Motores

Três cilindros

Motores de três cilindros estão ganhando espaço e já equipam boa parte dos tratores brasileiros de até 105cv de potência

Aagricultura brasileira essencialmente utiliza máquinas e implementos agrícolas. Estes, por sua vez, são impulsionados por motores, os quais fornecem torque e potência para realização dos trabalhos nas suas mais diversas aplicações. Os fabricantes buscam, ao longo dos anos, desenvolver tecnologias para melhorar sua eficiência, adequando-os para cada situação de trabalho, além de diferenciar seus produtos entre as diferentes marcas que estão presentes no mercado.

Entre as tecnologias desenvolvidas, o motor de três cilindros vem sendo adotado por parte dos principais fabricantes, apresentando desempenho igual ou superior ao de motores maiores. Até há pouco tempo, era comum tratores agrícolas de até 100cv de potência máxima serem equipados com motores de seis cilindros. Porém, hoje em dia, se consegue chegar em até 105cv de potência máxima com motores de três cilindros.

Esta inovação por parte dos fabricantes faz com que um trator com o motor de três cilindros tenha uma menor perda mecânica quando comparado a um equipado com quatro ou seis cilindros. Isso é explicado pelo fato de se ter um menor número de peças, que proporciona a redução no atrito, como, por exemplo, entre pistão, camisa, bronzinas, biela, virabrequim e anéis, provocando respostas mais rápidas nas retomadas de rotação. A tendência por motores menores é entendida pelo fato de se ter uma menor geração de calor, como consequência menos energia dissipada, maior eficiência e maior aproveitamento.

Além disso, ocorre um menor esforço para o motor de partida, otimizando a eficiência do processo. Por ser um motor mais compacto, surgiu a possibilidade de melhorar a adequação dos espaços, o que permitiu que a cabine fosse redimensionada, aumentando o espaço interno e, consequentemente, o conforto operacional.

Outra característica importante de melhoria em alguns tratores com motores com três cilindros é a redução do raio de giro. Por apresentar estrutura mais compacta, ocorre a redução do espaço entre eixos, fazendo com que o trator possa fazer manobras em espaços menores, sem necessidade de movimentos extras. Esse fator, dentre outros, incide diretamente na eficiência operacional durante uma jornada de trabalho.

Conforme o anuário de tratores agrícolas 2020, na faixa de potência até 49cv, 48,4% dos modelos são equipados com motores de três cilindros. Já de 50cv a 99cv e de 100cv a 149cv, 35,7% e 9,1% correspondem

Charles Echer

Motores três cilindros utilizados em máquinas agrícolas

a modelos com motores três cilindros, respectivamente. Ainda, é válido ressaltar que na faixa de potência de até 150cv, os motores de quatro cilindros já equipam grande número de modelos das marcas Massey Ferguson e Valtra.

Paralelo a isso, os motores se tornaram menos poluentes, adequando-se às legislações impostas para redução de emissões, tornando-se eficientes e econômicos. Para isso, o emprego de turbocompressor e o gerenciamento eletrônico em sistemas de injeção de combustível são amplamente utilizados.

Como exemplo, a AGCO já possui diversas séries de tratores com motores de três cilindros

Três cilindros Quatro cilindros Seis cilindros

Motores presentes nos tratores comercializados no Brasil Até 49cv 50 a 99cv 100 a 149cv 150 a 250cv 48,4% 35,7% 9,1% 51,6% 64,3% 72,7% 6,4% - - 18,2% 93,6% Acima de 250cv

100,0%

FUNCIONAMENTO

A sobrealimentação do motor nada mais é do que forçar a entrada de ar e aumentar a pressão de injeção do combustível no interior da câmara de combustão, o que proporciona melhor aproveitamento do volume interno deslocado do motor. Ao fazer o uso do turbocompressor, a temperatura do ar é elevada, desta forma, como uma alternativa para aumentar ainda mais o volume de ar admitido pelo cilindro, faz-se necessário o uso de intercooler.

Este, por sua vez, é um sistema onde o ar circula por uma serpentina (radiador), que irá diminuir sua temperatura. Assim, com o ar “mais frio”, maior quantidade de partículas de oxigênio está presente em um mesmo volume, o que melhora a mistura ar/combustível e, consequentemente, o desempenho do motor, de um modo geral.

Para gerar mais torque e potência em motores três, quatro e seis cilindros, a mistura como um todo deve ser melhorada, ou seja, deve-se sobrealimentar também o combustível. Para que ocorra esse aumento, logicamente, a alteração é efetuada por meio da bomba injetora. A grande diferença existente entre motores de injeção eletrônica e mecânica é no sistema de alimentação de combustível, onde a bomba injetora mecânica, tan-

Fotos AGCO Power

to do tipo rotativa quanto em linha, é substituída por outra de alta pressão, que pressuriza o óleo Diesel.

Os motores com sistema de gerenciamento eletrônico de injeção são basicamente compostos por uma bomba injetora de alta pressão, uma central de gerenciamento eletrônico (ECU), um acumulador ou flauta (Common rail) e os bicos injetores que pulverizam o combustível na câmara de combustão. A quantidade de combustível que é injetada é dependente de outros fatores, os quais são monitorados por sensores e agem de acordo com um mapa de injeção. Este mapa de injeção irá gerenciar a quantidade injetada, buscando equilíbrio entre economia e resposta do motor, pré-estipulada pelos fabricantes de motores.

Sendo assim, a sobrealimentação de combustível nestes motores se dá pela alteração do mapa de injeção, o qual se encontra em módulos pré-programados de fábrica. Além disso, os sensores que compõem esse sistema são: sensores de temperatura, de pressão, de posição do pedal do acelerador, de rotação do motor, entre outros. Todos os sensores irão informar seus respectivos parâmetros à ECU e esta irá controlar as ações nas unidades injetoras, para suprir a demanda.

Além disso, outra característica presente nos motores três cilindros, a qual é oriunda dos motores eletrônicos, é a tendência mais linear da curva de torque, atingindo torque máximo a 1.400rpm, porém este torque se mantém semelhante até 1.700rpm, caracterizando, assim, uma “curva de torque plana”.

O uso dessas tecnologias, com a presença de gerenciamento eletrônico de injeção de combustível mais turbocompressor e intercooler pode gerar até mais potência do que nos motores de mais cilindros. Ou seja, diminuindo-se o número de cilindros e volume interno deslocado, há maior eficiência energética, pois maior parte da energia gerada vai para o movimento.

Os tratores com motores de três cilindros, além de possuírem uma excelente performance, proporcionam para o fabricante uma redução no custo de manufatura, diminuindo também o custo de manutenção para o consumidor, já que empregam um menor número de peças quando comparados a tratores com motor de quatro cilindros.

Ao analisar o desempenho dos motores com três cilindros, percebemos que este atende perfeitamente à demanda imposta sobre eles. Desta maneira, a tecnologia embarcada nesses motores proporciona ótima performance, o que melhora a relação custo/benefício, devido a economia de combustível, torque e potência entregues.

Leonardo Casali, UFSM Gustavo Oliveira dos Santos, Dauto Carpes e Juan Paulo Barbieri, Base Assessoria Agronômica

As tecnologias atuais permitem chegar aos 105cv de potência máxima com motores de três cilindros