Arrefecimento: Uma palavra, duas ou DUAS MIL sobre controle de temperatura

“Quanto mais frio, melhor…” – Quantas vezes você já ouviu essa frase no mundo da preparação? Todos sabemos que calor em excesso causa problemas, mas você sabia que a temperatura abaixo do ideal também prejudica o motor? Neste artigo sobre arrefecimento vamos entender que arrefecimento serve para CONTROLAR a temperatura dos fluídos e do motor e quais as consequências de rodar com um motor frio demais.

O líquido de arrefecimento (vulgo água do radiador) e o óleo são componentes críticos do motor e servem para monitorar, dar indícios de problemas e ditar o comportamento da ECU em veículos modernos, especialmente no que diz respeito à quantidade de combustível injetado e até mesmo na quantidade de potência disponível.

Logo, esses valores precisam ser controlados e estar dentro de intervalos específicos para que o funcionamento do motor seja perfeito. Fluídos muito quentes ou muito frios podem ser prejudiciais como veremos nos exemplos – muito comuns – a seguir.

“Troquei meu radiador por um colméia-tripla-de-cobre com tampa de 2 bar da sushimotors, arranquei válvula a termostática e agora a temperatura do meu carro não passa do primeiro palitinho no transito”

Esse deve ser o motivo pelo qual esse carro está fazendo 3km/l de gasolina na cidade… Sim, a temperatura do liquido  de arrefecimento do motor importa muito para a injeção eletrônica – em veículos relativamente modernos, enquanto a temperatura do motor não estiver no intervalo considerado ideal (geralmente entre 70 e 100 graus) a ECU compensa essa temperatura baixa injetando combustível adicional por considerar que o motor ainda está na fase de aquecimento (também colocando o rpm da marcha lenta em escala acima da normal para que a água circule rapidamente pelo sistema). Tudo isso contribui para que o carro consuma combustível desnecessariamente e cause danos aos cilindros e pistões (como veremos mais a frente) só porquê alguém achou “legal” rodar frio.

aditivo

Existem ainda ECUs que apenas permitem que o máximo de pressão de sobrealimentador, avanço do ponto de ignição ou RPM máximos sejam “liberados” em sua totalidade após atingir a temperatura considerada ideal para motor – famoso limp mode – ou seja, além de um carro que consome mais combustível, pode-se ter ainda um carro que não apresente a performance total que veio de fábrica…

“Comprei um radiador de óleo da johndoe performance sem válvula termostática e agora meu carro que fazia 12km/l na estrada faz 5km/l”

É isso mesmo e está corretíssimo. Hoje em dia, muitos parafusadores de peças e pessoas que compram peças sem a devida pesquisa tem veículos nessas condições. Mas o que o óleo tem a ver com o consumo de combustível do carro??? Simples, o óleo (apesar de muitos não saberem) é um dos principais componentes de refrigeração do motor, lubrificando E resfriando peças móveis e partes que não estão em contato direto com as galerias de água.

Se você baixar demais a temperatura do óleo em um motor refrigerado à agua com injeção eletrônica, consequentemente baixará a temperatura das peças que compõem o motor que por sua vez podem baixar consideravelmente a temperatura do líquido de arrefecimento ocasionando o problema que discutimos no tópico anterior de rodar sempre na fase de aquecimento do motor injetando combustível adicional.

Esse fato é ainda mais evidente na estrada, já que com a carga baixa do motor em velocidade de cruzeiro e a menor geração/dissipação de calor, o radiador de óleo estará constantemente refrigerando o óleo fazendo com que ela atinja temperaturas muito baixas.

“Troquei a tampa do meu radiador por uma de 1.5 bar e agora a ‘água do radiador´está baixando”

radcapIsso acontece por dois motivos: você deliberadamente trocou a tampa do radiador porquê leu na “Internet” que isso era bom, ou o seu preparador deliberadamente trocou ela sem um estudo do seu sistema de arrefecimento (ou até mesmo sem conhecimento sobre como ele funciona exatamente).

Sem entrar em detalhes muito técnicos e poréns, uma tampa que suporte maior pressão irá ajudar a controlar melhor a temperatura do sistema evitando que o mesmo sobreaqueça – até um determinado ponto. O maior problema desse tipo de modificação é que cada sistema foi projetado para trabalhar com uma pressão específica/máxima e ao deliberadamente e sem estudo você aumentar essa pressão (através da tampa do radiador) o mesmo pode apresentar fissuras no radiador, vazamentos em mangueiras, abraçadeiras, juntas, tampa da termostática etc.

Esse é um tipo de modificação que precisa ser estudada tecnicamente para que seja um benefício e não traga problemas.

OK, então se “quanto mais frio não é melhor”, o que é o melhor?

O melhor é controlar e manter a temperatura DENTRO do intervalo correto para a perfeita operação do motor em diversas situações – trânsito, estrada, pista. Considere intervalo correto normalmente entre 80-98ºC para o líquido de arrefecimento e 90-105ºC para o óleo (isso pode variar um pouco de carro para carro, projeto para projeto porém não foge muito desses valores).

oilcoolerVale lembrar que o óleo precisa estar dentro do intervalo de temperatura certo para que a sua viscosidade e consequentemente a lubrificação do motor sejam efetivos. Caso queira mais detalhes visite esse tópico AQUI e leia mais sobre o manômetro de temperatura de óleo.

Para manter a temperatura dos fluídos (e consequentemente do motor) controlada dentro da faixa ideal, utilize:

  • Primeiramente o óbvio: líquido de arrefecimento próprio automotivo e de qualidade, água desmineralizada quando necessária a diluição e a grade/tipo certos de óleo para o seu projeto. OBS: a porcentagem de diluição entre água desmineralizada e líquido de arrefecimento precisa ser seguida À RISCA para que seja efetiva;
  • Radiadores maiores usando válvula termostática com temperatura de abertura ideal. Uma válvula que abra antes (com temperaturas do liquido de arrefecimento mais baixas) pode beneficiar um projeto que tenha uso “soviético” ou de pista enquanto uma válvula que abra com a temperatura original pode ser perfeita para um carro de dia-a-dia em locais mais frios ou veículos que rodam pequenas distâncias;
  • Tampa de radiador que suporte maior maior pressão no sistema DESDE QUE sejam feitos estudos e modificações no sistema de arrefecimento para comportar essa maior pressão;
  • Radiador de óleo é uma excelente modificação e em geral apresenta melhores resultados que a substituição do radiador de água, porém deve SEMPRE ser utilizado com válvula termostática específica para óleo evitando refrigeração excessiva do motor;
  • Trocadores de calor em projetos com uso “mais do que soviético” – dispositivos onde circula-se óleo e água para estabilização da temperatura de ambos (radiador liquido/liquido);
  • Refrigeração eficiente do ar comprimido em carros sobrealimentados. Sim, um intercooler eficiente, bem posicionado e bem dimensionado ajuda na refrigeração do ar comprimido e gera um efeito em cadeia: menor temperatura do ar comprimido, menor temperatura da combustão, menor transferência de calor para o líquido de arrefecimento etc etc etc;
  • Velas com grau correto para o projeto – eu nunca vi um carro de rua precisar de velas grau 9, porém sempre vejo vários usando e tendo problemas… Use o grau correto e dissipe a quantidade CERTA de calor da combustão;termo
  • Materiais e proteções corretos na construção dos componentes do motor como tubulação de escapamento, válvulas, sede de válvulas, tubulação do intercooler, proteção térmica de itens utilizando mantas, posicionamento correto de componentes como radiadores e trocadores de calor;
  • E em casos extremos, sempre é possível modificar componentes internos do motor e projetar coisas que vão além do conhecimento comum para que se aumente a eficiência dos sistemas de refrigeração, como jateamento de pistões, aumento da área de contato das camisas molhadas etc.

Todos os fatores acima contribuem para que um projeto tenha estabilidade térmica dentro dos parâmetros ideias de operação em qualquer situação para carros mistos (tanto na rua quanto na pista) sem adição ou modificação de componentes para cada tipo de uso. Obviamente, nenhum dos pontos acima se aplica à veículos especiais ou dedicados, por exemplo os que utilizam concreto no lugar do líquido de arrefecimento, camisa seca, blocos selados de alumínio billet, refrigerados por combustível etc

“E quanto aos fluídos do câmbio e diferenciais, como refrigera-los corretamente?

Essa é uma boa questão. A temperatura do óleo desses componentes também é vital porém em carros de rua ou com uso “normal” em pista não chegam a ser um problema.

Em carros com uso mais soviético, de arrancada AWD com freio manual na dianteira ou em carros preparados com câmbio automático a monitoração e resfriamento do fluído de câmbio e diferenciais se torna uma prática necessária para conservação desses componentes, então atenção: manômetro de monitoração de temperatura de fluído de câmbio e diferencial ou radiadores externos são recomendados para manter a temperatura do óleo DENTRO da faixa ideal de operação para esses componentes, assim como sistemas de radiador de óleo especiais para câmbio/diferencial com bomba elétrica acionada por temperatura.

Essa imagem de um pistão completamente carbonizado e com danos às canaletas entre os anéis foi retirado de um treinamento da Mahle (fabricante de pistões) e exemplifica o que acontece quando você roda com um carro com motor frio demais (óleo muito frio, temperatura do líquido de arrefecimento muito baixa, falta de válvula termostática etc):

pistao

E este é um outro exemplo do mesmo treinamento da Mahle onde o pistão sofreu contato direto com a camisa (metal-metal) pois o sistema rodava com excesso de combustível (que pode ser ocasionado pela baixa temperatura do líquido de arrefecimento e excesso de injeção de combustível):

excesso

Eu não tenho um orçamento alto para investir no meu projeto mas gostaria de fazer o mínimo para não ter problemas de arrefecimento, o que eu faço?

Primeiro: bom senso – esse é gratuito – sempre siga as recomendações de líquido de arrefecimento e grade/tipo de óleo do seu preparador e não abuse do seu carro sem monitoração.

Segundo: eu listaria as melhorias nessa ordem como sendo a mais sensata do ponto de vista financeiro e funcional para evitar problemas de aquecimento ou resfriamento excessivos:

    1. Um remap decente – já ajuda em muito quando o motor é comandado corretamente pela injeção 🙂
    2. Monitoração – providencie manômetros de temperatura de óleo (e água caso seu carro não tenha um bom mostrador). Se você não sabe o que acontece, não pode agir;
    3. Termostática e velas com o grau ideais para o uso que o seu veículo tem;
    4. Fluídos de qualidade ou especiais dependendo da necessidade;
    5. Radiador de óleo com termostática – isso mesmo, providenciar um radiador de óleo ANTES do de água. Existem carros que nem mesmo chegam a precisar de troca do radiador de água já que o de óleo dá conta do papel de dupla refrigeração;
    6. Radiador de água.

Agora você pode dizer com convicção que o melhor não é (ou nem sempre é) o mais frio, mas sim o mais estável dentro do intervalo ideal de operação do motor, câmbio ou diferencial 🙂

Abraço e boa preparação!

About Marcio 7 Articles
Formado em computação, eletrônica, mestrando em engenharia, tuner, mapper, montador de motores, especialista Unix, hobbysta em elétrica e eletrônica, autodidata, curioso e viciado nessas m?!?!!!? de carros, computadores e dispositivos eletrônicos/eletro-mecânicos/eletro-pneumáticos :-) tentando trazer um pouco mais da tecnologia, conhecimento e qualidade que existe lá fora para o mercado nacional.

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