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Project Cars Project Cars #105

Project Cars #105: os detalhes da admissão, motor e câmbio do Opala 1978 de Rafael Orágio

Olá, Flatouters, tudo bem? Demorei, mas meu segundo post saiu! Desde meu primeiro post, bastante coisa aconteceu, como o amadurecimento de ideias, compra de peças, serviços combinados com terceiros, prospecções em geral etc. Dificilmente conseguimos seguir um cronograma à risca quando dependemos de terceiros, mas estou bem satisfeito com o andamento devido ao pouco tempo que estou dedicando ultimamente. De qualquer forma, prometo que os próximos posts serão enviados com uma maior frequência. A vontade mesmo é de trazer o máximo possível de novidades, mas acabei descobrindo que na prática isso não funciona, pois a todo momento é uma novidade que aparece.

Como eu havia prometido, o “carro chefe” deste post será a apresentação do sistema de admissão que está sendo desenvolvido. Mais adiante irei passar também pela preparação do bloco e do cabeçote e a adaptação da nova mecânica. Por favor, fiquem à vontade para questionamentos e críticas, ok?

 

Sistema de admissão

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Antes de ir direto ao ponto, quero começar contando o que me motivou a projetar meu próprio sistema de admissão. Sei que grande parte do pessoal, principalmente dos “Opaleiros”, deve saber o que irei dizer aqui. O cabeçote do Opala (de todos os anos) possui as famosas entradas de admissão siamesas (uma entrada para cada dois cilindros), diferentemente do cabeçote do Ômega que possui entradas individuais como ocorre normalmente na grande maioria dos cabeçotes, pois já é um projeto pensado para um sistema de injeção multiponto. Você pode me questionar o porquê de não utilizar um cabeçote mais moderno como o do Ômega já que meu carro será injetado. A resposta é que existe uma grande diferença na possibilidade de retrabalho dos dutos, abertura de válvulas e retrabalho da câmara de combustão entre ambos, fazendo com que a vantagem dos dutos individuais fique extremamente pequena para preparações pesadas como foi feita no meu.

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Existem no mercado diversos sistemas de admissão para Opala, os famosos ITB (Individual Throttle Body), compostos por três coletores (um para cada porta siamesa), que nada mais são do que um “Y” que levam a alimentação de dois corpos de borboleta e dois bicos injetores para aquele cilindro que estiver “puxando” no momento, já que não existe duto individual!

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Tive a oportunidade de conversar com vários preparadores sobre a experiência prática que tiveram com a instalação destes kits de admissão fornecidos no mercado em carros de rua, e a resposta foi unânime com relação à dificuldade de afinação, principalmente em baixas rotações devido ao excesso de combustível provocado pela injeção de dois injetores simultaneamente, que no caso do Opala, serão três pulsos por injetor a cada 120 graus do virabrequim! Não estou aqui fazendo crítica destrutiva (longe disso): basta olhar para os Opalas da categoria TO (Traseira Original) de arrancada, para ver os “monstros” que esses carros são.

Além disso, a maioria desses fornecedores já possuem projetos consolidados e testados nas pistas. Mas o fato é que esses carros são de pista, não existe preocupação mínima com um acerto mais apurado em baixíssimas rotações e muito menos com consumo de combustível. Juntando um pouco de tudo o que eu disse até o momento, relativo alto custo e um pouco da vontade de “fazer diferente”, eis o projeto da primeira imagem deste post, elaborado com o software Solidworks.

Basicamente, o que foi feito nada mais é do que uma “adequação” de um sistema de cornetas individuais para o cabeçote do Opala, separando uma bancada de injetores de baixa vazão para baixas rotações, centralizados nas entradas siamesas próximas ao cabeçote, e outra bancada com injetores de maior vazão para altas rotações pelo lado externo, possibilitando uma gama maior de ajustes e economia de combustível para quando eu quiser “passear”. Sem contar o fato de haver uma mistura mais homogênea devido aos injetores externos à borboleta (conhecido como stand-off injection).

Os corpos de borboleta escolhidos foram os de 70 mm, que é mais do que o suficiente para alimentar um “par” de cilindros, que nesse caso, juntos, somam 1.435 centímetros cúbicos. A área de seção proporcionada é equivalente ao somatório de dois corpos de 50 mm cada (não dois de 35 mm, pois a área do círculo não é proporcional ao diâmetro), ou equivalente a um Weber 50, disponibilizando algo em torno de 600 cfm cada. Além do visual que particularmente achei bastante imponente em conjunto com os longos dutos e uma flauta pelo lado de fora. Só resta ver se os resultados aparecerão no dinamômetro (risos).

Realizei algumas simulações de fluxo com um complemento do Solidworks chamado Flow Simulation. O resultado foi bastante satisfatório, houve um aumento de aproximadamente 100% da velocidade do ar admitido ao passar pela “garganta” do coletor através do Efeito Venturi, daí o nome do venturi dos carburadores. Se isso trará grandes benefícios? Não sei! É muita teoria pra dizer algo concreto, só terei certeza quando estiver tudo montado lá na frente. Mas as teorias por trás das técnicas de admissão são bastante consolidadas em relação ao resultado prático. Espero não haver muita discrepância nesse projeto.

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Depois do projeto finalizado, foi a vez de começar a botá-lo em prática. Havia duas opções para confeccionar os coletores: usinagem ou fundição. Depois de alguns orçamentos, financeiramente optei pela fundição. Mas aí veio um problema que era encontrar alguém que construísse um molde de isopor num formato bastante específico, que inicia em uma base retangular com cantos arredondados (flange do lado do cabeçote), e termina em um círculo (flange do lado do corpo), mantendo uma curva com inclinação de exatos 24 graus, pois era a medida exata para os dutos desviarem da parte interna do para-lama e não tocarem no capô!

Isso foi um desafio, pois tentei conversar em diversas empresas de fundição, mas estava difícil encontrar alguém com boa vontade. Até que um dia encontramos um “senhorzinho” que já vivia de construir moldes para fundição havia 20 anos. Ele nos levou para conhecer seu trabalho, realizado em um quartinho minúsculo e super organizado no fundo da sua casa. Parecia até mais um hobby que um trabalho. Com o molde em mãos, encontrar alguém para fundir foi mais tranquilo. Fizemos as peças em alumínio. Agora, falta somente o trabalho de usinagem e acabamento para finalizar a peça. Ufa!

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Motor

Vou lhes apresentar a proposta de preparação para o meu motor. Começarei falando sobre a parte de baixo do motor: o bloco. Como já disse no post anterior, o motor é um GM 250 da Silverado, que usa bloco do Opala (moderno, com retentor) e cabeçote do Omega. Basicamente, o que aproveitei deste motor foi: bloco, virabrequim, varetas e parafusos do cabeçote.

Recentemente, o bloco passou por retífica completa: a camisa foi aberta para 101 mm (contra os 98,4 mm originais), com a o auxílio de uma placa de torque (torque plate), responsável por simular o torque do cabeçote, produzindo as deformações do bloco durante a retífica e brunimento da camisa. Assim, ao “torquear” o cabeçote, as deformações serão eliminadas e as vedações dos anéis de compressão ficam perfeitas. Com essa abertura, o volume do motor passou de 250 para 262 polegadas cúbicas (4.3 litros). Foi realizado também embuchamento completo dos mancais do comando, retífica de virabrequim para 0,25 mm, e balanceamento do conjunto rotativo.

O comando de válvulas é um Crower Level 5 de 304×310 graus com 107 graus de lobe separation, que irá empurrar os tuchos mecânicos da Iskenderian. As varetas serão as originais da Silverado.

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Para preencher os cilindros deste motor, o jogo de pistões a ser utilizado é da Iapel Forged Pistons de 101 mm. É um pistão ótimo para rua, com saia, evitando uma possível ovalização das camisas, já com aliviamento interno. Para transmitir toda a “porrada” em movimento rotativo, as bielas utilizadas serão as Scat forjadas, de 6 polegadas (contra as de 5,7 polegadas originais).

As bronzinas de mancais e de bielas serão as famosas Clevite 77 da Mahle e uma bomba de óleo da mesma marca completa o conjunto de lubrificação. Como este motor possui uma ótima lubrificação, optei por não colocar uma bomba de óleo de alta vazão, pois estas bombas aumentam a carga na engrenagem do comando, causando desgaste prematuro. A vedação de todo o conjunto ficará a cargo de um kit de juntas da velha Federal Mogul, a Fel-Pro, e para o cabeçote, uma vedação com o’ring para completar. Um kit de embreagem Displatô de cerâmica com disco de 6 pastilhas e platô de 1.400 lbs de pressão, transferirá todo o torque para o câmbio por intermédio do volante original do Opala quatro-cilindros.

O cabeçote a ser utilizado é o de numeração 586. É o cabeçote mais resistente da família do Opala e permite um retrabalho mais extensivo do que os seus irmãos mais velhos. A configuração já é bastante conhecida pela comunidade “Opaleira”, e bastante funcional. O trabalho foi inteiramente feito pela preparadora de cabeçotes Paula Faria. O conjunto de válvulas é da série Race da Manley. As válvulas de admissão são de 49,3 mm (contra as de 45 mm originais) e as de escape são de 40,64 mm (contas as de 38 mm originais). As molas são as Crane 99893-12 já com carga específica para o comando já citado. Pratos e travas são da mesma marca. Ainda não comprei os balanceiros, mas certamente serão os da Crower full roller em aço e com relação de 1.75. Um jogo de lump-ports completa o conjunto dando uma ajustada na “garganta” do cabeçote, melhorando a aerodinâmica e rendendo alguns cfm extra. A taxa de compressão ficará em torno de 14 e 14,5:1.

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Mais uma vez, como engenheiro de computação, não pude deixar de experimentar uma simulação virtual dessa preparação. O software da vez é o Dyno Advanced Engine Simulation. As simulações dele são bem extensivas, possui diversas ferramentas como cálculo de taxa de compressão, simulação de melhor timing para o comando de acordo com seu objetivo, etc.. No meu caso, simplesmente entrei com as informações da preparação, como informações do comando, cilindros, cabeçote, admissão, exaustão e Run! Segundo o software, os valores de potência e torque foram de 415 cv a 6.500 rpm e 378 lb-ft (ou próximo a 52 mkgf) a 4.500 rpm, no motor.

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Adaptação

Quero falar agora um pouco sobre a adaptação na nova mecânica no Opalão. Como todo projeto “Frankenstein”, existe a necessidade de se conhecer os macetes na hora de encaixar o conjunto e manter certa harmonia, já que a carroceria não foi projetada para o novo sistema mecânico que viria a entrar. Porém, quem já está acostumado com esse tipo de projeto, fazer swap de Opala é “moleza”. Quem fez esse trabalho para mim, foi um amigo especialista nesse tipo de adaptações.

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O primeiro passo antes de encaixar o novo conjunto, foi sair à caça do suporte para o câmbio. No caso do Clark 260-F, o suporte e a travessa do câmbio do Opala/Caravan mais modernos — de 1989 em diante — encaixam como uma luva. Depois em uma boa garimpagem em alguns ferros-velhos aqui de Campinas, acabei encontrando um em uma Caravan que havia acabado chegar ao desmanche. Sem titubear, apontei para peça e disse: “Esse é meu!”. Afinal, segundo o dono do desmanche, Opalas e Caravans estão cada vez mais difíceis de aparecer, e quando aparecem, é questão de dias para que o pobre coitado seja retalhado e vendido em partes.

Depois disso, fui embora igual a uma criança que acaba de sair de uma loja de brinquedos com o seu novo brinquedinho nas mãos!

Com o suporte em mãos, foi a vez de botar o conjunto no lugar. Depois de tudo alinhado no laser, suportes e travessa já posicionados, bastaram alguns pontos de solda nos suportes para fazer suas pré-fixações na carroceria. O trabalho de reforço e solda definitiva serão feitos posteriormente durante a restauração.

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Quanto ao diferencial, acabamos encontrando uma trinca na carcaça, então achei melhor entrar em contato com o cara que me vendeu e pegar meu dinheiro de volta. Mas felizmente, já consegui negociar um novo Dana 44 com relação 3.07, e que inclusive já está adaptado para Opala. Menos um problema!

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Pessoal, vou deixar um pouco para o próximo post. Espero fortemente ter bastante progresso dentro dos próximos três ou quatro meses. Tem bastante coisa para acontecer: um rollcage está a caminho ainda em novembro, e, se tudo der certo, o carro entra para a restauração ainda em dezembro. Nas minhas férias de dezembro começarei a montagem do motor, revisão do câmbio e diferencial e outros detalhes que posso ir adiantando em paralelo à restauração.

Até a próxima e um forte abraço a todos!

Por Rafael Orágio, Project Cars #105

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