Como funciona o Bugatti Veyron

Como você escolheria o carro mais impressionante no mundo? Seria:

• o carro com maior potência?
• o carro com maior velocidade e aceleração?
• o carro mais caro?

No momento, o Bugatti Veyron parece ter tudo isso:

• um motor W-16 que pode produzir 1.015 cv;
• uma velocidade máxima de mais de 400 km/h;
• acelera de 0 a 96 km/h em 3 segundos;
• acelera de 0 a 288 km/h em 14 segundos;
• preço na faixa de US$ 1 milhão.

Cedida por Bugatti Automobiles S.A.S. O Bugatti Veyron

Nesse artigo, conheceremos detalhadamente esse automóvel incrível e veremos como é possível uma simples máquina ter um desempenho tão alto. A começar pelo motor...

O Bugatti Veyron é um carro construído em volta de um motor potente. Essencialmente, a Bugatti decidiu abrir as portas do mundo dos carros esportivos criando um motor de mais de 1.000 cv. Tudo mais é conseqüência desta decisão.

Imagem cedida por Bugatti Automobiles S.A.S. O Bugatti Veyron tem motor de 1.015 cv

Vamos começar pelo motor. Como você começaria o processo de projeto de um motor com essa potência? Se tiver lido Como funcionam os motores dos carros, saberá que, se quiser criar um motor de 1.000 cv, ele deverá ser capaz de queimar gasolina suficiente para gerar 1.000 cv, o que significa cerca de 5 litros por minuto.

Quanto combustível é isso?Aqui vai um cálculo rápido, que você pode ignorar se detesta matemática: 1.000 cv equivalem a aproximadamente 2,6 bilhões de joules por hora - 3,8 litros de gasolina contêm 132 milhões de joules. Então, um motor de 1.000 cv deve ser capaz de queimar mais de 76 litros de gasolina por hora; Entretanto, os motores de carros têm apenas 25% de eficiência - 75% da energia da gasolina escapa como calor em vez de potência para as rodas. Então, o motor precisa realmente ser capaz de queimar pelo menos 300 litros por hora ou 5 litros por minuto; Vamos fazer as contas - a combustão de 1 kg de gasolina requer cerca de 14,7 kg de ar. O ar pesa 1,22 kg por m3, no nível do mar. 5 litros de gasolina pesam 3,77 kg. Então, o motor deve ser capaz de processar 3,77 x 14,7 kg de ar por minuto ou aproximadamente 45 m3 de ar por minuto. Ou seja, 45.000 litros de ar por minuto; Se um motor V-8 estiver funcionando a 6.000 rpm, ele poderá inalar um total de 24.000 cilindros cheios de ar por minuto - se precisar inalar 45.000 litros de ar por minuto, ele trabalhará com aproximadamente 2 litros por cilindro cheio. Isto é, um motor de 16 litros.

Precisamos de um motor de 16 litros para queimar 5 litros de combustível por minuto. Isso realmente faz sentido - o motor do Dodge Viper (em inglês) é de 8 litros em deslocamento e produz 500 hp.

Mas existe um problema: um motor V-8 de 16 litros seria muito grande. Além disso, os pistões seriam pesados, de modo que ele não conseguiria girar a 6.000 rotações por minuto (rpm). Poderia girar a um máximo de 2.000 rpm, o que significa que você precisaria de um enorme motor de 48 litros para gerar 1.000 cv. É praticamente impossível colocar um motor desse tamanho em um carro de passageiros.

Imagem cedida por Bugatti Automobiles S.A.S.

Então, como a Bugatti colocou mais de 1.000 cv em um carro de passageiros? Vamos descobrir.

O motor: criando a mágica

Imagem cedida por Bugatti Automobiles S.A.S.

A Bugatti fez duas coisas para criar um motor compacto capaz de produzir 1.000 cv. A primeira e a mais evidente é aalimentação.

Se tiver lido Como funcionam os turbocompressores, você saberá que uma maneira fácil de tornar um motor mais potente sem deixá-lo maior é colocar mais ar nos cilindros em cada curso de admissão. Turbocompressores fazem isso. Um turbo pressuriza o ar que entra no cilindro, de modo que ele possa conter mais ar.

Se você colocou o dobro de ar em cada cilindro, poderá queimar duas vezes mais gasolina. Na verdade, não é uma relação tão perfeita quanto essa, mas serve para você pode ter uma idéia. A Bugatti utiliza uma pressão máxima de turbo de 1,2 bar para dobrar a potência de seu motor.

Por esse motivo, a alimentação permite que a Bugatti diminua o tamanho do motor de 16 litros para um tamanho mais controlável: 8 litros.

Para gerar essa pressão de ar, o Bugatti requer quatro turbocompressores separados, colocados ao redor do motor.

Imagem cedida por Bugatti Automobiles S.A.S. O motor e as saídas de ar

A segunda coisa que os engenheiros da Bugatti fizeram, tanto para manter alto o limite de giros quanto para reduzir a hesitação de turbo (demora no acionamento do compressor), foi dobrar a quantidade de cilindros. A Bugatti fez um motor de 16 cilindros, o que é bastante raro.

Existem duas maneiras fáceis de criar um motor de 16 cilindros:

• uma delas seria colocar dois motores V-8 alinhados um com o outro. Você conecta as árvores de saída dos dois V-8s juntas;
• outra maneira seria colocar dois motores de 8 cilindros em linha, um ao lado do outro.

A última técnica foi, na verdade, usada pela Bugatti para criar seus primeiros carros de 16 cilindros no início do século 20.

Para o Veyron, a Bugatti escolheu um caminho desafiador. Essencialmente, a Bugatti juntou dois motores V-8 um no outro e permitiu que eles compartilhassem o mesmo virabrequim. Essa configuração criou o motor W-16, encontrado no Veyron. Os dois "V" produzem um W. Você pode ver mais do que estamos falando em um conjunto de vídeos disponíveis no site da Bugatti (em inglês).

Então, a Bugatti começou a juntar características para melhorar ainda mais o motor.

O motor: características especiais
As características especiais do motor W-16 da Bugatti são incríveis. Por exemplo:

• o motor tem quatro válvulas por cilindro, sendo um total de 64 válvulas;
• possui um sistema de lubrificação por cárter seco semelhante ao dos carros de corrida de Fórmula 1, além de um intricado circuito de óleo interno para garantir lubrificação e resfriamento apropriados para os 16 cilindros;
• possui comando de válvulas continuamente variáveis e controladas eletronicamente para criar um ótimo desempenho em diferentes faixas de rotação do motor;
• possui um enorme radiador para cuidar de todo o calor que a queima de 5 litros de gasolina por minuto pode gerar.

Tudo neste motor é exagerado.

Além disso, é extraordinariamente compacto. Mede apenas 710 mm de comprimento, 889 mm de largura e 730 mm de altura. Essa é a perfeição da solução W-16 da Bugatti - os engenheiros foram responsáveis pela colocação de mais de 1.000 cv em um pacote de tamanho razoável.

Para domar todos esses cavalos de potência e o torque, você precisa de uma transmissão incrível...

A transmissão
A transmissão é única porque tem que suportar praticamente duas vezes mais o torque que a transmissão de qualquer carro esporte anterior. Ela possui:

• sete marchas;
• um sistema de duas embreagens;
• trocas de marchas seqüenciais;
• um sistema de câmbio controlado por computador e acionado por borboletas no volante.

O sistema controlado por computador é idêntico ao sistema encontrado em um carro de Fórmula 1 ou um carro da categoria ChampCar (ex-Fórmula Cart). Não há pedal de embreagem nem alavanca de câmbio para o motorista operar - o computador controla as embreagens, assim como as trocas de marchas. O computador é capaz de efetuar trocas em 0,2 segundos.

Veja Audi: potência contínua - detalhes técnicos (em inglês) para mais informações sobre os sistemas de duas embreagens.

Seria quase impossível o torque disponível do motor W-16 fluir para apenas duas rodas sem que houvesse patinagem constante delas. Por essa razão, o Veyron possui tração em todas as rodas em tempo integral. Com a aplicação da potência do motor em todas as rodas, através de um sistema de controle de tração controlado por computador, o carro é capaz de aproveitar toda a potência do motor, mesmo sob aceleração máxima.

Veja Audi: Quattro (em inglês) para obter explicação do sistema de tração em todas as rodas do Quattro. Veja também Como funcionam os diferenciaise Como funciona a tração nas quatro rodas.

Imagem cedida por Bugatti Automobiles S.A.S. A carroceria De acordo com um dos projetistas do Veyron, o maior desafio na sua criação foi a aerodinâmica. Como manter um carro de passageiros de 400 km/h na estrada? Imagem cedida por Bugatti Automobiles S.A.S. Carros de F-1 ou de ChampCar podem andar a 400km/h ou mais, mas eles têm uma carroceria projetada exclusivamente para isso, seu piloto fica em posição reclinada, a distância do solo é de pouco mais de 2 centímetros e um conjunto aerodinâmico com enormes asas gera uma grande força vertical descendente. O Bugatti, por outro lado, está tentando parecer-se com um carro normal para acomodar dois passageiros. As dimensões do Veyron ajudam até certo ponto. O carro tem 2 m de largura, 4,47 m de comprimento e somente 1,22 m de altura. Lembre-se de que um Hummer 2 tem 2,06 m de largura. O Bugatti é extremamente largo para sua altura. Imagem cedida por Bugatti Automobiles S.A.S. A parte inferior do Veyron, como um carro de F-1, é aerodinâmica e tem a forma de um venturi para aumentar a força vertical descendente. Existe também uma asa na parte traseira do Veyron (veja abaixo) que se estende automaticamente em alta velocidade para aumentar a força vertical descendente e manter o carro colado na estrada. De acordo com a revista Popular Science: Hypercar, "com o aerofólio traseiro móvel, agora conseguimos força vertical descendente suficiente, cerca de 100 kg na traseira e 80 kg na dianteira em velocidade máxima." Imagem cedida por Bugatti Automobiles S.A.S. A asa traseira do Bugatti Veyron produz muita força vertical descendente em altas velocidades Imagem cedida por Bugatti Automobiles S.A.S. O motor e as tomadas de ar Na foto acima, pode-se ver dois dispositivos semelhantes a um "respiro" de ar (em inglês: snorkel), um em cada lado do motor, no teto do carro. O Veyron usa esses dispositivos para controlar o fluxo de ar. O Veyron tem três razões para controlar o fluxo de ar: em potência máxima, o motor consome 45.000 litros de ar por minuto; em potência máxima, o motor queima 5 litros de gasolina por minuto e precisa dissipar todo o calor através de seus radiadores; quando freia, os freios precisam dissipar o calor - especialmente importante ao acelerar e frear rapidamente em estradas com muitas curvas. Na foto abaixo, pode-se ver como o Veyron atende a essas exigências. O motor do Veyron fica atrás do motorista, de modo que as tomadas de ar no teto, as entradas de ar na seção traseira e as tomadas de ar nas laterais levem ar para o motor e para os freios traseiros. Imagem cedida por de Bugatti Automobiles S.A.S. O tamanho do motor e da transmissão, o sistema de tração nas quatro rodas e as quatro semi-árvores de acionamento, a opulência do compartimento do passageiro (comentada mais à frente) e as dimensões enormes do carro, tudo isso acrescenta peso. Ainda que a carroceria seja modelada em fibra de carbono para minimizar sua massa, o carro pesa cerca de 1.950 kg. Para efeito de comparação, um Dodge Viper pesa aproximadamente 454 kg menos. Os pneus Imagm cedida por Bugatti Automobiles S.A.S. Até mesmo os pneus do Veyron são exclusivos. Foram especialmente projetados pela Michelin para lidar com o esforço de rodar a 400 km/h. Os pneus precisam ser aderentes como os de carros de corrida e capazes de suportar 1,3 G na pista de teste de derrapagem. Entretanto, também precisam durar mais que os 110 km de um pneu de corrida. Por isso, a Michelin criou pneus completamente novos para atender às necessidades exclusivas do Veyron. Os pneus traseiros possuem 36,6 cm de largura. Especificamente, os pneus dianteiros medem 245/690 R 520 A e os traseiros 365/710 R 540 A, em que 245 e 365 são a largura, em milímetros. Os aros têm 520 mm e 540 mm de diâmetro (aproximadamente 20 e 21 polegadas). Esses pneus, em outras palavras, são enormes - os traseiros são os mais largos já produzidos para um carro de passageiros. Os pneus usam o sistema PAX da Michelin (em inglês). Sua pressão é monitorada automaticamente, e eles podem rodar vazios por aproximadamente 200 km, a 80km/h. De acordo com a Michelin, o sistema de detecção de pneus vazios "exerce um papel importante na segurança ativa do Sistema PAX. Sua função é informar sobre a perda de pressão, gradual ou repentina". Uma vez notificado sobre o vazamento de ar pelo sistema PAX, pode-se reduzir a velocidade e dirigir até um centro de reparo de pneus. Uma vantagem do sistema PAX e sua capacidade de detectar pneus vazios é que ele elimina a necessidade de estepe. O interior O Veyron possui dois bancos com estilo exagerado. Quase todo o interior é revestido com couro - o painel, os bancos, o chão e as laterais. Apenas os instrumentos e algumas peças de acabamento são metálicas. Imagem cedida por Bugatti Automobiles S.A.S. Imagem cedida por Bugatti Automobiles S.A.S. O carro também envolve seus ocupantes com todo tipo de tecnologia, incluindo um extraordinário sistema de áudio, sistema de navegação, etc. Isso tudo vale um milhão de dólares? Quem sabe. Mas, independente disso, o Veyron representa uma façanha tecnológica notável. O Veyron provavelmente representará também, por um bom tempo, o ponto mais alto do espectro de desempenho automobilístico. A criação de um carro muito mais rápido vai exigir que se acrescente mais peso e mais potência às rodas. O acréscimo de peso significa pior resultado na relação peso-potência. Potência adicional significa mais patinagem das rodas. Observe um ChampCar e veja como sua aparência é radical se comparada a de um carro de passageiros. Considere também que um ChampCar não é mais rápido que o Veyron. Ele provavelmente atinge os limites máximos do conceito de carro de passageiros e é improvável que vejamos muito além do Veyron em termos de desempenho. Em outras palavras, é tão bom quanto parece.