminuição da tendência à detonação. O termostato é de dois estágios para controle mais eficaz da circulação do líquido arrefecedor e, por conseguinte, do sistema de arrefecimento como um todo.
Bloco do motor de ferro fundido do tipo deque aberto: permite circulação do líquido arrefecedor na parte superior dos cilindros, evitando a formação de bolhas de ar que prejudicam a circulação e também a deformação dos cilindros no aperto. Desta forma, elimina-se uma causa importante de consumo de óleo. Como o bloco de ferro fundido apresenta maior robustez que o de alumínio, foi dispensado berço adicional para o virabrequim.
Comando de admissão de fase continuamente variável por 40° de ângulo do virabrequim: o comando fica automaticamente em posição atrasada assim que o motor é desligado. Correias poli-V são usadas para acionar os órgãos auxiliares – bomba d´água, alternador e compressor do ar-condicionado – e também o soprador. Todos os elementos relacionados a este sistema de acionamento são para a vida toda do motor, ou seja, nunca precisam ser substituídos.
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