O Infiniti VC-T foi o primeiro motor a conseguir variar a taxa de compressão

A Infiniti (marca de luxo do grupo Nissan) escolheu o Paris Motor Show para revelar o primeiro moto r com compreensão variável do mercado, chamado VC-T. Esta tecnologia permite mudar de forma dinâmica o curso dos pistões, para se obter uma compressão ideal, em cada situação de uso, melhorando significativamente o equilíbrio entre eficiência e desempenho. Essa é uma das iniciativas mais importantes, na história recente, para a evolução dos moto res de combustão interna. Batizada de CV-T (Variable Compression-Turbo), a tecnologia está pronta para uma produção em série.
 
Segundo a Infiniti Motor Company, a tecnologia VC-T tornasse uma mudança expressiva na era dos moto res, sendo um passo na otimização de moto res tradicionais. Esta tecnologia combina a potência de um moto r a gasolina turbo de 2.0 litros de alta performance, com excepcional nível de eficiência energética.
 
Com a compressão variável é possível, por exemplo, mudar de uma taxa de 8:1, usada em situações de baixa carga, para outra de 14:1 em momentos onde o moto r é mais exigido. É previsível que os moto res equipados com esta tecnologia possam entregar entre 250 e 300 cavalos de potência.
 
Entre os muitos benefícios desta tecnologia está a possibilidade de otimizar o consumo de combustível, além de reduzir as emissões. Ainda segundo o fabricante, os moto res VC-T podem diminuir os níveis de ruído e vibrações, bem como ser mais leve e mais compacto do que os moto res convencionais, com potencias máximas semelhantes.
 
Um pouco da história
 
Nos últimos 20 anos, muitas marcas tentaram desenvolver moto res eficientes, e duráveis, com taxa de compressão variável. A ideia que parece simples, é bem complicada na prática. Com a taxa de compressão depende de componentes mecânicos, que precisam resistir à expansão da combustão, é complicado fazer um sistema variável onde um pistão, uma biela e um virabrequim mudam, em pleno sobe e desce do moto r. Assim, a primeira marca a apresentar uma solução foi a Nissan, através de sua marca dedica à carros Premium.
 
Para entender como o moto r VC-T funciona, é preciso saber que a taxa de compressão é a quantidade de vezes que o volume dentro do cilindro foi comprimido. Por exemplo: um moto r quatro-cilindros 1.0 litro, tem cilindros de 250 cm³. Com uma taxa 10:1, significa que quando o cilindro atinge o seu ponto máximo, ele comprime a mistura a um volume de 25 cm³. Ou seja: um décimo do seu volume.
 
De forma resumida, quanto maior a compressão, mais forte será a expansão da combustão que irá empurrar o pistão para baixo, movendo o virabrequim e as rodas do carro. Ou seja, quanto mais alta a razão de compressão, mais torque e quanto mais torque, mais potência. É por isso que moto res de alto desempenho, normalmente, têm taxas de compressão elevadas.
 
O problema disso é que a compressão aumenta também temperatura da mistura ar-combustível, e dependendo da proporção dessa mistura e do combustível usado, ela pode se inflamar antes da ignição da vela. O nome disso é pré-detonação. Por conta disso, muitos fabricantes usam moto res com taxas de compressão relativamente baixas e mapas de ignição desenvolvidos para proteger o moto r, abrindo mão da máxima eficiência. Vale lembrar que combustível de baixa qualidade está sujeito a maior pré-detonação.
 
Como funciona na prática o VC-T
 
Isso é um dos problemas que o moto r de compressão variável da Infiniti/Nissan pode resolver. A variação da taxa de compressão é feita pela variação da altura máxima do pistão no ponto morto superior (ou altura máxima do pistão no cilindro). Assim, as bielas não são fixadas diretamente ao virabrequim, como em um moto r convencional. Em vez disso, a cabeça da biela é reduzida, e ligada a uma alavanca intermediária (pivotada no virabrequim), e ligada a uma segunda alavanca atuadora em sua outra ponta, oposta à biela. É mais fácil entender isso vendo o vídeo de animação.
 
Quando a ECU do moto r determina que é possível aumentar ou reduzir a taxa de compressão, a engrenagem do atuador altera o ângulo da alavanca intermediária, elevando ou abaixando o conjunto de biela e pistão e assim variando a compressão entre 8:1 e 14:1. Nas taxas mais baixas a intenção é otimizar a eficiência com o turbocompressor em pleno funcionamento. As taxas mais altas, usadas com injeção direta, visam otimizar a fase aspirada do moto r turbo, quando a turbina ainda não está em sua pressão de trabalho, ou seja, durante o turbo lag.
 
Apesar de o desenvolvimento do VC-T ter iniciado apenas em 1998, a taxa de compressão variável é um conceito antigo, estudado pela primeira vez nos anos 1920. O avanço das tecnologias de gerenciamento dos moto res (injeção eletrônica e comandos variáveis), permitiram que mesmo com uma taxa de compressão fixa, a eficiência energética dos moto res fosse bastante avançada.
 
Agora, a tecnologia VC-T nos moto res, poderá dar um enorme passo à frente. Não apenas pela tecnologia inovadora em si, mas também pela combinação de outras tecnologias já conhecidas.
 
No funcionamento prático, os diversos sensores do moto r são capazes de informar com precisão à ECU qual a situação de uso do moto r, permitindo que a taxa de compressão seja variada. O comando variável de válvulas também será usado para manter as válvulas de admissão abertas para simular o ciclo Atkinson, no qual as válvulas de admissão ficam um pouco mais tempo abertas para permitir que o ar escape por elas, também reduzindo a taxa de compressão para melhor eficiência. Além disso, o turbo também pode usar uma válvula de alivio eletrônica, que também permite a ECU, variar a pressão máxima de trabalho.
 
A produção em série do moto r compressão variável tem potencial para ser o próximo grande passo evolutivo dos moto res de combustão interna. Mas fica a dúvida de como será sua confiabilidade em médio e longo prazo. Com a possibilidade de variar a compressão, cada elemento fundamental dos moto res de combustão interna poderá ser controlado de forma variável de acordo com a necessidade da condução, tornando-os mais versáteis e, consequentemente, mais eficientes.
 
Solução para muitos problemas
 
O moto r de compressão variável pode vir ser a solução para o antigo problema dos carros multicombustíveis, que usam uma taxa de compressão intermediária para funcionar com até três combustíveis, com propriedades diferentes. Caso visto em carros que funcionam com gasolina (taxa ideal de 9:1), etanol (taxa ideal de 12:1) e gás (taxa ideal de 15:1).
 
Em teoria, isso é muito bonito. Mas na prática, a realidade deve ser outra, ainda por muito tempo. Se ainda temos muitos moto res com comandos fixos no cabeçote, quando a tecnologia de comandos variáveis já se tornou relativamente popular, imagine então a tecnologia de compressão variável?! No fim das contas, tudo se resume ao custo de implementação da tecnologia, versus o benefício que ela pode proporcionar. Tudo isso está ligado ao volume de produção, e a tão falada “economia de escala”, bem como a confiabilidade e durabilidade do sistema. Por hora, a tecnologia de compressão variável deverá ser utilizada apenas em carros caros, e de alta performance.