Volkswagen Gol 1.0 16V 2002: motor EA-111

Com a chegada da linha 2002, o Gol 1.0 16V, a versão de maior volume de vendas da família Gol, passou a ser o modelo com maior potência e torque da categoria, resultado de uma série de mudanças que a Volkswagen fez no motor EA-111 1.0 litro multiválvulas. Entre as principais alterações estão a utilização da tecnologia RSH - sigla em alemão que significa acionamento das válvulas por balancins roletados - e do gerenciamento do motor com sistema E-GAS, um acelerador eletrônico inteligente que "entende" quanto torque o motorista está desejando. Esses recursos são os mesmos aplicados recentemente no motor EA-111 1.6 do Golf.

Com as modificações, o motor 1.0 16V que equipa Gol e Parati passou a liberar potência de 76 cv, 10% a mais do que os 69 cv atuais. O torque também melhorou: de 91 Nm saltou para 95 Nm, mas o mais significativo é o aumento do torque em baixas rotações (em torno de 1.000 rpm o ganho foi de 20%), o que beneficia a dirigibilidade, principalmente no trânsito urbano. As tecnologias adotadas também beneficiaram o consumo: os carros ficaram, em média, 5,6% mais econômicos e reduziram os níveis de emissões.

O Gol está mais gostoso de dirigir. Ele acelera mais rapidamente, ficou mais suave e mantém o mesmo comportamento nas mais variadas situações: ao nível do mar ou na montanha, partindo com motor frio ou quente. Ele tem, praticamente, o mesmo bloco do 1.0 16V Turbo e o mesmo conceito do cabeçote implementado no motor 1.6 do Golf, com a tecnologia RSH e sistema E-GAS.

O bloco do motor é de ferro fundido e titânio, com reforços estruturais. Os pistões são de alumínio fundido com um novo desenho de câmara de combustão. Como no Turbo, possui injetores de óleo sob os pistões, cujo principal objetivo é resfriá-los, bem como os anéis de compressão, o que permite trabalhar com maior avanço da ignição e, consequentemente, obtendo melhor eficiência térmica em alta rotação.

Os injetores de óleo sob o pistão são vitais, levando em conta a taxa de compressão definida: 11,5:1. A escolha da alta taxa teve o objetivo de melhorar o consumo específico em cargas parciais (utilizadas principalmente no trânsito urbano) e o torque em baixas rotações, para melhor dirigibilidade.

Como no motor 1.6 do Golf, o cabeçote de alumínio com fluxo cruzado foi especialmente projetado, com dutos e válvulas de admissão com baixíssima restrição de fluxo. o que garante o perfeito enchimento dos cilindros em alta rotação. A adoção da tecnologia RSH, ou Rollenshlepphebel, que em uma tradução simples significa acionamento dos balancins por roletes, resultou em melhor desempenho, menor consumo, maior durablidade do motor e redução do atrito interno. Além disso, permitiu melhor distribuição interna dos componentes, contribuindo para o menor peso e melhor características de refrigeração.

Outra inovação é a tampa do cabeçote, fundida em alumínio, que já incorpora os mancais dos comandos. Isso permite realizar a pré-montagem de eixos-comandos, retentores, polias, bobina e sensor de fase, além de eliminar o processo posterior de montagem das dez capas de mancal. A tampa é unida ao cabeçote com junta líquida, grantindo melhor vedação.

O coletor de admissão manteve o mesmo desenho e é feito com material termoplástico poliamida, reforçado com 30% de fibra de vidro. De baixa rugosidade este material pode suportar temperaturas altas, de até 190° C. O coletor de escape, em ferro fundido vermicular, tem liga de Níquel e foi desenvolvido com o auxílio de computador.

O filtro de ar segue o mesmo conceito do Golf 1.6 (Design Filter). Projetado em uma única peça, é fixado em quatro pontos por coxins. Garante melhor acesso para manutenções e tem função estética e acústica. Além disso, permite baixa restrição e boa vedação contra poeira e evita absorção de água.

EGAS, o sistema inteligente

Para acompanhar os avanços construtivos, o sistema de gerenciamento eletrônico do motor traz inovações marcantes, em hardware e, principalmente, em software, seguindo uma tendência do grupo VW em todo o mundo.

Ao invés de simplesmente adotar um acelerador eletrônico, como os que já existem no mercado, a Volkswagen introduziu a filosofia "torque" de gerenciamento. No sistema EGAS (sigla em alemão de Eletronisch Gaspedal ou acelerador eletrônico), quando o pedal do acelerador é acionado, gera uma tensão, mas que não será transformada diretamente em ângulo de borboleta, como nos aceleradores eletrônicos comuns.

Com a filosofia "torque", a tensão elétrica fornecida pelo pedal do acelerador é interpretada pelo módulo de controle, ECU, como o torque final (expresso em Newtons-metro) que o motor deve fornecer.

Esta diferença fundamental implica que os cálculos da quantidade de combustível injetada e do avanço de ignição (por exemplo) não são mais conseqüência da massa de ar imposta pelo motorista ao pressionar o pedal do acelerador. Uma vez "sabendo" qual o torque que o motorista está pedindo, o módulo de controle fará o cálculo da quantidade de ar (abertura da borboleta), da vazão de combustível e do avanço de ignição (entre outros parâmetros) necessários para atender à vontade do motorista, manisfestada no pedal do acelerador.

Nos sistemas convencionais de aceleração, o acionamento da válvula da borboleta era feita via cabo. Por este sistema, a unidade de controle (ECU) calculava a quantidade de combustível a ser injetada e o avanço da ignição baseada nos valores de rotação do motor e a massa de ar (carga) que estavam ocorrendo no motor em cada situação de funcionamento.

Apesar da similaridade com o Golf, o novo motor 1.0 16V, possui hardware, software e, naturalmente, aplicação (mapas, funções e constantes) específicas, em função das diferenças geométricas e termodinâmicas existentes.

Vantagens do novo gerenciamento

As vantagens desta nova filosofia são as possibilidades de melhor dirigibilidade (conforto), melhor consumo e menores emissões. Um exemplo: no sistema convencional, quando o ar-condicionado é ligado, o motor perde força. Para manter a mesma velocidade, o motorista precisará pressionar mais o acelerador. Com a filosofia "torque", isso não acontece: a ECU providencia, sem nenhuma interferência do motorista, uma abertura extra da borboleta e faz o rearranjo dos outros parâmetros do motor. O mesmo ocorre com o alternador: ele envia um sinal de carga ao módulo e este providencia o ajuste da posição da borboleta para que o motor compense a maior carga resistiva.

Sensações como a de precisar pisar mais no acelerador para conseguir a mesma velocidade em maiores altitudes não existirão mais: a posição de pedal será a mesma ao nível do mar ou em altitude, pois o módulo de comando vai se encarregar de abrir a borboleta e ajustar os outros parâmetros, de forma que o motor entregue o mesmo torque, desde que o motorista mantenha a mesma posição do pedal.

Outra situação: a utilização eventual de um combustível de menor octanagem também afetará menos a dirigibilidade do veículo (o atraso de ignição provocado pelo sensor de detonação será compensado automaticamente com maior abertura da borboleta).

O software contém um modelo matemático para prever o aumento de potência, no caso do motor estar trabalhando a frio. Com isto é possível, praticamente, eliminar a sensação de "motor fraco", durante a sua fase de aquecimento.

O corte de combustível em alta rotação, típico dos motores injetados, deixa de existir. Ao atingir uma rotação perigosa, o módulo comanda um suave fechamento da borboleta, como se o próprio motorista estivesse "aliviando" o motor.

Para uma rodagem em velocidade constante, como existem infinitas combinações dos parâmetros que resultam no torque, o módulo de comando (ECU) poderá fazer uma otimização deles segundo algum critério, como por exemplo, o consumo mais baixo ou o menor nível de emissões, para cada situação de utilização do motor.

Em situações dinâmicas (uma aceleração, por exemplo), o sistema tem condições de planejar como será a evolução dos parâmetros do motor, pois ele tem todo o controle sobre como esta aceleração será feita. Num software convencional o motorista abre a borboleta, o sistema detecta a abertura e, só então, corrige os parâmetros.

Além da filosofia "torque", o novo software mantém os recursos hoje existentes e vai além. Há também, por exemplo, um modelo matemático para monitoramento contínuo da carga de bateria. Caso o módulo indentifique que o alternador não está conseguindo fornecer energia suficiente para manter a bateria carregada, providencia o aumento da rotação do motor. Esta função é especialmente útil para evitar a descarga da bateria em longos congestionamentos.

No que diz respeito ao hardware, a fim de garantir a velocidade de cálculo necessária para planejar as ações solicitadas pelo motorista e executá-las em tempo, o módulo de comando (ECU) utiliza um processador Main de 32 bits e 25 Mega-Hertz, o mais rápido já utilizado pela VW no Brasil. Um segundo processador Slave com 8 bits e 8 Mega-Hertz trabalha em paralelo com o primeiro, checando seus cálculos para garantir total segurança das estratégias utilizadas para abrir e fechar a borboleta.

Ficha técnica motor 1.0 16V

Novo EA-111 (RSH)

Nº de cilindros/disposição: 4 em linha
Nº de válvulas por cilindro: 4
Cilindrada (cm³): 999
Bloco: Fofo (similar 16V turbo)
Diâmetro (mm): 67,1
Curso (mm): 70,6
Comprimento de biela (mm): 144
Diâmetro de válvulas (adm/esc): 22,5/20,0
Levante máximo (adm/esc): 9,0/9,0
Tec. de acionamento válvulas: RSH (tuchos hidráulicos), balancins roletados
Peso do motor (kg): 107
Taxa de compressão: 11,5:1
Rotação máxima (1/min): 7.200 (fecha boboleta)
Sistema de gerenciamento: M.Marelli 4LB
Processador/Clock/Memória EPROM (MBytes): 32/25/512 Flash
Sistema de ignição: Bobina dupla
Potência máxima/rpm kw(cv)/rpm: 56(76)/6.000
Torque máximo Nm(mkgf)/rpm: 95(9,7)4.500

Relações de transmissão

Primeira marcha 3,90
Segunda marcha 2,12
Terceira marcha 1,37
Quarta marcha 1,03
Quinta marcha 0,80
Marcha a ré 3,17
Diferencial 5,13
Atual - EA-111 (Tasse)

Nº de cilindros/disposição: 4 em linha
Nº de válvulas por cilindro: 4
Cilindrada (cm³): 999
Bloco: Fofo
Diâmetro (mm): 67,1
Curso (mm): 70,6
Comprimento de biela (mm): 144
Diâmetro de válvulas (adm/esc): 22,5/20,0
Levante máximo (adm/esc): 7,6/8,5
Tec. de acionamento válvulas: Tasse (tuchos hidráulicos), cames acionam tuchos
Peso do motor (kg): 105
Taxa de compressão: 10,8:1
Rotação máxima (1/min): 7.100 (corta combustível)
Sistema de gerenciamento: M.Marelli 1AVI
Processador/Clock/Memória EPROM (MBytes): 8/16/128 ROM
Sistema de ignição: Bobina simples e distribuidor
Potência máxima/rpm kw(cv)/rpm: 51(69)/5.750
Torque máximo Nm(mkgf)/rpm: 91(9,3)/4.500

Relação de transmissão

Primeira marcha 3,90
Segunda marcha 2,12
Terceira marcha 1,37
Quarta marcha 1,03
Quinta marcha 0,83
Marcha a ré 3,17
Diferencial 4,78

Desempenho novo motor 1.0 16V

Velocidade máxima 5ª marcha 165 km/h
Aceleração 0 a 80 km/h 9,2 s
0 a 100 km/h 13,7 s
Retomadas 4ª / 5ª marcha 40 a 100 km/h 15,9 s/ 23,7 s
60 a 100 km/h 10,8 s/ 16,1 s
80 a 120 km/h 11,9 s/ 18,2 s
Consumo Cidade 13,3 km/l
Consumo Estrada 17,4 km/l