Santana 2-litros: turbo para 250 e 300 cv
Gostaria de parabenizar o site pelo conteúdo técnico. Estou preparando um Santana GLS 2.0 90 para uso em rua e gostaria de saber quais as modificações a serem feitas no motor, freios, suspensão e pneus, para obter 250 a 300 cv, com pecas forjadas e turbo. Gostaria de informações precisas sobre: carburador; coletor de admissão; pressão do turbo; ponto de ignição; cabeçote; taxa de compressão; comando de válvulas; válvulas; coletor de escape; escapamento; pistões; bielas; virabrequim; embreagem; cambio; diferencial. Não me importo com o consumo e quero uma aceleração de 0 a 100 km/h entre 5 e 6 s e final perto dos 230-240 km/h. Gostaria que fosse simulado também o acréscimo de um kit de nitro. Não usarei o carro no dia-a-dia, só para lazer, dentro da cidade ou viagens curtas.
Rafael F. Stanger
stanger@mailbr.com.br
Novamente temos em questão a preparação de um motor VW AP. Apesar do grande aumento de potência desejado -- o 2-litros original tem potência entre 105 cv e 115 cv, bem longe dos 300 cv pretendidos --, esta preparação não oferecerá grandes complicações ou desafios. Contribuem para isso a linha de preparação escolhida (sobrealimentação por turbocompressor) e a larga utilização do motor VW AP em preparações, o que torna vasta a gama de peças e acessórios e a experiência dos preparadores.
Neste caso, como se trata de um motor equipado com carburador -- sistema de alimentação muito conhecido dos preparadores brasileiros --, a complicação é ainda menor. Mas mesmo assim algumas coisas devem ser observadas para que se tenha uma preparação de qualidade e otimizada.
As curvas de potência (as mais altas) e de torque estimadas para o Santana 2-litros (em azul); com preparação turbo a 1,3 kg/cm² (em verde); e com preparação turbo a 1,8 kg/cm² (em vermelho)
Para atingir a potência desejada com uma preparação turbo será necessária elevada pressão: em torno de 1,3 kg/cm² para chegar a 250 cv e 1,8 kg/cm² para conseguir 300 cv. O motor 2-litros do Santana GLS '90 tinha taxa de compressão de 9:1, mas é comum encontrar estes motores, em anos-modelo diversos, com taxa de 8,5:1. Em ambos os casos é necessária a conversão para álcool para evitar o risco de detonação, e neste caso a taxa mais alta (9:1) é preferível, do ponto de vista do consumo e da dirigibilidade.
Para a preparação com pressão mais baixa o uso do álcool pode ser dispensado, desde que o preparador seja um exímio regulador. As vantagens são a melhor dirigibilidade, pela maior força disponível em regimes nos quais o turbo não está funcionando, maior potência e menor consumo. Mas para esta pressão e taxa o motor já estará muito perto do limite de detonação contornável com regulagem. Assim, o risco de quebra por alguma condição não prevista durante a regulagem é maior, e este risco não vale a pena perante as vantagens.
Além disso não se trata de carro equipado com injeção, o que facilitaria as coisas em condições não previstas -- como um abastecimento com combustível de baixa qualidade -- por ser um sistema, até certo ponto, auto-adaptável. Por isso não se deve ser muito agressivo na configuração ou regulagem, tendo em vista os riscos.
Como se trata de uma preparação sobrealimentada, alterações em válvulas, comando, virabrequim e outros pontos, que são modificados tipicamente em preparações aspiradas, se fazem desnecessárias. Toda a potência extra pode ser retirada do turbo, o que torna dispensável outros artifícios, baixando o custo e complexidade da preparação. Modificar estes itens só torna mais difícil conseguir um funcionamento suave do motor quando o turbo não estiver em operação. Caso o objetivo fosse 600 cv, a coisa mudaria de figura e cada artifício se faria necessário -- mas não é este o caso.
Tendo isso em vista, pode-se dizer que o mais simples e realmente necessário, sem perder de vista a qualidade e otimização, seria partir para o "arroz com feijão": converter o motor para álcool, usar o carburador 3E para alimentação, kit turbo com bomba elétrica, válvula de prioridade e não esquecer de um bom intercooler aletado, pois nestas pressões ele representa cerca de 8% do ganho de potência, além das vantagens que permite em proteção contra detonação e facilidade de regulagem.
O carburador 3E pode ser montado em um coletor de admissão comum. Tornar sua superfície interna lisa não traria ganhos sensíveis e prejudicaria ainda mais a já difícil emulsificação (mistura com o ar) do álcool. A giclagem, pressão de combustível e outras variáveis que influem na mistura só podem ser determinadas in loco: não há outro meio de garantir uma boa regulagem, pois cada motor, condições de uso e de pilotagem exigem uma regulagem própria.
Neste trabalho, o ideal é instalar uma sonda lambda para encontrar a regulagem ideal de mistura pelo sinal. Isso não impede, porém, que um bom preparador, habituado a métodos mais antigos, use apenas seu olfato e observação da cor das velas neste trabalho, obtendo ótimos resultados. Existe uma regulagem ótima para potência, geralmente um pouco mais rica, mas passe longe do exagero de mais de 950 mv que muitos usam. Mesmo em motores de projeto mais antigo, isso é um absurdo desperdício de combustível e aumento de emissões poluentes.
O ponto de ignição é outro fator importante. Para minimizar a falta de força antes da entrada da turbina, a curva de ponto nestes regimes deve ser mais avançada. Com a atuação do turbo o avanço deve ser limitado, para evitar detonação, e apenas isso: não deve ser limitado abaixo desta margem. Esta é outra regulagem que só pode ser feita de modo específico, pois também se altera bastante com as condições. Mas a dica é regular o avanço no máximo antes do limite onde ocorre detonação -- assim se garante o melhor rendimento e consumo. A presença do intercooler resfriando o ar admitido ajuda a empurrar este limite para cima.
O coletor de escapamento deve ser de qualidade, de preferência em tubos dobrados e soldados. Este tipo de coletor permite conseguir boa geometria e baixo peso. Mas tem de ser de qualidade para evitar problemas de montagem, trincas ou outros efeitos indesejáveis. Uma boa geometria é tão importante que chega a influir diretamente no tempo de resposta da turbina e até na temperatura do ar comprimido.
O escapamento deve permitir passagem dos gases com pouca restrição. A área desejada da seção transversal do escapamento é proporcional à potência. Assim, para calcular o novo diâmetro do conjunto de escapamento, use a fórmula ao lado. É importante saber que os silenciadores devem seguir a mesma regra.
Para estes níveis de potência o reforço no motor obtido com o uso de peças forjadas é bem-vindo: permite uso mais agressivo do motor sem risco de quebra. Claro que poderiam ser dispensadas, mas só se o motor fosse usado com muita moderação. Neste ponto, a dica é procurar uma oficina ou retífica renomada, pois a qualidade deste serviço depende muito da experiência e do capricho na execução.
A taxa de compressão deve ser mantida em 9:1 para uso do álcool em ambas as pressões, podendo ser mais alta (cerca de 10:1) quando usando a pressão menor. Mas isso não é tão importante, pois a diferença pode ser compensada no ajuste do ponto de ignição.
A turbina recomendada para a pressão de 1,3 kg/cm² é uma Garrett T3, trim 60, A/R 0.82, ou um turbo equivalente de outra marca. Para a pressão de 1,8 kg/cm² o modelo seria uma Garrett T3, trim 60, A/R 1.06, ou equivalente. Em ambos os casos é bom adquirir um modelo com válvula de alívio incorporada, pela simplicidade, leveza, funcionalidade e resistência.
A temperatura do ar comprimido por turbos deste tamanho, nestas condições, seria de 136 °C para 1,3 kg/cm² e 167 °C para 1,8 kg/cm². O intercooler baixaria estas temperaturas para 53 °C e 60 °C, respectivamente, o que o torna realmente indispensável.
Foram simuladas as duas preparações. Observe os resultados esperados:
Original Turbo a
1,3 kg/cm2 Turbo a
1,8 kg/cm2
Potência máxima 105 cv 249 cv 308 cv
Rotação de potência máxima 5.200 rpm 5.200 rpm 5.200 rpm
Velocidade máxima 186 km/h 248 km/h 266 km/h
Rotação à velocidade máxima 5.200rpm 6.900 rpm 7.300 rpm
Aceleração de 0 a 100 km/h 11,6 s 6,2 s 5,5 s
Torque máximo 17,0 m.kgf 40,3 m.kgf 49,9 m.kgf
Rotação de torque máximo 3.400 rpm 3.400 rpm 3.400 rpm
Aceleração longitudinal no interior do veículo 0,54 g 1,00 g 1,13 g
Eficiência volumétrica na rotação de potência máxima 74,3 % 176,2 % 218,1 %
Eficiência volumétrica na rotação de torque máximo 87,3 % 207,0 % 256,3 %
Um kit nitro é um bloco de potência, ou seja, fornece uma potência adicional fixa, pouco importando outras configurações do motor. Pode ser usado para complementar um turbo com pressão menor, para chegar ao nível de potência desejado (obtendo desempenho bem semelhante ao já simulado), ou pode ser usado como algo além. Este motor, com componentes forjados e serviço bem feito, suporta um kit nitro de mais 80 cv sobre a pressão mais alta, o que levaria a potência para 388 cv, baixaria a aceleração de 0 a 100 km/h para 4,8 s e impulsionaria a velocidade máxima a 288 km/h.
Como os níveis de potência são bastante elevados, o conjunto de transmissão precisa ser reforçado. Comece por uma embreagem reforçada, podendo ser de cerâmica para a pressão mais alta, com platô com 70% a mais de carga para a pressão mais baixa e 100% a mais de carga para a pressão mais alta. O câmbio precisará de engrenagens reforçadas, principalmente para a 1ª., 2ª. e 3ª. marchas, mas não necessariamente de dentes retos. Existem fabricantes nacionais destas engrenagens para competição para câmbios VW, que devem servir bem.
O diferencial deveria ter a relação alongada em 34% para a pressão mais baixa e 43% para a mais alta, com o fim de equilibrar as rotações de potência máxima e velocidade final. Este alongamento dará mais tempo ao turbo para se manter na pressão máxima entre as trocas de marcha. Das relações originais VW, seu Santana já utiliza a mais longa, 3,88:1. Assim, relações de diferencial personalizadas podem ser encomendadas a fabricantes nacionais. Mas podem-se obter bons resultados com a transmissão original, caso se abra mão do câmbio longo -- o que até daria mais agilidade em trânsito, sob pena de maior consumo e ruído em velocidade.
Os freios devem ter discos nas quatro rodas, se possível todos ventilados, e diâmetro maior até que o do Gol GTI 16V. Para conseguir isso devem-se adaptar discos e pinças de outros modelos, o que exige rodas de raio maior e é um trabalho relativamente complexo, até mesmo porque será preciso uma boa regulagem da distribuição da carga entre os freios dianteiro e traseiro. Uma solução menos complexa, e que atende parcialmente às necessidades, é adaptar os freios do GTI com partilhas bem macias, que durarão pouco, mas permitirão uma frenagem adequada.
A suspensão precisa ser toda recalibrada. Amortecedores e molas de maior carga são precisos para garantir um bom comportamento dinâmico. Neste caso o ideal seria carga perto de 100% maior, mas aí o conforto é bastante comprometido. Usar conjuntos mais curtos, para rebaixar o chassi, também é recomendado, mas implica uma regulagem completa e criteriosa da geometria da suspensão. Cabe ao proprietário definir qual comportamento quer do carro: considerando conforto, tendendo a um conjunto mais macio e alto, ou comportamento dinâmico, indo na direção de um conjunto mais duro e baixo.
O conjunto de pneus deve ter sua área de contato com o solo bastante ampliada, pois o aumento de potência será grande. Pneus 245/40 em aro 16 ou 245/45 em aro 15 são os mais indicados, pois não alteram muito o diâmetro externo no conjunto, têm a largura necessária e a roda terá diâmetro interno suficiente para alojar o conjunto de freios. O difícil será fazer este enorme conjunto caber na caixa de rodas original. Caso não seja possível, pode-se usar conjunto mais estreito, mas sabendo que a aderência não será a ideal.
Apesar da preparação do motor ser algo simples e exigir apenas cuidados na execução e compra das peças, a adaptação do carro ao acréscimo de potência não será fácil, pois a potência extra exige muitas mudanças para que o comportamento dinâmico fique perfeito e não haja comprometimento da segurança. Superando essas dificuldades, restará curtir o discreto sedã esportivo, capaz de acelerar ao lado de nada modestos BMWs e Mercedes de seis e oito cilindros.