Como sobrecarregar o ar que entra em seu motor, sem um supercharger

Sep 11, 2023

Abrir o capô de um novo Mercedes-Benz 300SL Gullwing deve ter sido uma experiência e tanto para a maioria dos entusiastas nos anos cinquenta. Para começar, o seis cilindros em linha de 3,0 litros estava inclinado em um ângulo de cinquenta graus. Acima da protuberância, um enorme coletor de admissão de alumínio fundido sem um carburador à vista. Os longos corredores de admissão do Gullwing pareciam diferentes de qualquer outro usado na época e serviam como um indicador para motores de combustão interna de alto desempenho.

No coletor de admissão de um carro, o ar entra à pressão atmosférica, correndo em direção às válvulas de admissão a uma velocidade tremenda. Mas quando as válvulas de admissão fecham completamente, o ar que entra chega a um beco sem saída e se recupera, criando uma onda de pressão. Se você cronometrar a frequência dessa onda e o tempo das válvulas da maneira certa, poderá fazer com que essa onda de pressão vá em direção à válvula de admissão assim que ela se abrir. Isso permite que o ar direcionado para a câmara de combustão pressurize além da pressão atmosférica. Essa pressão não é muito maior, mas é suficiente para criar um efeito de "sobrecarga", melhorando a eficiência volumétrica da cabeça.

Com um corredor de admissão curto, a onda de pressão na válvula de admissão salta para frente e para trás em alta frequência, oferecendo esse efeito de superalimentação quando a rotação do motor aumenta. Com um corredor mais longo, a onda de pressão precisa percorrer uma distância maior, criando um pulso de ar de frequência mais baixa.

"Basicamente, mais longo gera mais potência de baixo custo e mais curto produz mais potência de ponta", diz o engenheiro de corrida e afinador de carros europeu e BMW de longa data Steve Dinan. "O motivo é que em RPMs mais altas, você tem menos tempo [para um pulso de ar pressurizado chegar à válvula de fechamento rápido]. Portanto, é necessário encurtar o coletor de admissão para que o pulso chegue lá." Por Autozine, os corredores do 300SL demoraram muito para ajudar com a potência de baixo custo. (Lembre-se de que esta foi uma adaptação do sedã grande de 3,0 litros 'seis da Mercedes', não um grito de corrida de alta rotação.)

Se você quiser aproveitar o efeito de sobrealimentação em uma faixa mais ampla de rotações do motor, o ideal é que você precise de rotores de admissão de diferentes comprimentos. A Mercedes recebeu uma patente nos anos 50 para um sistema coletor de admissão de comprimento variável e, na edição de maio de 1966 da Road & Track, detalhamos uma série de sistemas experimentais de admissão de comprimento variável. Não foi até os anos 80, no entanto, que as montadoras começaram a usar coletores de admissão de comprimento variável.

Um ótimo exemplo inicial é o Porsche 928 S4. Abaixo de 3.500 rpm, o V-8 de 5,0 litros era alimentado por um tubo de admissão mais longo. Acima de 3.500 rpm - e dependendo da posição do acelerador - uma válvula borboleta operada a vácuo se abre e o motor respira por um trato mais curto. Isso deu ao 928 S4 pelo menos 300 lb-ft de torque entre 2.700 e 4.500 rpm. A Porsche fez algo semelhante com o 911 da geração 964, embora, em vez de usar corredores de comprimentos diferentes, usasse tubos de diâmetros diferentes conectando os plenums acima de cada banco de cilindros. Esses tubos produziram diferentes ressonâncias que ajudaram a aumentar a potência em diferentes pontos da banda de potência.

Para uma das últimas iterações de seu flat-six refrigerado a ar, o 911 Carrera 1996 recebeu um novo sistema de admissão chamado Varioram, que combinava o sistema de ressonância da Porsche com tubos de diferentes comprimentos. Isso ofereceu ao motor três modos de admissão diferentes. Abaixo de 5.000 rpm, o motor respira por tubos mais longos; Acima de 5.000 rpm, o motor muda para tubos mais curtos e uma válvula se abre para encher o sistema de ressonância; Acima de 5800 rpm, o sistema de ressonância se abre para alimentar os cilindros com ainda mais ar. Como Paul Frere observou em seu totêmico Porsche 911 Story, o Varioram fornecia um aumento significativo de torque na faixa intermediária, mas o sistema era complexo. A Porsche abandonou o Varioram junto com sua mudança para seis planos refrigerados a água. Os seis planos M96 e M97 que apareceram nos 911s das gerações 996 e 997 e nos Boxster/Cayman das gerações 986 e 987 usavam um sistema de admissão de ressonância com apenas dois tubos de comprimentos diferentes, que conectavam os dois plenums.