TRÊS VÁLVULAS POR CILINDRO, MAS NÃO COMO VOCÊ IMAGINA


Não só de VW e Porsche lembramos quando falamos de motores automotivos refrigerados a ar. Tivemos também o Tatra, o Corvair, Citroën e até Honda nos anos 70. E claro, não podemos esquecer dos Franklin, oriundos de uma empresa novaiorquina que sobreviveu de 1902 a 1934. Após isso, a marca foi vendida e a linha de produção dos motores foi adaptada para uso aeronáutico, inclusive sendo comprada pela Tucker anos depois.

As inovações tecnológicas dos motores Franklin sempre foram um dos destaques da marca, que desde os primórdios vem sendo utilizados até hoje em muitos casos. Em 1904, Franklin lançou um motor com um recurso no mínimo curioso.


Pelos seus estudos, o motor refrigerado a ar precisava ser muito bem resolvido no quesito troca de calor entre a temperatura gerada pela combustão no cilindro, e suas paredes metálicas. O gás queimado, em alta temperatura, deveria ser rapidamente eliminado logo após sua geração, assim evitando que ficasse muito tempo dentro do cilindro, aquecendo todo o bloco. Com esse raciocínio, o motor OHV criado (um grande feito para a época) possuia um came de acionamento de válvula extra, para comandar diretamente uma terceira válvula (montada de baixo para cima) no bloco.

Esta válvula ficava funcional com o pistão na posição de ponto morto inferior, e liberava a passagem para um pequeno coletor de escape. Assim que o pistão chegasse no PMI no ciclo de queima, esta válvula abria e a alta pressão expelia boa parte do gás quente por esta passagem, regulada por válvulas esféricas, que mais adiante podia juntar-se com o coletor de escape principal das válvulas do cabeçote. Outras vantagens vieram com isso, como uma válvula de escape e velas de ignição mais limpas.

Esse motor começou com a configuração de quatro cilindros, mas depois passou a seis cilindros em linha. Ao longos dos anos, o motor recebeu outros aprimoramentos e foi utilizado em corridas, inclusive obtendo o segundo lugar na prova através do deserto de Los Angeles a Phoenix de 1911, com um modelo D e motor de 302 pol³, o último ano da utilização desta terceira válvula, quando esta não era mais necessária por conta de outras tantas melhorias.

Soluções engenhosas sempre foram o forte da Franklin, e esta eu acho uma das mais curiosas.


MB

11 comentários :

  1. Belli,

    Sensacional, não sabia dessa! Franklin era uma empresa americana única mesmo...

    MAO

    ResponderExcluir
  2. MB,

    Como era o jeitão dessa 3a válvula? Uma saída lateral no cilindro e a válvula paralela ao cilindro, num esquema similar aos flathead?

    Se for isso, então o fluxo de gas quente nesta válvula e coletor não é muito grande (se comparado com o fluxo no cabeçote). Além disso, o que impede que vapor de óleo do carter seja ejetado por esta válvula? Seria apenas o timing deste came adicional do comando?

    ResponderExcluir
  3. bussoranga, pelo esquema do motor parece sim com uma válvula lateral como no flathead.

    De acordo com a Franklin, cerca de 70% do gás era expelido por essa válvula, em função da pressão do cilindro.

    Sobre o vapor de óleo, imagino que o timing seja ajustado para isso, juntamente com a válvula esférica no coletor, mas como era um design ainda em desenvolvimento, acredito também que esse vapor do carter era expelido sim sem muito controle.

    abs

    ResponderExcluir
  4. MB
    Não vejo sentido nessa válvula de escapamento auxiliar, pois a normal abre cerca de 30° pelo menos antes do ponto-morto inferior, tirando os gases queimados do cilindro ainda com algum ímpeto devido ao resíduo de pressão. Sabe algo mais a respeito da solução?

    ResponderExcluir
  5. Bob, estou pesquisando mais sobre isso, mas está difícil achar informações mais técnicas. Não achei o timing desta válvula, que eu queria saber muito.

    Ao meu entender, esta terceira válvula está 100% aberta quando o pistão passa pela sua cavidade, liberando a passagem e assim a pressão interna do cilindro expulsa o gás (70% dele, de acordo com a Franklin na época). Antes do PMI a válvula principal de escape começa a abrir, e o gás seria expulso por ela via a "compressão" do cilindro subindo para o PMS. Nesta válvula inferior, o gás escapa ainda no fim do processo de expansão, onde a pressão é muito grande e a geração de calor ainda está no fim de sua ascensão. Se este gás ficasse no cilindro até que fosse expelido pela válvula de cima, teria praticametne o dobro do tempo para ficar aquecendo as paredes do cilindro.

    Entendo que este era o princípio que inventaram. Depois acharam soluções que melhoraram o escape convencional e tiraram toda essa rebimboca. Imagina a dor de cabeça para construir e manter isso tudo funcionando...

    abs,

    ResponderExcluir
  6. Opa, desculpe, quis dizer "compressão do pistão subindo", porque cilindro num sobe pra lugar nenhum. =)
    abs

    ResponderExcluir
  7. Milton, muito interessante!
    A parte o fluxo de gases, rendimento volumétrico e térmico, etc, etc, mais uma para voce: normalmente num 4 cilindros o 3° cilindro (não em corte) deveria estar na mesma posição do 2° (este pelo virabrequim tem seu pistão no PMS). No 2° cilindro vemos que a came está acionando a vállvula auxiliar, e a respectiva mola comprimida. No terceiro cilindro vê-se a mola de retorno em repouso, indicando que o pistão não estaria no PMS, como seria de esperar num motor de 4 cilindros...
    Responda a essa charada por favor...

    ResponderExcluir
  8. Achille, se o desenho for correto, indica que o arranjo é de 1-2-1-2 e não como o comum 1-2-2-1.
    abs

    ResponderExcluir
  9. MB,
    nunca havia ouvido falar sobre isso, muito interessante, solução típica daquelas pessoas que dizem "Vamos fazer e ver no que dá".
    Grandes idéias não-convencionais são sempre boas de ser ver.

    ResponderExcluir
  10. Bem essa explicação é a única plausível, o que não deixa de ser estranho, é o primeiro 4 em linha que já vi com essa disposição de virabrequim, vc conhece algum outro?
    A propósito, além dos citados VW, Porsche, Tatra, vamos lembrar de outros veículos de massa refrigerados a ar: a Fiat Nuova 500 do fim dos anos 50, e o Citroen 2CV.

    ResponderExcluir
  11. Achille, MB,

    Na verdade este desenho é furado, isto é, serve apenas para se dar uma noção de como a coisa funciona, mas não é um desenho técnico realista.

    O motivo é simples: essa terceira válvula se encontra aberta com pistão no PMI, e totalmente fechada com pistão no PMS. Na figura, o cilindro 2 se encontra no PMS, então essa terceira válvula nunca poderia estar aberta como a figura mostra.

    Então a figura mostra um comando de válvulas errado. E se ela mostra um comando errado, pode muito bem mostrar um virabrequim errado.

    Essa idéia da exaustão no PMI é boa, e certamente quem a teve sabe que um virabrequim 1212 simplesmente não funciona. O nível de vibração seria tão alto que o motor se tornaria imprestável.

    ResponderExcluir

Pedimos desculpas mas os comentários deste site estão desativados.
Por favor consulte www.autoentusiastas.com.br ou clique na aba contato da barra superior deste site.
Atenciosamente, Autoentusiastas.

Observação: somente um membro deste blog pode postar um comentário.