Como funciona o empolgante Audi A3 Sport 2.0T FSI S-Tronic

Marco Antonio Silvério Jr.

O novo modelo do A3 está equipado com sistemas que vem sendo largamente utilizados em outros países e estarão cada vez mais presentes nos lançamentos nacionais. O principal conceito que podemos destacar é a utilização do turbocompressor aliado à injeção direta, que torna possível extrair grande potência em um motor relativamente pequeno, emitindo baixos índices de emissões.

O comportamento esportivo do A3 foi fortemente elevado com a adoção do câmbio S-Tronic de seis velocidades e dupla embreagem úmida (como em veículos automáticos), que segundo especialistas têm grande durabilidade e pode fazer as trocas automaticamente ou no modo sequêncial por toques na alavanca ou borboletas atrás do volante. Os 200cv de potência e 28,5mkgf de torque gerados pelo motor, junto com as trocas de marcha em 0,2s fazem o carro ir de 0 a 100km/h em 6,8s e chegar a máxima de 238km/h. Por R$110 mil é um brinquedo e tanto.

Suspensão e direção
As suspensões também privilegiam a esportividade e abandonaram os braços de alumínio passando a utilizar McPherson na dianteira e Four-Link com braços em aço na traseira. As bandejas inferiores estão apoiadas em sub-chassis, o que facilita os processos de produção e dão maior rigidez ao conjunto. O sub-chassis dianteiro é feito de alumínio e também abriga o coxim inferior do câmbio. Em pisos irregulares o A3 deve ser guiado com cautela, pois os pneus 225/45 de 17” não estão preparados para tal condição, visto que no modelo avaliado já apresentava uma bolha.

Antes de remover as rodas deve ser marcada a posição das mesmas, pois costumam ter o balanceamento feito no veículo, junto aos discos de freio e cubos de roda, então se a posição for alterada irá perder o balanceamento. As calotas devem ser removidas utilizando ferramenta localizada junto ao estepe e na instalação observe a posição correta de montagem para não correr o risco de quebrar ou perder.

A caixa de direção eletromecânica também está presa ao sub-chassi facilitando a manutenção, e trabalha em conjunto ao ESP (Programa Eletrônico de Estabilidade) tornando a direção mais leve ou mais pesada de acordo com as condições em que o veículo está sendo conduzido. Nas situações de saída da trajetória em que o ESP atua e o motorista tenta corrigir a trajetória de forma incorreta, a direção fica mais pesada. Em altas velocidades, fica mais firme e precisa, já nas manobras em baixas velocidades é leve.

2.0T FSI
A sigla FSI vem de Fuel Stratified Injection (Injeção de Combustível Estratificada), ou seja, a injeção acontece em etapas, o que possibilita uma queima mais pobre, e o excesso de ar forma uma camada isolante no cilindro para proteger contra perdas de energia térmica, porém este processo só pode ser realizado com combustível de alta qualidade, por isso no Brasil a injeção é feita de forma convencional, exceto na fase de aquecimento do catalisador. Nessa fase a injeção acontece em duas etapas, uma quando o pistão está a 300° antes do PMS, e outra a 60° do PMS, na compressão. Assim a mistura rica ao redor do eletrodo da vela faz com que a combustão seja mais lenta, atrasando o ponto sem desestabilizar o motor e aquecendo o catalisador a temperatura ideal de trabalho (350°C) em até 40 segundos.

O sistema de alimentação de combustível possui duas linhas, uma de baixa outra de baixa pressão. O combustível é levado do tanque para a bomba de alta pressão através de uma bomba elétrica acionada por um sinal do tipo PWM para controlar a pressão do sistema entre 0,5 e 5 bar de acordo com a carga do motor, chegando a 6,5 bar nas partidas a frio e a quente, quando evita a formação de bolhas na bomba de alta pressão.

Essa bomba elétrica possui um módulo próprio que recebe alimentação do módulo de controle dos sistemas elétricos do veículo e informações vindas da ECU por PWM de 20Hz. Trabalhando com a bomba fornecendo apenas o combustível necessário para o regime do motor, diminui-se o consumo de corrente e aumenta a vida útil da bomba, além de reduzir a temperatura no tanque de combustível, por ter menos circulação, e os ruídos causados, principalmente em marcha lenta. Sempre que a porta do motorista é aberta a bomba elétrica é acionada por 2s para pressurizar a linha e o veículo funcionar mais rapidamente.
Na linha de baixa pressão ainda estão instalados um sensor de pressão (próximo ao coletor de admissão) e o filtro, que possui integrado um limitador de pressão e um retorno para o tanque. Caso haja um falha do sensor de pressão o sistema irá enviar um sinal PWM fixo para a pressão se manter em 5bar, e se o módulo ou bomba apresentarem defeito o motor não irá funcionar. Se for necessária a troca do módulo da bomba ou de controle dos sistemas eletrônicos será preciso uma adaptação com scanner apropriado.

Linha de alta pressão
A bomba de alta pressão Hitachi é acionada por um came duplo localizado no final do comando de admissão e integra no mesmo corpo uma válvula reguladora de pressão que atua dosando a quantidade de combustível que a bomba irá admitir, assim a pressão irá trabalhar entra 30 e 110 bar, também de acordo com o regime de trabalho do motor (na marcha lenta deverá estar em torno de 49bar). Pode-se perceber que na bomba há uma válvula (como a de um pneu) que pode ser entendida como sendo para sangria ou verificação da pressão de linha, porém só é utilizada na linha de produção, pois em funcionamento a sangria ocorre naturalmente pelos bicos injetores e a pressão deve ser verificada por scanner.

O sensor de alta pressão está localizado no tubo de distribuição para os bicos (flauta) onde também está posicionada uma válvula limitadora de pressão para evitar danos ao sistema caso haja alguma falha. Quando a pressão excede os 120bar, a válvula abre e direciona o combustível para a linha de baixa pressão, onde existem restritores de fluxo com 1,5mm de diâmetro que tem a função de neutralizar os golpes provenientes da bomba de alta pressão.

Os bicos injetores ficam posicionados no cabeçote para injetar o combustível diretamente na câmara de combustão sendo vedados por um anel de teflon que não deve receber lubrificação na montagem, apenas uma limpeza criteriosa do alojamento. Para a remoção dos bicos injetores é necessário retirar o coletor de admissão, que é uma operação bastante trabalhosa e exige bastante atenção, pois há alguns parafusos difíceis de localizar e ainda há o risco de quebra dos injetores.
Caso haja dificuldade para extrair os injetores do cabeçote pode ser necessário o uso de uma ferramenta especial, uma espécie de martelo deslizante. Não é possível girar o injetor quando está completamente encaixado. Se o sistema detectar falhas em algum injetor o mesmo será desativado.
Antes de realizar qualquer manutenção na linha de alta pressão realize o procedimento descrito no Box.

Turbocompressor
O turbo BorgWarner K03 utilizado no A3 trabalha com uma pressão de 0,9 bar e possui refrigeração à água como nos antigos, porém este modelo tem uma bomba d’água auxiliar. Ao desligar o motor quando quente essa bomba auxiliar, que tem acionamento elétrico, entra em funcionamento forçando a circulação de água no sentido contrário ao normal, assim a água vem do radiador, onde a temperatura está mais baixa. A função deste sistema é evitar a carbonização no eixo da turbina.
O acionamento da válvula Wastegate (que libera a passagem dos gases sem passar pelo rotor da turbina) é feito por uma unidade de controle que trabalha com sinal do tipo PWM liberando pressão da tubulação de admissão para acionar o atuador que abre a válvula, e caso essa unidade falhe, a pressão é liberada diretamente para o sistema mecânico regular pressão mínima evitando risco de quebra.

Para ajudar no controle da pressão há uma válvula recirculadora de ar localizada na carcaça do compressor, que libera a pressão quando a borboleta é fechada, para a tubulação antes da entrada da turbina, que irá se manter em alta velocidade, assim quando o acelerador é acionado novamente, o ‘lag’ (tempo de resposta) do turbo é menor. Na carcaça do compressor também está localizada a eletrovalvula de purga do canister.
O coletor de escape foi desenhado em conjunto com a carcaça quente da turbina para poupar espaço no cofre do A3 além de facilitar a reparação, inclusive do catalisador e sensor de oxigênio. Para remover o coletor do cabeçote é necessário soltar apenas os parafusos da parte de cima, pois a parte de baixo fica encaixada em uma flange, então é só puxar o coletor para cima.

Motor
O motor 2.0 turbo 16v do A3 traz algumas soluções bem interessantes para tornar o funcionamento mais suave e permitir extrair mais potência sem reduzir a vida útil do mesmo, porém um ponto de muita discussão sobre este motor é a carbonização das válvulas de admissão. Como não há passagem de combustível pelas válvulas (é injetado diretamente na câmara de combustão) não ocorre uma limpeza natural das mesmas.

Como no Passat FSI avaliado na edição de março deste ano, o A3 também utiliza um conjunto de balanceadores em um alojamento de alumínio separado do bloco, junto à bomba de óleo, (com quem compartilha a corrente de distribuição) que utiliza uma engrenagem mais larga, possível graças ao conjunto utilizado. A bomba de óleo também traz mais uma solução que é a engrenagem com duas molas que fazem um sistema de amortecimento (como num volante de dupla massa) tornando o funcionamento da mesma mais suave e livre das irregularidades de funcionamento do motor, que com o turbo são agravadas.
A correia dentada é bem exigida devido à alta carga das molas de válvulas, comando de admissão variável, acionamento da bomba de alta pressão e de da bomba de vácuo, por isso a engrenagem do virabrequim tem formato elíptico para reduzir vibrações no comando e os esforços sobre a correia.

O coletor de admissão possui direcionadores de ar próximos a entrada do cabeçote que também possui uma divisão na mesma direção das aletas que se fecham para otimizar a entrada do ar em situações de marcha lenta, partida a frio e em outras estratégias. Estes ‘flaps’, como podem ser chamados, são comandados por um atuador que envia um sinal PWM, e em caso da necessidade de troca deste componente será necessário uma adaptação com scanner, assim como acontece com a borboleta de aceleração.
A ventilação do carter ocorre em dois estágios, o primeiro acontece em um separador de óleo junto ao suporte do filtro de óleo e o segundo está na tampa de válvulas onde é separado o óleo remanescente que retorna para dentro do motor. Este sistema tem vácuo constante para enviar os vapores de óleo para o coletor de admissão, e quando entra pressão positiva, uma válvula direciona a ventilação para a entrada da turbina. Este motor também está equipado com dois sensores de detonação e um sensor de temperatura de água pós radiador.

**Fonte: http://www.oficinabrasil.com.br