Melhoramento nos dutos do cabeçote de Fusca... duto D - D Port Bug
O cabeçote do Fusca possui muitas marcas de fundição, quinas, batentes e curvas que induzem perdas no escoamento dos fluidos, o que poderá acarretar em aumento de temperatura, consumo, baixa potência etc.
Com o intuito de melhorar a performance do motor é comum aumentar a cilindrada ou colocar peças voltadas para competição. Para que as novas peças possam dispor da sua eficiência total (ou quase), o cabeçote precisa ter alguns pontos redimensionados. Os dutos podem ser redesenhados suavizando ao máximo as curvas, a entrada da admissão no cabeçote com desenho em D aumentando a capacidade de fluxo do fluido, otimização dos coletores de admissão e os dutos de escapamento. Essas alterações tendem a aumentar a eficiência volumétrica do motor em conjunto das novas peças.
Para esse serviço foi utilizado uma micro retífica Dremel 3000 com ferramentas para desbaste de metal cilíndrica e esférica, e fluido de corte.
Na foto abaixo as setas vermelhas mostram onde não deve ser retocado pois há apenas 1.8mm de espessura de parede , se esses ressaltos forem removidos um furo aparecerá diretamente abaixo da mola de admissão. (A segunda foto abaixo, do cabeçote cortado, foi tirada por Mateus Z do Fórum Fusca Brasil)
É interessante que haja um pouco de aspereza na superfície do duto de admissão. Essa aspereza na parede do duto gera micro turbulências em suas imediações evitando que o fluido se choque nas paredes quebrando a mistura. A camada do fluido próxima a parede do duto é chamada de Camada Limite ou Boundary Layer, estudado em Mecânica dos Fluidos.
Com um nível de complexidade maior pode-se criar diferentes graus de aspereza ao longo do duto afim de alterar o formato do fluido que entra na câmara de combustão, direcionar o fluido, compensar o formato do duto e otimizar o escoamento na faixa de RPM efetiva do motor.
Mudança no formato da Câmara do cabeçote do Fusca! Câmara AP
Em regime de alta rotação, o desenho da câmara no formato original tende a atrapalhar o fluxo no enchimento; compressão; expansão e exaustão dos gases, acarretando em pior troca de calor, pior lavagem do cilindro, funcionamento áspero, aumento de temperatura, rotação estrangulada etc. A parede da câmara se apresenta muito próxima das válvulas o que causa turbulência no escoamento em algumas etapas:
- Quando admitindo, a mistura que está sendo desviada pela válvula de admissão choca-se com a parede da câmara quebrando sua inércia e deixando deficiente a lavagem dos cilindros por mistura nova;
- Na compressão há turbulência gerado pelo desprendimento do fluido que vem da grande área de squish ao entrar na câmara, resultando em funcionamento áspero;
- Durante a queima há concentração do volume no centro da câmara que propicia uma velocidade de queima maior elevando a temperatura no centro do pistão;
- E durante a expulsão dos gases ocorre turbulência devido o estreitamento gerado pelas paredes da câmara nas proximidades da válvula de escapamento dificultando a saída dos gases quentes.
A principal geometria que se altera na câmara é a proximidade da parede com as válvulas, que além de ficar mais afastada das válvulas elas ficam com um ângulo mais suave. Com essa alteração na câmara é necessário usar ponto de ignição um pouco mais adiantado pois com a câmara mais "aberta" a velocidade da queima é menor do que a original, como a temperatura do cabeçote fica mais baixa pode-se explorar um pouco mais de taxa de compressão, comando de válvulas com cruzamento maior etc. A eficiência volumétrica é elevada em rotações acima dos 5000RPM, consequentemente maior potência disponível no motor.
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