O documento discute o desenvolvimento de motores sem comandos de válvulas, onde atuadores elétricos controlam a abertura e fechamento das válvulas de acordo com a programação da ECU. Isso permitiria perfis de válvulas mais versáteis para melhorar desempenho e economia de combustível. A Koenigsegg vem desenvolvendo esse sistema há 14 anos e já testou com sucesso um protótipo rodando por mais de 60.000 km.

1. No futuro seu carro não terá comandosde válvulas– e ele
será bem mais rápido e econômico por isso
LEONARDOCONTESINI14 MARÇO, 2015 222 COMENTÁRIOS
No futuroseucarro não terá comandosde válvulas –e ele serábemmaisrápidoe econômicopor
isso
AurelioLampredi,omagoitalianodosmotoresFerrari e Fiatdiziaque “motoresnãobebem, eles
respiram”.A afirmaçãoé umareferênciaàimportânciadofluxode ar para produçãode potênciaem
motoresde aspiraçãonatural.Comoa entregade combustível dependeapenasde variáveis
mecânicas,quantomaisar passar peloseumotor,maispotênciaele produzirá.
É por issoque uma das maneirasmaissimplesde extrairmaispotênciadomotordoseucarro é
alteraro comandode válvulas.Você pode fazerumsimples “overlap”ou“cruzamento”dos
comandos,alterandootempoemque as válvulasde admissãoe escape permanecemabertas
simultaneamente.Nesse caso,ofluxodosgasesde escape ajudamaaumentaro fluxode admissão
por diferençade pressãoformadapelavelocidade doescape.Você tambémpodetrocaras árvores
de cames — a peçaque chamamosde “comandode válvulas” — por outrasde maiorlevante ou
maiorduração (ouambos) para extrairmaisforça do motorou modificarascurvas de torque e
potênciade acordocom sua necessidade.
bialbero3
Motor AlfaRomeocom comandoduplo

2. Essas mudanças,contudo,sãolimitadase alteramsignificativamenteascaracterísticasdo motor.Por
exemplo:umcomandode válvulascomlevante e duraçãomuitoaltosterãomaisganhosde potência
e torque,masterãoseudesempenhomáximosomente emrotaçõesmaiselevadas,resultandoem
um desempenhoirregularembaixasrotações — poisaaberturaaumentadareduziráa velocidadedo
ar admitidoe a turbulêncianocilindro.Éporissotambém, que os antigosmotores16 válvulas
pareciamfracosem rotaçõesbaixas — há muitaspassagens(duasválvulasemvezde uma) para
poucoar.
Por outrolado,um comandocom menoslevante e duraçãoterámaistorque e potênciaembaixas
rotações,mas nãopermitiráque oar entre nomotor com velocidade suficiente paraproduzirmais
desempenhoemrotaçõeselevadas,dandoaimpressãode que omotorestá“amarrado”.
Foi essafaltade versatilidade que levouaindústriaadesenvolverseussistemasde variaçãodos
comadosde válvulas,que alteramoacionamentodasválvulasde acordocoma necessidade.Em
baixasrotaçõeso comandoassume umperfil paraentregarmelhortorque,e emaltarotação o
sistemaoalterapara aumentara velocidadedofluxode are assimproduzir maispotência.Cada
fabricante temseusistemapróprio — omaisfamosotalvezsejaoVTEC da Honda — e cada sistema
temseutipode variação:uns modificamotempode abertura,outrosmodificamolevante,outros
conseguemalterarooverlappingdasválvulase outrosfazemtudoisso(paravercomo eles
funcionamdê umaolhadaneste postque fizemosháalgumtempo).
Mesmoassimessescomandosaindatêmuma limitaçãofísica:você nãoconsegue combinarperfis
extremose/ouintermediáriosde comandosde válvulasparaotimizarofuncionamentodomotor
para modosde condução diferentes.Porexemplo:atualmente aeletrônicapermite alterar
assistênciadadireção(elétrica),cargadosamortecedores(magnéticos),respostasdoacelerador
(eletrônico) e válvulasde escape.Ocomandode válvulastambémpode servariado,masosressaltos
do comandonão podemmudarde forma porseremfundidosemumapeçaúnicade metal e por isso
são limitadosàsespecificaçõesusadasemsuafabricação.
Alémdisso,osistemaatual de comandostambémé limitadopelaaçãodasmolasdas válvulas,que
podemcausar o chamadoflutuamentode válvulas,ou“valve float”.Issoacontece quandoamola
não suportaa frequênciaexigidapelarotaçãodo motor,e acaba não retornandoaválvula,que
começa a vibraraberta,podendofuraro pistãodurante a compressão.
Então como contornaressalimitação?Eliminandoocausadordo problema:ocomandode válvulas!

3. Por maisbizarroque pareça, o desenvolvimentode ummotorde “válvulaslivres”(ouFree Valve
Engine) nãoé exatamente novo.Paracombateraslimitaçõesdocomandode válvulascomcamese
molas,a Fórmula1 usa molaspneumáticas(baseadasemgasescomprimidoscomoumamortecedor)
desde osanos1980, eliminandoaflutuaçãode válvulas.A Renaultchegouadesenvolveremcaráter
experimental umtremde válvulascomatuadoreshidráulicosparaaberturae fechamentodas
válvulas,masosistemanuncachegoua ser implementadode formaprática.
A Fiatdeuum passonessadireçãocom seusmotoresMultiair,que é umsistemade variaçãode
comandoque usa atuadoreseletro-hidráulicosparavariaro levante dasválvula.Esse sistemaainda
usa árvoresde cames,mas na admissãoelasnãoacionambalancins,e simatuadoreseletro-
hidráulicoscarregadoscomóleopressurizadocapazesde variaro levante dasválvulasde acordocom
os fluxoe massade ar medidospelaECUno coletor.
O sistemade “válvulaslivres”,ou“free-valve engine”é opasso seguinte,que eliminaasárvoresde
camese acionaos atuadoressomente com pulsoselétricosenviadospelaECU.O sistemajáestáem
desenvolvimentohámaisde 20 anospor várias iniciativasdiferentes.A maisrecente e promissora,
contudo,já estáemseu14º anode desenvolvimentoe vemsendotestadacomsucessohácinco
anos.
E quempor trás dessapesquisae desenvolvimento?ChristianVonKoenigsegg,omesmocaraque
inventouumsupercarrohíbridode 400 km/hque não temcâmbio.
A base do funcionamentodomotorsemcomandode válvulasé a boa e velhaeletrônica.Sim, se você
usa a ordenaçãológicade elétronsparacontrolara alimentaçãodomotor,a igniçãodocombustível,
o acelerador,suspensãoe até sistemasimportantesde segurança — tudode formaintegradae
harmonizada— por que não incluirnareceitaotrem de válvulas?
A ideiaé realmente simples(aexecuçãoque nãoé):emvezde usaruma árvore de cames
sincronizadamecanicamente comovirabrequim,você trocaessaspeçaspesadase antiquadaspor
atuadoreseletropneumáticos — esse negócionaimagemabaixo.A sincronizaçãoé feitapelomesmo
sensorque mede avelocidade e posiçãodovirabrequim, bastandoapenasprogramaraECU para
enviaraosatuadoreso sinal elétricode aberturadasválvulas.Ébasicamente omesmoprincípiode
acionamentodasválvulasinjetoras,mascomaberturade válvulasdomotorem vezde injeçãode
combustível.Oretornodasválvulascontinuasendofeitopormolas.

4. Koenigsegg-Free-Valve-Concept
Da mesmaforma que as válvulasinjetoraspodempulsarsimultaneamente ousequencialmente,você
poderiafazeromesmocom as válvulasdomotoracionadaspor atuadoreseletropneumáticos.Além
disso,cada atuadoré independente dosoutros,e pode variartempoe duraçãode aberturae o
levante daválvulausandoapenasprogramaçãoeletrônica — olimite é ocomprimentodahaste da
válvula.Issosignificavocê pode terquantosperfisde aberturade válvulasprecisar.Emmotoresde
quatro válvulasporcilindro,porexemplo,é possível manterduasfechadase trabalharsomente com
as outras duas.
E tem mais:como os atuadorespermitemqualquerabertura,qualquerlevante e qualquerduração,
ChristianVonKoenigseggafirmaque elespodemeliminaraté mesmoocorpo de borboleta,
acelerandoomotordiretamente nasválvulas — oque trariarespostasmaisrápidasemrelação à
admissãocomborboleta.Porúltimo,você poderiaterumsistemamaiseficiente de desativaçãode
cilindros.
Comose nãobastasse,tudoissoaindalevariaà reduçãono consumode combustível devidoao
melhorcontrole daalimentaçãodomotore ainda resultaemumcabeçote 50% maiscompactoe
30% maisleve,umavezque nãohaverápoliasnemcorreias/correntesde sincronização.
Se você estápensandonapossibilidade de falhase achance de quebraro motorpela“falência”das
válvulas,issotalvezsejaquestãode criarummodo de segurançaque mantémas válvulascomum

5. levante mínimoousimplesmentecortaa alimentaçãodomotor.O sistemaValvetronicdaBMW, por
exemplo,tambémaceleraomotorcom a variaçãodo acionamentodasválvulas — aadmissãofica
totalmente abertaassimque é dadaa partida — mas emcaso de falhaemalgumadas válvulasdo
sistema,aválvulapassaa funcionarcomlevante e duração mínimose a borboletavoltaaser
controladapeloacelerador.
Comoditoantes,a Koenigseggestátrabalhandonissohá14 anos,emparceriacom empresasde
engenhariaindependentese “algunsfornecedoresde componentesparaa indústria”,segundoChris
VonK. O sistemajáfoi instaladoemumaperuaSaab 95 para testespráticose já rodoumaisde
60.000 km emdoisanos e meiosemapresentarproblemas.Porisso,elemesmoafirmaque é apenas
uma questãode “algunsanos”para ver essessistemasequipandocarroscomuns.Seupróximocarro,
quemsabe.