terça-feira, 11 de julho de 2023

Qual seria o maior empecilho para um uso automotivo de motores 2-tempos na atualidade?

Mais lembrados no tocante ao uso veicular no Brasil pela linha DKW-Vemag, os motores 2-tempos tem fãs bastante fervorosos tanto pela relevância histórica quanto por algumas peculiaridades de ordem mais técnica, embora prevaleça hoje a curiosidade em detrimento de uma eventual percepção como "melhor" na comparação aos motores 4-tempos. Tidos como "poluidores" principalmente quando era necessária a mistura prévia de óleo lubrificante à gasolina, e tanto a disponibilidade de óleo 2T quanto a formulação apresentavam algumas inconsistências eventualmente levando ao uso de óleos menos apropriados para a correta operação dos motores, acabaram por ser execrados mesmo após o surgimento dos sistemas de lubrificação automática por injeção de óleo em proporção variável à de gasolina de acordo com a carga à qual o motor estava submetido e minimizavam tanto a carbonização ao redor dos eletrodos das velas de ignição quanto a fumaça visível, como o Lubrimat que equipou modelos DKW-Vemag entre 1965 e o encerramento da produção em 1967. Outros aspectos também acabaram desencorajando uma eventual continuidade de motores 2-tempos em automóveis fora do Japão e dos países da Cortina de Ferro após a década de '60, embora permanecessem numa posição relativamente confortável junto a motocicletas até por volta do ano 2000 quando a preferência por motores 4-tempos já estava mais consolidada.
Uma peculiaridade do sistema de lubrificação por perda total do óleo, submetido à combustão junto da gasolina ou de algum combustível alternativo como o álcool/etanol ou combustíveis gasosos quando for o caso, é ser incompatível com o uso de um turbocompressor atualmente muito comum no contexto do downsizing, sem distinções entre o uso de um sistema de lubrificação automática ou a mistura prévia de óleo ao combustível. Levando em consideração também que o conceito de "potência fiscal" ainda usado em países europeus apresenta variações mesmo no âmbito da União Européia com Alemanha e Espanha aplicando uma fórmula diferente de cálculo, que atribui uma classificação mais alta a motores 2-tempos na comparação a motores 4-tempos da mesma cilindrada, a princípio uma perspectiva de considerar um retorno dos motores 2-tempos no âmbito do downsizing para uma incidência menor de impostos perde a finalidade prática, em que pese um custo de produção eventualmente menor pela simplicidade, e ainda a potência específica a nível do mar parecida. Vale destacar que o turbo também proporciona algum grau de compensação dos efeitos da altitude, que diminuem o rendimento de um motor conforme ultrapassa o nível médio do mar e consequentemente a pressão atmosférica diminui, enquanto o eventual recurso a um compressor volumétrico de acionamento mecânico popularmente conhecido por "supercharger" ou "blower" e acoplado ao virabrequim tanto diretamente quanto por correia que mediante lubrificação por salpico com um circuito de óleo próprio ainda seria compatível aos motores 2-tempos só seria capaz de proporcionar um efeito semelhante caso o compressor tivesse a velocidade variável, como chegou a ser usado somente em alguns motores aeronáuticos devido à maior complexidade e ao alto custo.

Apesar da leveza e simplicidade ainda terem favorecido motores 2-tempos no mercado motociclístico, em parte pelo custo menor mas também por uma maior leniência no tocante a normas de emissões que viabilizou modelos como a scooter Aprilia SR 50 ainda ter usado carburador em alguns países mesmo que em outros já fosse oferecido o sistema Ditech de injeção direta de combustível, que naturalmente só funcionava com um sistema de lubrificação automática, outros desafios de ordem técnica permanecem relevantes. Devido às próprias características de um motor 2-tempos, como a carga de admissão passar pelo cárter enquanto o pistão sobe e de lá ser transferida para o cilindro quando o pistão desce e tanto as janelas de transferência quanto de escape são abertas, evitar a perda de mistura ar/combustível crua fica mais difícil, bem como conciliar uma maior elasticidade para operar em diferentes regimes de rotação, e portanto sistemas de válvulas de palheta que abrem pelo vácuo gerado no cárter enquanto o pistão sobe para controlar com mais precisão o fluxo de admissão e válvulas de potência (mais frequentemente com acionamento eletrônico, para manter o acionamento mecânico inalterado da bomba de óleo dos sistemas de lubrificação automática) que bloqueiam uma parte das janelas de escapamento a regimes de rotação menores para minimizar a fuga de mistura e abrem em regimes de rotação mais altos de acordo com o incremento no fluxo de gases de escape minimizam o problema, e guardadas as devidas proporções até podem ter um efeito comparável ao que um motor 4-tempos obtém com comandos de válvula variáveis. As curvaturas do escapamento e a eventual presença de uma câmara de reflexão também minimizam a perda de mistura ar/combustível crua, tendo em vista uma ressonância que força parte da mistura que tenha saído junto do fluxo de escape a retornar para dentro do cilindro, embora seja incorreto fazer uma analogia com o sistema EGR que promove a recirculação de gases de escape em motores 4-tempos para diminuir a proporção de oxigênio e nitrogênio livres para formarem óxidos de nitrogênio (NOx) quando a mistura ar/combustível esteja mais pobre.


Pode-se apontar também uma menor efetividade de freio-motor inerente aos motores 2-tempos entre as características que os mantiveram relevantes aos olhos de uma parte do público motociclístico mesmo que o uso em automóveis tenha sido descontinuado muito antes, embora a mesma peculiaridade tivesse relevância também com relação aos motores Diesel antes de sistemas retardadores de frenagem ficarem mais comuns, então outro fator bem mais subjetivo mas ainda justificável seria uma eventual percepção de motores 2-tempos adequados à proposta originalmente austera de uma motoneta como a Lambretta incorporarem um estigma de "pobreza" que pudesse assustar o público-alvo do DKW-Vemag Fissore por exemplo. Uma dificuldade para justificar investimentos que ficariam proporcionalmente mais caro considerando perfis de uso essencialmente generalistas no caso de motores 2-tempos em motos acabou levando a uma maior celeridade no desenvolvimento de motores 4-tempos nos carros, tanto pela idéia de uma maior sofisticação quanto pelo maior rigor no controle de emissões, mesmo que experiências no tocante a um retrofit de injeção direta em motores 2-tempos que permaneciam em operação comercial em motos e similares em países asiáticos como as Filipinas tenham obtido algum destaque por volta de 2007, e tenha sido efetivada a produção em escala comercial para uso em algumas motocicletas off-road européias e em triciclos utilitários na Índia também sem tanto sucesso. A bem da verdade, lembrando de dificuldades quanto a um aumento na formação de óxidos de nitrogênio e até de material particulado ao incorporar a injeção direta em motores 4-tempos a gasolina ou mais recentemente flex que antes eram um calcanhar de Aquiles mais associado aos motores Diesel, no caso de um motor 2-tempos mesmo que se use um combustível volátil como a gasolina e o etanol a vaporização é menos completa comparada à que seria possível por outros métodos, tal qual se observa em motores 4-tempos mesmo considerando o "arcaico" carburador que em nada contribui para amenizar perdas de mistura crua num motor 2-tempos.
É inevitável fazer analogias com a ascensão da injeção eletrônica em motores 4-tempos, desde sistemas monoponto que podiam ser instalados na mesma posição que um carburador até as injeções multiponto sequenciais hoje ainda muito usadas em automóveis generalistas mas que por serem mais otimizadas a motores 4-tempos acabariam sendo mais difíceis de minimizar as perdas de mistura crua inerentes a um motor 2-tempos, de modo que o mais recomendável é a injeção nas janelas de transferência que chegou a ser implementada apenas em algumas motos off-road. Lembrando ainda que até em motores 4-tempos a pressão de auto-proclamados "ambientalistas" tem levado à busca de soluções voltadas a combustíveis gasosos, com destaque para o hidrogênio mas sem esquecer o gás natural que ainda pode ser usado com relativa facilidade, a diferença entre uma injeção de gasolina ou etanol e até o gás liquefeito de petróleo na fase líquida em comparação ao hidrogênio ou ao gás natural injetados sempre na fase de vapor ainda seria tão complexa quanto em motores 4-tempos de injeção direta caso injetores únicos fossem usados, em contraste com a adaptação de injetores adicionais para combustíveis gasosos no coletor de admissão que ficaria mais crítica num motor 2-tempos por ser mais difícil prevenir perdas do combustível gasoso durante o cruzamento dos fluxos de transferência e escape mesmo com a injeção sequencial. Portanto, além da imagem de excessiva rusticidade que já diminuía a competitividade de modelos de aspiração mais prestigiosa como o DKW Fissore, hoje o gerenciamento do sistema de combustível seria o maior desafio para motores 2-tempos destinados a uso automotivo permanecerem competitivos na atualidade.

Nenhum comentário:

Postar um comentário

Por favor, comente apenas em Português ou em Espanhol.

Please, comment only in Portuguese or Spanish.
In doubt, check your comments with the Google Translate.

Since July 13th, 2011, comments in other languages won't be published.