Tudo alinhado

Em linha, V, L, contrapostos.... Entenda as vantagens e desvantagens de cada disposição de um motor
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Geraldo Simões
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Depois de mostrar as características dos motores em função da quantidade de cilindros, chegou a vez de analisar as configurações, ou seja, a forma como os cilindros ficam posicionados em relação ao eixo de manivelas, conhecido como girabrequim (ou virabrequim). Antes, porém, devo explicar que esse é um texto genérico, sem muitos detalhes técnicos profundos para não matar o leitor de tédio. Os engenheiros encontrarão muitos conceitos “superficiais”, mas é uma coluna e não um TCC de engenharia, portanto leia como se você fosse leigo no assunto!

Para classificar o motor é preciso levar em conta a posição do virabrequim em relação ao veículo. Imaginando a moto vista de cima, é preciso observar como o eixo de manivelas se posiciona. Por exemplo, no caso das motores com motores em linha, o virabrequim “atravessa” o eixo central da moto, por isso é chamado de transversal. Na verdade, a maioria absoluta das motos em produção no mundo têm motores transversais, apenas a BMW série “R” e as Guzzi com motores em V têm a configuração longitudinal, quando o virabrequim fica colocado no mesmo sentido da moto.

Mas esse é um papo técnico demais, o que realmente interessa é o posicionamento dos cilindros. Basicamente são estes: em linha transversal, em V longitudinal, em V transversal e boxer (ou contraposto) transversal. Já existiu motores de moto em linha longitudinal, mas havia um problema sério, porque os cilindros à frente impediam o arrefecimento dos cilindros de trás. Por isso foi abandonado ainda nos anos 40.

Para a fábrica determinar a configuração (ou arquitetura) do motor é preciso levar em conta o tipo e uso da moto. Se a idéia é fazer um motor esportivo, de alto desempenho em altas rotações, a configuração de multi cilindros em linha é a melhor. A mais comum é o quatro cilindros em linha, usado na maioria das motos esportivas atuais. A vantagem é poder fracionar a capacidade volumétrica (“cilindrada”) e pequenos pedaços, reduzindo o esforço dos pistões e obtendo um nível de rotação máxima mais elevado.

Exemplificando, um motor de 600 cm3 de um cilindro precisa fazer um enorme esforço para fazer o pistão subir. Se dividir por quatro, os esforços serão bem menores a ponto de fazer o motor chegar a 14.000 ou até 16.000 RPM. Rotação ajuda a ganhar potência e é isso que os engenheiros querem. Mas... Sempre tem um “mas...”. Na engenharia é preciso calcular vantagens contra desvantagens e o principal problema enfrentado pelos motores multi cilindros em linha, que é a largura.

As motos têm uma dificuldade específica de projeto que é a aerodinâmica. Nos carros fica tudo mais simples porque a carroceria envolve por completo. Mas nas motos existe um complicativo que é o sujeito montado em cima dela, que representa um elemento muito descontrolado aerodinamicamente porque se mexe o tempo todo! Então sobra aos projetistas pensar apenas na moto. Para reduzir a área frontal ao máximo e ganhar em penetração do ar, o motor não pode ser muito largo. Hoje os motores de quatro cilindros em linha até parecem embalagens a vácuo, de tão finas que estão as paredes dos cilindros. Dá pra ver a galeria de lubrificação e arrefecimento como se fosse uma embalagem de salsicha!

Para reduzir a área frontal o jeito foi pegar o motor de quatro cilindros e dividir em dois, colocando dois cilindros para frente e dois para trás. Esse é o próximo capítulo.

O V da questão
Motores em V são tão antigos quanto a própria moto. Normalmente esta configuração era aplicada em motos de uso touring, como as custom. O mais famoso V do mundo é da Harley-Davidson, que tem como característica a força em baixa rotação. O motor em V privilegia o torque em baixa rotação, deixa a moto mais “fina” (embora não seja o objetivo) e proporciona uma retomada de velocidade impressionante. A ponto de as primeiras motos com motor em V usarem câmbios de quatro marchas.

Só que também tem o “mas”. O primeiro ponto “negativo” do motor em V é a dimensão. Por ter um ângulo entre os cilindros, o motor fica comprido, forçando a moto a ter uma distância entre-eixos muito grande. Por isso é adotado pelas Custom, que são modelos que não têm caráter esportivo e nunca foram chegadas em estradas sinuosas. Outra dificuldade de projeto é controlar as vibrações primárias geradas pelos pistões. Para reduzir a vibração é preciso aumentar o ângulo entre os cilindros, mas a moto ficaria ainda mais longa. A solução é usar eixos contra rotantes (ou balanceiros) paralelos ao virabrequim, o que limita o nível de rotação. Daí a dificuldade de fazer um motor que atenda a TODAS as necessidades.

A Ducati é a única marca do mundo atualmente que usa o motor em L, porque trata-se de um motor em V a 90º. Se os cilindros estão a 90º, logo não é um V, mas um L. A vantagem é que a massa de um pistão trabalha sempre no sentido contrário do outro, reduzindo bem as vibrações. Com isso pode-se praticamente eliminar os balanceiros e ganhar rotação. Por isso os motores em L da Ducati são usados em modelos esportivos. Mas (de novo!) para conseguir instalar um motor em V a 90º sem deixar a moto muito comprida foi preciso quase eliminar o quadro e outros truques de engenharia. Um belíssimo trabalho, porém a um custo mais alto o que explica, em parte, o preço final maior do que as concorrentes japonesas.

As atuais motos de corrida da MotoGP adotam motor de quatro cilindros em V, porque reúne as vantagens do motor quatro-em-linha com as vantagens volumétricas dos motos em V. Mas nas motos de corrida não se leva em conta o conforto, nem vibração, nem ruído. Para uso nas ruas este tipo de motor é pouco usual.

Motor de Fusca?
Quando se pega um motor em V e vai abrindo o ângulo dos cilindros além dos 90º até chegar nos 180º tem-se o que se chama de motor boxer, ou contraposto. Porque um cilindro trabalha oposto ao outro. O motor boxer mais famoso do mundo é do Fusca, com quatro cilindros, arrefecido a ar, que até hoje é produzido para inúmeras aplicações, inclusive aéreas. Por ser simples torna-se extremamente confiável.

A BMW foi a marca de motos que produziu o boxer mais longevo da história. Tem mais de 100 anos de produção! Sinal que é um bom motor. As vantagens são bem visíveis: por ser “plano” a massa fica mais próxima do solo, contribuindo para melhorar a estabilidade da moto. Porém, as desvantagens também são visíveis: o aumento na largura total da moto. Outro “problema” é o efeito giroscópico do virabrequim em movimento que provoca um pequeno balanço lateral quando o piloto acelera. Com a moto em movimento esse balanço é anulado pela ação das rodas em movimento, mas com a moto parada é bem sensível. Nada assustador, mas não é um efeito desejável.

Hoje o motor boxer mais desenvolvido é da Honda GL 1800 Gold Wing, com seis cilindros, arrefecido a líquido (como nos carros da Porsche). Comenta-se muito que em breve a BMW terá um motor boxer de quatro cilindros arrefecido a líquido, mas por enquanto é apenas especulação.

Por fim, o motor em V longitudinal está presente atualmente apenas nas motos italianas Guzzi. Por mais que os fãs adorem, essa configuração consegue reunir o que tem de ruim no motor boxer com o que tem de pior do motor em V. Ou seja, se não for por uma grande paixão pessoal não há nada que justifique a existência desta configuração!

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As opiniões expressas nesta matéria são de responsabilidade de seu autor e não refletem, necessariamente, a opinião do site WebMotors.

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