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Motor de 3 cilindros. O preço da vibração

Motor de 3 cilindros. O preço da vibração

Já não há dúvida de que os motores de 03 cilindros vieram para ficar. Tanto que até as atuais SUVs já estão equipadas com esta motorização em versões turboalimentadas.

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Versões com deslocamento volumétrico de 1000cm³ com esta motorização atingem facilmente potências de 120cv não deixando nada a desejar aos motores aspirados de 2000cm³ da década passada. E isto graças as alternativas tecnológicas adotadas nos últimos anos.

A tendência mundial de redução do tamanho dos motores é conhecida como “downsizing”. A indústria automotiva mundial encontrou esta alternativa como meio de reduzir o consumo de combustível dos veículos produzidos. Mas não pense que esta opção foi adotada pensando no seu bolso. A conta é simples.

Menos combustível consumido é igual a menos CO2 saindo do escapamento como resultado da combustão. E as normas mundiais de regulação da emissão de poluentes na atmosfera vão ficar cada vez mais rígidas com o passar dos anos obrigando os fabricantes a se adaptar as novas regras gradativamente.

Mas o que realmente incomoda o consumidor que tem um veículo com motor de 03 cilindros é a vibração. Em algumas versões é claramente sentida a trepidação no volante e no banco. Alguns clientes com visão mais técnica argumentam que parece que está “faltando” um cilindro.

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A má notícia é que infelizmente esta é uma característica destes motores. Para entendermos melhor o que acontece temos que voltar ao princípio de funcionamento dos motores de 04 cilindros. Motores de 04 cilindros tem pares de pistões que se movimentam de forma conjunta (são os chamados pistões gêmeos. Os pistões 01 e 04 se deslocam juntos do ponto morto superior ao ponto morto inferior. Por consequência os pistões 02 e 03 também se movimentam em conjunto do ponto morto inferior ao ponto morto superior).

Isto por si só já promove uma estabilidade rotacional com redução de vibração devido ao equilíbrio de massas durante o funcionamento do motor (enquanto 02 pistões estão em uma extremidade do curso os outros 02 estão na extremidade oposta). O outro fator significativo que minimiza a ocorrência de vibração é o início imediato de uma combustão após o término da anterior (um motor necessita de 02 voltas completas (720º) para completar o ciclo operacional. Desta forma o intervalo de combustão é de 180º angulares do virabrequim, ou seja 720º ÷ 4 cilindros).

Agora vamos avaliar a configuração de um motor de 03 cilindros. Por definição motores em linha que possuem número ímpar de cilindros não apresentam a possibilidade de terem pistões gêmeos (por exemplo motores de 03 e 05 cilindros em linha). Desta forma o movimento dos pistões não contribui para o equilíbrio de massas como um motor de 04 cilindros, pois chegam ao ponto morto superior e inferior sozinhos e não em pares.

O segundo fator relevante é o intervalo de combustão. Um motor de 03 cilindros tem um intervalo de combustão de 240º (720º ÷ 3 cilindros). Desta forma ao término de um tempo de combustão que teve duração de 180º ainda restará 60º para que o pistão vizinho esteja em posição de iniciar a combustão (posicionado no ponto morto superior).

Este é o principal fator da ocorrência de vibração, pois “teoricamente” os 60º mencionados anteriormente são percorridos a custa da inercia de movimento do motor. Invariavelmente ocorrerá uma desaceleração de rotação neste trecho com aplicação abrupta de energia no início do ciclo de combustão do cilindro vizinho (originando a vibração mencionada anteriormente).

Mas a pergunta em questão é… Existe forma de minimizar esta “anomalia”? Podemos dizer que existem recursos de baixo e alto custo a escolha do fabricante. Em primeiro lugar e mais utilizado está o coxim hidráulico. 

Este componente tem a função de minimizar a transferência de vibração do motor para o interior do habitáculo. Trata-se de um coxim de borracha com um compartimento interno de óleo cuja função e aumentar a capacidade de amortização da transferência de vibração.

Algumas montadoras optam por minimizar o efeito de vibração adotando polias ou volantes do motor com massas previamente inseridas e posicionadas em localizações que irão contribuir para manutenção da velocidade de rotação na região dos 60º “vazios” mencionados anteriormente.

A Volkswagen de forma bastante competente adotou em seu motor EA211 1.0l de 03 cilindros um virabrequim com contrapesos precisamente posicionados e balanceados para minimizar o efeito de vibração.

Mas certamente a opção com melhor resultado e por consequência maior custo é a adoção do eixo "balanceador" acoplado ao virabrequim. Este eixo dispõe de massas posicionadas de forma a balancear o movimento rotacional minimizando significativamente o efeito de vibração.

Infelizmente embora as matrizes em vários casos já disponham desta tecnologia, as montadoras nacionais ainda não estão dispostas a pagar o preço e aumentar o custo de seus projetos.

Enquanto isso não acontece vamos convivendo com essa “vibraçãozinha” irritante.

Auto Masters
Marcelo Valerio Dos Santos
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Engenheiro Mecânico com especialização em Automobilística. Professor de Ensino Técnico e Universitário. Criador de Conteúdo Digital no blog www.mecanicaehistorias.com.br. No momento aposentado e curtindo a vida.

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