Todos os instaladores de sistema para uso de GNV como combustível alternativo aos combustíveis líquidos, sabem da função e da importância dos misturadores, também chamados de mescladores. Mas é muito comum encontrarmos peças improvisadas com a função de promover a mistura do gás com o ar aspirado pelo motor.

Provavelmente o misturador é um dos componentes de menor custo do kit de GNV e com uma responsabilidade muito grande, pois pode ser o diferencial entre uma boa e uma má instalação sob o aspecto de desempenho. Para compreendermos tecnicamente este assunto, entrevistamos o engenheiro Edson Carrete, responsável pela área de desenvolvimento tecnológico da Rodagás do Brasil.

Globo Gás Brasil: Qual o princípio de funcionamento do misturador?

Edson Carrete: Um misturador mal projetado pode provocar uma perda de potência excessiva, retorno de chamas e prejudicar o desempenho do veículo, inclusive no combustível original.
O misturador tem seu princípio de funcionamento baseado no Venturi que é muito estudado e aplicado em vários campos da engenharia.

Basicamente um Venturi provoca o aumento na velocidade de escoamento de um fluido dentro do duto tendo a sua maior velocidade na garganta, região de menor diâmetro do duto, provocando nesse ponto uma diminuição da pressão.

Os misturadores desenvolvidos para o GNV devem sensibilizar os redutores de pressão, isto é, devem provocar o deslocamento gradual da alavanca de baixa pressão, conseqüentemente, maior fornecimento de gás, à medida que o motor aspira mais ar.

Globo Gás Brasil : Qual o grande desafio no projeto de um misturador correto?

Edson Carrete: O grande desafio ao projetar o misturador para GNV está em conseguir sensibilizar o redutor de pressão na medida certa, no espaço disponível, gerando a menor restrição ao fluxo de ar aspirado.
Quanto maior a restrição, maior a depressão gerada pelo misturador para acionar o sistema de diafragma e alavanca da baixa pressão do Redutor, porém perde-se volume de ar aspirado pelo motor, resultando em menor potência.

Uma coisa que deve ser considerada no sistema de GNV é que o misturador também provoca perda na capacidade de aspiração de ar do motor, mesmo quando utilizando o combustível líquido.

O Misturador de garganta muito grande provoca baixa ou nenhuma restrição ao fluxo de ar aspirado pelo motor, porém em regimes de baixa rotação não são capazes de acionar o sistema de diafragma e alavanca de baixa pressão do redutor (3° estágio) acarretando, principalmente nas saídas, falta de torque.
Por outro lado, o misturador de garganta pequena possui grande facilidade em acionar o sistema do 3° estágio com a menor variação no fluxo de ar aspirado pelo motor, como ponto negativo acarretará em grande perda de potência em rotações mais altas do motor.

Globo Gás Brasil: Quais os aspectos importantes que você pode citar para os projetos dos misturadores?

Edson Carrete: Os aspectos importantes que devem ser observados no projeto do misturador, estão relacionados ao acabamento superficial das paredes do Venturi, que terão contato com o fluxo de ar e as suas proporções; a garganta; o comprimento do corpo; o raio de entrada, etc.
As proporções ideais de Venturi já foram estudadas e foram definidas há muitos anos, infelizmente estas proporções não podem ser utilizadas na maioria dos misturadores, acarretando perdas na sua eficiência. Portanto, a garganta do Venturi provoca um aumento na velocidade do fluido que passa por ela.
Quando o misturador para GNV é desenvolvido, tornar-se necessário considerar as várias faixas de regime do motor e conseqüentemente a variação no volume de ar aspirado.

Globo Gás Brasil: Como são consideradas essas faixas de regime do motor?

Edson Carrete: Quando o motor está operando em regimes de baixa rotação, portanto baixo fluxo de ar aspirado, a garganta do Venturi deve ser tal que gere um aumento na velocidade do ar e conseqüentemente a depressão, acionando o sistema do 3° estágio do Redutor de Pressão para menor variação de fluxo.
Esse mesmo motor quando operado em regime de alta rotação, ou seja, grande fluxo de ar aspirado, a garganta do Venturi não pode elevar demasiadamente a velocidade do ar aspirado para não provocar o chamado fluxo turbulento.
Quando é atingida a velocidade no fluxo de ar capaz de gerar a turbulência, teremos uma oscilação indesejada na alimentação do motor que vai passar ocorrer também no combustível líquido.

Globo Gás Brasil: Existem algumas irregularidades que alteram o funcionamento do misturador?

Edson Carrete: Sim. Podemos encontrar alguns “recursos” que provocam restrição na entrada do ar para aproveitar o vácuo gerado pelo motor no acionamento do conjunto do 3° estágio, nesse aspecto encontramos os mais variados objetos, indo de tampas e latas de refrigerante perfuradas, introduzidas na mangueira que interliga o TBI à caixa do filtro de ar, passando por estopa sob o filtro de ar, chegando as chapas rebitadas na entrada da caixa do filtro de ar. É claro que dá para imaginar as conseqüências desses “recursos”.

Como pode-se notar, os misturadores além de interferirem diretamente no desempenho do motor, tanto no gás como no combustível original, são ainda responsáveis pelo maior ou menor consumo de GNV, sem falar na responsabilidade pelas emissões de poluentes.

Por Rejane Acioli

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.

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:

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.

A bomba elétrica tem como função aspirar o combustível contido no tanque e fornecê-lo sob pressão a um tubo distribuidor, onde estão fixados os injetores. Invariavelmente, a bomba fornece mais combustível do que o necessário para o sistema, sendo que o excedente é devolvido ao tanque através de um retorno existente no regulador de pressão que, na maioria dos veículos, também está montado no tubo distribuidor.

A bomba de combustível pode estar montada dentro ou fora do tanque, sendo chamada de bomba “in tank” e “in line” respectivamente.

Para as bombas de combustíveis montadas dentro do tanque (in tank) existe, em sua extremidade, um pré-filtro que tem como função filtrar o combustível antes da passagem pela bomba. Isto previne que possíveis impurezas contida no tanque possam comprometer o funcionamento da bomba de combustível.

O pré-filtro é um componente fundamental para assegurar o perfeito funcionamento do circuito, portanto é recomendável realizar verificações periódicas para prevenir o comprometimento do funcionamento das bombas de combustível.

O filtro de combustível está conectado após a bomba elétrica e tem como função reter possíveis impurezas contidas no combustível.

A retenção é realizada através de um elemento de papel especial existente em seu interior, podendo ser classificado pelo processo de fabricação em: Filtros de papel bobinado e filtro de papel estrela. Em função de na maioria dos casos, não ser trocado com a freqüência necessária e também em função do combustível utilizado, o filtro pode apresentar um entupimento (obstrução) prematuro, comprometendo o fluxo de combustível. Por motivo da obstrução do filtro e a fim de manter a vazão necessária para o sistema em todos os regimes de funcionamento do motor, a bomba de combustível nesta condição passa a trabalhar sobrecarregada comprometendo consideravelmente sua vida útil.

TROCA DO FILTRO DE COMBUSTÍVEL: O filtro é um componente de vital importância para garantir o perfeito funcionamento do sistema de combustível, e para que não ocorram eventuais problemas de funcionamento do veículo recomenda-se troca-lo a cada 20.000 Km (em média). Na substituição, a direção do fluxo indicada no corpo do filtro deve ser obrigatoriamente mantida para não comprometer sua durabilidade e garantir a perfeita filtragem do combustível.

NOTA: Matéria extraída do fascículo “Treinamento Técnico em Autopeças” Super Profissionais Bosch.

Para se fazer uma verificação no subsistema de combustível, necessitamos saber se o sistema é Single Point ou Mult point.
Apresentamos uma seqüência para se fazer uma verificação no sistema de combustível em um veículo multipoint com válvula schrader (semelhante a válvula de enchimento do Pneu).

Ferramentas utilizadas:

1 manômetro de Pressão
1 proveta graduada

MEDIÇÃO DA PRESSÃO

Sequência das verificações: - conectar o manômetro, (vide ponto 1) do desenho (Válvula schrader) - dar partida ou fazer uma ponte no rele e verificar a pressão.
Na grande maioria dos multipoints a pressão de combustível fica em torno de 2,4 a 2,6 bar na marcha lenta. Ao retirar a linha de vácuo, (vide ponto 6) do desenho, montado no regulador de pressão, esta deve aumentar em aproximadamente 0,5 bar.

Caso o valor esteja abaixo do valor espeficicado pelo fabricante:
- restringir a linha de retorno (vide ponto 2 do desenho), a pressão deve aumentar aproximadamente o dobro da pressão nominal. Se diferente deste valor, possívelmente a bomba está com defeito.

Caso o valor esteja acima do indicado:
- regulador defeituoso
- entrada falsa de ar pelo tubo de vácuo do regulador
- retorno entupido ou com obstrução

MEDIÇÃO DA VAZÃO Inicialmente, despressurizar o sistema utilizando-se da válvula correspondente despejando o excesso em uma proveta graduada (vide ponto 5 do desenho) - abrir a linha de retorno e colocar uma mangueira auxiliar (vide ponto 3 do desenho) para despejar o combustível na bureta graduada; - funcionar a bomba (no soquete do relé da bomba, fazer uma ponte entre os terminais 30 e 87), (vide ponto 7 e 4 do desenho), durante 30 segundos.

Valor mínimo: 850 ml

Por prevenção, utilize sempre os seguintes prazos para a troca de óleo: 5.000 quilômetros para óleo mineral e 7.500 quilômetros para óleos semi-sintéticos e sintéticos. Caso você rode majoritariamente em estradas, pode-se adotar 10.000 e 15.000 quilômetros, respectivamente.

- Troque sempre o filtro de óleo a cada troca de lubrificante. Como o componente tem capacidade de até 1,0 litro, o óleo antigo nele contido pode contaminar o novo.

- Sempre siga as especificações recomendadas pelo manual de proprietário. Evite misturar marcas ou tipos de óleo diferentes.

- Abasteça em postos de confiança e com controle de qualidade. A gasolina adulterada é uma das principais vilãs da borra de óleo.

- Mantenha o sistema de arrefecimento do seu carro sempre com aditivo e não com água pura. O recomendado é fazer a troca do líquido anualmente.

- Motor desregulado significa queima incorreta da mistura ar/combustível. Ou o oxigênio, ou a gasolina sobrarão e contaminarão o óleo. Faça um regulagem do motor anualmente ou a cada 30.000 km.