Como Funcionam os Dutos de Admissao Tunados Nos Carros?

O sistema de admissao no motor de quatro tempos de um automóvel tem como objetivo principal introduzir o máximo possível de mistura de ar-combustível dentro do cilindro. Uma maneira de ajudar a admissao é ajustar o comprimento dos dutos. Quando a válvula de admissao está aberta, o ar é sugado para dentro do motor, de forma que o ar no duto de admissao se move mais rapidamente em direçao ao cilindro. Quando a válvula de admissao se fecha repentinamente, esse ar pára bruscamente e se comprime, formando uma área de alta pressao. Essa onda de alta pressao percorre seu caminho até o duto de admissao, para longe do cilindro. Quando ele atinge a extremidade do duto de admissao, onde o duto se conecta a um tubo de distribuiçao de admissao, a onda de pressao bate e volta pelo duto de admissao.

Se o duto de admissao tem o comprimento certo, essa onda de pressao voltará a válvula de entrada assim que ela se abrir para a realizaçao do próximo ciclo. Esta pressao extra ajuda a capturar mais mistura de ar-combustível dentro do cilindro, agindo efetivamente como um turbocompressor. O problema dessa técnica é que ela proporciona benefício apenas em uma faixa de velocidade bastante limitada. A onda de pressao viaja a velocidade do som (o que depende da densidade do ar) em direçao ao duto de admissao. A velocidade apresenta pequenas variaçoes dependendo da temperatura do ar e da velocidade na qual ela se movimenta, mas uma boa estimativa para a velocidade do som seria 396 metros por segundo (m/s). Vamos tentar ter uma idéia do comprimento que o duto de admissao deve ter para tirar vantagem deste efeito. Digamos que o motor esteja girando a 5 mil rpm. A válvula de admissao de ar se abre uma vez a cada duas revoluçoes (720 graus), mas vamos supor que elas permanecem abertas por 250 graus. Isso significa que existem 470 graus entre o tempo em que a válvula de entrada de ar se fecha e de quando ela abre novamente. A 5 mil rpm, o motor levará 0,012 segundos para girar uma revoluçao, e 470 graus corresponde a cerca de 1,3 revoluçao, assim ele levará 0,0156 segundos entre o tempo em que a válvula se fecha e o tempo em que ela se abre novamente. A 396,24 m/s multiplicado por 0,0156 segundos, a onda de pressao viajaria cerca de 6,096 m. Mas, como ela precisa ir até o duto de admissao e depois retornar, este deveria ter a metade desse comprimento ou cerca de 3,048 m.

Duas coisas se tornam aparentes depois da realizaçao deste cálculo:
1- O ajuste do duto de admissao de ar surtirá algum efeito apenas em uma intervalo de rpm bastante curto. Se refizermos o cálculo considerando 3000 rpm, o comprimento calculado será completamente diferente.

2- 3,048M é muito comprimento. Voce nao pode encaixar dutos que se estendam abaixo do capô de um carro tao facilmente assim.

Nao há muito o que fazer para resolver o primeiro problema. Uma entrada ajustada tem seu principal benefício em uma faixa de velocidade bem limitada. Mas existe uma maneira de encurtar os dutos de admissao e ainda obter algum benefício com a onda de pressao. Se encurtarmos o comprimento do duto de admissao usando um fator quatro, alterando o seu comprimento para 0,762 m, a onda de pressao viajará para cima e para baixo do duto quatro vezes antes que a válvula de admissao se abra novamente. Mas ela ainda atinge a válvula no tempo certo. Existem muitas particularidades e truques usados nos sistemas de admissao. Por exemplo, é vantajoso que o ar de admissao se mova o mais rapidamente possível para dentro dos cilindros, pois isto aumenta a turbulencia e mistura melhor o combustível com o ar. Uma maneira de aumentar a velocidade do ar é usar um duto de admissao com diâmetro menor. Como dificilmente o mesmo volume de ar entra no cilindro a cada ciclo, se este ar for bombeado através de um duto com diâmetro menor, deverá se mover mais rapidamente.

A desvantagem da utilizaçao de dutos de admissao com diâmetro menor é que, em velocidades altas do motor, quando um volume grande de ar está passando através dos dutos, a restriçao do diâmetro menor pode inibir o fluxo de ar. Assim, é melhor ter dutos com diâmetro maior para grandes volumes de fluxo de ar com velocidades mais altas. Alguns fabricantes de automóveis tentam usufruir do melhor dos dois mundos usando dutos de entrada duplos para cada cilindro, um com um diâmetro pequeno e um com diâmetro grande. Eles usam uma válvula borboleta para bloquear o duto com diâmetro grande, com velocidades de motor mais baixas, para usufruirem do desempenho obtido com o duto estreito. Entao, a válvula é desbloqueada com velocidades de motor mais altas para reduzir a restriçao de admissao de ar e aumentar a potencia de saída.