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Combustível original e GNV: Perda de potência tem solução técnica

A perda de potência em veículos que utilizam GNV, em relação ao combustível original, é uma questão sempre discutida e mal compreendida. Os engenheiros Edson Carrete e Tadeu Melo, especialistas neste assunto, explicam como acontece essa perda e como pode ser evitada.

Alguns motivos são facilmente detectados e explicam a diferença de potência do motor alimentado originalmente com gasolina ou álcool para o motor alimentado com GNV alternadamente.

O primeiro deles é que o motor foi desenvolvido para a utilização do combustível liquido com taxa de compressão e curva de avanço adequados para as características do combustível.

A Taxa de Compressão, é a relação entre o volume máximo do cilindro do motor quando o pistão se encontra no ponto morto inferior (PMI) e o volume mínimo do cilindro do motor quando o pistão se encontra no ponto morto superior (PMS), para os motores mais novos a gasolina essa relação fica em torno de 10, podendo chegar a 12 e para os motores a álcool é normalmente em torno de 12×1, podendo atingir valores mais altos em veículos esportivos.

VELOCIDADE
DE CHAMA DO COMBUSTÍVEL
Gasolina
-
0,8
m/s
Álcool
-
0,6
m/s
GNV
-
0,45
m/s

Nos motores desenvolvidos para o uso de GN exclusivamente, chamados de motores dedicados, a taxa de compressão fica em torno de 14×1, muito próximo aos motores a álcool, portanto nesses motores há uma melhoria da eficiência termodinâmica no GN e é maior quando comparado com o motor a gasolina. A Curva de Avanço de ignição é o nome dado ao fato do sistema de ignição provocar a faísca na vela de ignição alguns graus antes do pistão atingir o ponto morto superior. Esses graus variam em função da carga, rotação e temperatura do motor, entre outros fatores, buscando um compromisso entre desempenho, emissões e protegendo o motor do fenômeno da detonação. A curva de avanço está intimamente ligada à velocidade de queima da mistura ar/combustível e à geometria da câmara de combustão. Quanto mais veloz a queima, menos avanço é dado ao motor.

O variador de avanço utilizado nas instalações de GNV têm a função de provocar o disparo das faiscas das velas alguns graus antes que ocorreriam no combustível original, conseguindo com isso um tempo maior para a queima do GNV, ganhando torque e uma queima mais completa do gás.

Outros pontos importantes que estão envolvidos, na perda de potência, nos motores que utilizam GNV como combustível são: relação estequiométrica e poder calorífico do combustível, isto é, a quantidade de ar necessária para se realizar a combustão completa e a energia liberada durante a queima nesse momento.

A relação ar/combustível e o poder calorífico dos combustíveis são:

Gasolina
(CI 22%)
13,4/1
10.394
kcal/kg
Álcool
8/1
6.650
kcal/kg
GNV
17/1
5.327
kcal/kg

A quantidade de GN para formar a mistura estequiométrica com ar aspirado pelo motor é menor quando compara com o combustível líquido. Este fato, somado como a menor energia encontrada no GN, faz com que o motor acabe gerando menos potência.
A maior participação na perda de potência nos motores originalmente a gasolina ou álcool está na tecnologia do sistema de GNV, uma vez que as características do motor não vão ser alteradas para o uso do GNV, os componentes utilizados na instalação de GN devem ser muito bem estudados para provocarem a menor perda de potência, inclusive no combustível original.
A falta dos componentes eletrônicos tais como Variador de avanço e módulos controladores de mistura, contribui para a perda de potência, porém o Misturador, componente do sistema de GNV de 1ª, 2ª e 3ª gerações, que é introduzido na linha de admissão do ar do motor, têm fundamental importância, uma vez que pode interferir no desempenho do veículo também no combustível original.
O Misturador que deve ser específico para o Redutor de pressão do GN deve ser desenvolvido para cada motor considerando as suas características, como volume e curva de vazão, resultando em um Misturador com dimensões e geometria específicas por motor e Redutor de pressão.

Os sistemas de GNV de 4ª e 5ª gerações, que injetam o GN no coletor de admissão dos motores, não utilizam o Misturador para promover a mistura do gás com o ar, conseguindo assim menor perda de potência quando comparados com os sistemas aspirados, com Misturador, e ausência de interferência no combustível original.

Alguns números podem ser citados para demonstrar a participação dos fatos listados acima:

- De 4 a 7% da perda de potência devido ao motor não ser dedicado (taxa de compressão e curva de avanço).
- De 4 a 8% devido às características do combustível (poder calorífico).
- De 8 a 10% devido à falta de controle da mistura e o misturador.

Portanto temos para os motores a gasolina com sistemas de GN de 1ª à 3ª geração de 16 a 25% de perda de potência, isso quer dizer que um motor de 100 cv no combustível original pode chegar a ter 75 cv no gás.

Para os sistemas de GN de 4ª e 5ª geração a perda é na ordem de 8 a 15%, o mesmo motor de 100 cv poderá ter 92 cv no metano.

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One Response to “Combustível original e GNV: Perda de potência tem solução técnica”

  1. Gilson Maia

    Senhores e senhoras, redatores, redatoras.
    Encontrei nestas páginas excelentes informações. Simples e objetivo. Parabéns.
    Gilson Maia

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