FILTRO DE AR
Autor: paulinho | Publicado: 2011-06-04T07:11:00-07:00



Quando começaram a surgir os primeiros carros com injeção eletrônica, a maioria dos preparadores olhava para aquela caixa cheia de fios e chips, com um certo desdém. Enxergavam a novidade muito mais como um impedimento do que como um recurso para melhorar o desempenho de um motor.
Desde os primeiros Gol GTI, muita coisa mudou. Com a chegada dos importados, aos poucos a maioria dos preparadores foi se acostumando com a idéia de que injetados também podiam ter rendimento melhorado, e que o carburador, apesar de ser um velho conhecido, estava definitivamente passando o bastão para os cada vez mais sofisticados sistemas de injeção eletrônica.
Os carros mudaram, assim como a tecnologia e os equipamentos, mas os motivos que levam as pessoas a aumentar a performance de seus motores, continuam os mesmos. E nesse mundo moderno do plug and play, as alterações mais fáceis, rápidas e universais são a troca ou remapeamento do chip, e a troca da caixa de admissão original, por um sistema de alta performance baseado em um filtro de ar cônico ou cilíndrico de alta vazão.
São alterações periféricas, ou seja, não se mexe no motor propriamente dito, e mesmo assim, em conjunto, esses upgrades podem trazer um ganho de potência bastante razoável, principalmente em carros turbo-compressor. Além disso, também são facilmente reversíveis, e muitas vezes podem até ser reaproveitados em outro veículo.
Praticidade, confiabilidade, possibilidade de revenda tornaram a instalação de chips remapeados e filtros de ar esportivos as modificações mais populares do momento.
Para que serve um filtro esportivo?
Vamos nos concentrar nos filtros esportivos, e nos sistemas de admissão de ar. Mas para isso, é preciso que compreendamos algumas particularidades dos próprios motores à combustão interna: Nesse tipo de motor, o principal fator limitador de potência, é a restrição à entrada do ar nos cilindros. Como todos sabem, o motor é impulsionado pela queima da mistura comburente/combustível, ou seja, ar/gasolina (ou ar/álcool, ar/metanol e assim por diante).
Um fato interessante, é que a maioria dos sistemas de injeção eletrônica trabalha com uma margem de “folga”, ou seja, eles têm a capacidade de fornecer proporcionalmente mais combustível do que a quantidade máxima de ar que o motor (original) consegue admitir. Daí, rapidamente pode se concluir, que se você conseguir fazer com que o motor admita uma quantidade um pouco maior de ar, a injeção dará conta do recado mantendo a mistura correta, e o motor atingirá mais potência e torque, sem a necessidade de um re-mapeamento no chip, ou qualquer outro tipo de preparação.
A maneira mais fácil de se conseguir isso, seria eliminar o filtro de ar. Em teoria, funciona muito bem, contudo entre a teoria e a prática, existe a realidade de cada caso. E em alguns deles, existem problemas, principalmente relacionados com a temperatura do ar admitido, com sensores do sistema de injeção e, sobretudo com a poeira, que não deve de maneira alguma ser admitida pelo motor, sob pena de sérios danos à sua conta bancária.
Mas em carros de rua, andar sem filtro de ar, causa uma infinidade de dores de cabeça. Em primeiro lugar, na maioria dos casos, não basta simplesmente retirar todo o sistema original, com caixa de ar e tudo, pois esses sistemas, muitas vezes são elaborados de modo a admitirem ar mais frio do que o do compartimento do motor, e eventualmente também são equipados com sensores, que se negligenciados, farão com que a injeção funcione de maneira incorreta, causando prejuízos ao rendimento.
Deixar todo o sistema de caixa de ar original, mas sem o elemento do filtro, seria uma idéia melhor, já que garantiria a captação de ar um pouco mais frio. Contudo, essa idéia também tem seus defeitos: As caixas de ar originais são projetadas com prioridades diferentes das nossas, que queremos tirar a última gota de rendimento que nosso equipamento pode nos proporcionar.
Quando os projetistas criam um sistema de filtro de ar para uma montadora, eles tem diferentes aspectos a observar, como: Fácil acesso para a manutenção do filtro de ar, sistemas de redução de emissões de poluentes, temperatura correta para a maior durabilidade do motor, redução do ruído do sistema, custo das peças de fabricação e reposição, risco de “calço hidráulico” e assim por diante. A performance geralmente é relegada a segundo plano.
Além disso, sem o elemento do filtro, a restrição à entrada de ar diminui bastante, mas a proteção contra a entrada de partículas estranhas ao motor também. Rodar com um motor sem filtro de ar é equivalente a submeter às partes internas a um intenso jato de areia. A durabilidade é bastante comprometida, assim como a confiabilidade.
Em caso de carros turbo-compressor, os rotores do compressor são os primeiros a sofrerem, já que são peças delicadas, e que se movimentam à rotações muito altas. Andar com carro turbo sem filtro de ar, é comprovadamente a maneira mais fácil de diminuir a vida útil da parte fria da turbina.
Em resumo, deixar a caixa de ar original, mas sem o elemento do filtro de ar, é mais eficiente do que simplesmente eliminar todo sistema, mas ainda assim, não é uma boa idéia, já que o sistema original é por vezes bastante restritivo, e você precisará lidar com as conseqüências da captação de poeira pelo seu motor, o que não é nada recomendável.
Uma outra solução ainda seria usar filtros de ar esportivos, mas que se encaixam no local original (filtros tipo painel, para reposição original). Eles tem a vantagem de não precisarem ser trocados, apenas lavados, o que representa economia na manutenção e em alguns casos, até podem melhorar um pouco o fluxo de ar. Contudo, em geral não proporcionam grande aumento de rendimento, devido aos problemas relativos a caixa de ar original, já descritos anteriormente.
Agora que você já sabe que eliminar o filtro de ar do carro, mesmo que feito de uma maneira criteriosa, não é recomendável, é hora de partirmos para o que você pode fazer para melhorar seu motor, mas sem causar nenhum dano. O ideal é um novo sistema de admissão, que elimine a caixa e o filtro originais, trazendo melhor rendimento, mas sem perder a capacidade de filtragem.
Sistemas de Admissão de Ar Frio ou CAI (cold air intake):
As duas coisas mais importantes em um sistema de admissão de ar são a temperatura do ar admitido, e a capacidade de fluxo do filtro e do próprio sistema. É levando isso em conta, que você precisa procurar soluções efetivas para otimizar o desempenho de seu carro. De nada adiantará um filtro importado, de primeira linha, mas mal instalado, com tubulações restritivas e captando ar quente.
No que tange à temperatura do ar, quanto mais frio, mais denso, conseqüentemente maior a potência e o torque do motor. Assim, o ideal é que a tomada de ar esteja em algum local onde haja bastante ar frio, já que dentro do cofre do motor, as temperaturas podem ser muito altas, prejudicando o rendimento do carro.
Em relação ao fluxo, o ideal é que ele seja o mais livre possível, sem estrangulamentos, sanfonas ou obstáculos aerodinâmicos. Com poucas curvas, e de preferência com ângulos bem abertos. O ar deve fluir através de canos de grandes diâmetros, tão curtos quanto possíveis.
Aí chegamos a um pequeno paradoxo: “Como vou ter um cano curto, se para pegar ar frio, existe uma distância considerável entre o corpo de borboletas e a frente do carro, onde está o ar em temperatura ambiente?”
Realmente, essa é uma pergunta pertinente. É difícil de se conciliar essas duas coisas, mas não impossível. Pode ser feito através de alterações como scoops, recortes no capô ou pára-lamas, reposicionamento de outras peças dentro do cofre e assim por diante. Entretanto, nem sempre as pessoas estão dispostas a dar uma “retalhada” no carro, obrigando o ar a percorrer um caminho maior, através de um longo CAI. Mas uma coisa é certa: Se você precisar optar entre ar frio ou um cano mais curto, escolha sempre o ar frio. Muitos testes em dinamômetro já provaram que sistemas que captam ar mais denso geram mais potência do que sistemas baseados somente em pouca resistência ao fluxo de ar.
Tenha em mente apenas, que o sistema de admissão com canos mais longos, deve buscar a otimização do fluxo de ar, evitando mangueiras de borracha sanfonadas (prefira canos, com um diâmetro adequado) curvas com ângulos muito fechados e principalmente estrangulamentos na tubulação.
Nos lugares onde o tunning é mais desenvolvido, como Japão, Europa e Estados Unidos, existe disponível uma infinidade de sistemas CAI (admissão de ar frio), Short Ram (semelhante ao CAI, porém com um cano mais curto, localizando o filtro dentro do cofre do motor), Cold Airbox (sistema de caixa semelhante a original, com filtro de alta vazão, e visando alta performance), e você pode ir a qualquer loja especializada, e escolher entre as diversas opções de cada sistema e marca.
Aqui no Brasil, o mercado ainda está em desenvolvimento, e se você quiser um sistema assim, precisará encomendar sob medida. Mas se o trabalho for bem executado, não há dúvidas de que vale o investimento.
Filtros de ar:
Tão importante quanto o sistema de admissão, é o filtro de ar em si. Bons filtros de ar são aqueles que conseguem o melhor fluxo de ar aliado à melhor proteção ao motor. Como já foi colocado anteriormente, é fácil diminuir a restrição do sistema, simplesmente diminuindo (ou eliminando) a restrição do filtro de ar, mas isto é muito prejudicial ao motor. O valor verdadeiro de um bom filtro encontra-se justamente em ter de conciliar duas coisas tão opostas: Deixar passar a maior quantidade de ar possível, ao mesmo tempo em que segura a maior quantidade da poeira e partículas que tentam invadir o motor juntamente com esse mesmo ar.
Diferenças entre os filtros de ar original e filtros esportivos:
O filtro de papel (original) é o mais barato e mais comum, e também o menos eficiente. O princípio de funcionamento dele é bastante simples, e consiste em um tramado de fibras de papel bastante apertado e denso, de maneira que os espaços que restam abertos sejam menores do que as partículas que ele precisa filtrar, impedindo assim que elas atravessem o filtro, e cheguem ao motor. A filtragem ocorre somente na superfície do filtro.
Já o filtro de algodão é mais complexo. Ele é composto por algumas camadas de gaze (tramado de algodão) embebido em óleo, que ficam entre duas camadas de telas de alumínio. Dobras na gaze do algodão asseguram um aumento de 10-20% na área da superfície, para puxar mais ar para o motor. A gaze é feita de camadas sucessivamente mais finas para captar e segurar poeira e partículas úmidas tão pequenas como 0.50 microns. É também um filtro mais eficiente, já que a maioria deles chegam a 98% de filtragem de partículas prejudiciais ao motor, (contra cerca de 93% de alguns filtros de papel) e mesmo filtrando melhor, permitem um fluxo de ar muito mais livre. Outra vantagem, é que esse tipo de filtro, é lavável e se receber a manutenção adequada, deve durar mais do que o próprio carro.
Tipos de filtro:
Existem inúmeras opções de filtros esportivos no mercado. Cônicos, cilíndricos ou apenas para substituir o elemento original. É necessário saber escolher, para conseguir um bom resultado. As melhores marcas, disponibilizam informação sobre aplicações na Internet, e um bom revendedor também deve saber orientar seus clientes em relação a esse aspecto.
Como escolher:
Em relação ao formato: Quando você monta um filtro redondo convencional em cima de um motor, como, por exemplo, num carburador ou corpo de borboletas em pé, é sabido que um diâmetro maior aliado a um filtro baixo, vai ter um fluxo mais otimizado do que um filtro pequeno e alto. Quando o espaço permite, o ideal é que a altura do filtro seja equivalente a algo entre 20 a 25% do seu diâmetro.
Mas poucos carros ainda usam filtros do tipo “panela”. A maioria dos carros injetados hoje em dia utiliza o sistema de caixa de ar, com um filtro tipo “painel”, ou um filtro cônico ou cilíndrico, montado em um sistema tipo CAI. Nesse sistema, o formato se torna menos importante.
Então chegamos ao tamanho: Você pode procurar as tabelas de aplicação de filtros, que informam o modelo adequado para seu carro. Uma boa dica é em caso de dúvida, escolher sempre um filtro maior.
Apesar de um filtro maior do que o necessário não oferecer mais performance, ele tem a vantagem de garantir um intervalo de manutenção mais longo. Nunca use um filtro menor do que o recomendado, pois isso com certeza irá acarretar em perda de desempenho e maior consumo de combustível.
Filtros de má qualidade:
Aqui vai um alerta, para aqueles que procuram sempre economizar em tudo: O barato pode sair caro. Filtros de ar muito pequenos e que tem muito fluxo, devem ser motivo para desconfiança. Geralmente eles não tem boa capacidade de filtragem, e podem causar problemas. Existem também filtros que cumprem a função de filtragem, mas o fluxo de ar que consegue passar por eles é sofrível, o que causa perda de potência, e maior consumo de combustível.
Rendimento:
Todo esse trabalho para escolher o novo filtro, descobrir a medida ideal, projetar uma nova tubulação de ar, e ainda por cima pagar por tudo isso, só faz sentido, se o upgrade funcionar corretamente, e fornecer os cavalinhos extras.
Existem mitos sobre o funcionamento dos filtros esportivos, e muita gente acha que é só uma alteração “cosmética”. Atribuem qualquer ganho ao “fator psicológico”, e desestimulam muitos possíveis compradores.
Vamos aproveitar esse espaço, para restabelecer a realidade em relação ao assunto: Filtros esportivos podem ser testados num banco de fluxo, juntamente com novo sistema de admissão. Esses testes demonstram que os ganhos de fluxo em CFM (cubic feet per minute, ou seja, pés cúbicos por minuto) são brutais, o que garante no mínimo, que há menos restrição antes da entrada da admissão. Isso por si só, já seria uma grande coisa.
Ocorre, que sistemas tipo CAI, beneficiam-se não só do fluxo otimizado, mas também de admitir ar frio, o que aumenta em muito a potência do motor. Da mesma maneira que um intercooler resfria o ar aquecido pela turbina, um CAI pode captar ar fresco, que está muitos graus mais frio que a temperatura do cofre.
Traduzindo para números, o ganho em geral é de cerca de 4 a 5% de potência, mas em alguns casos pode chegar a mais que isso. Existem sistemas, nos quais num motor de 200 cv, os ganhos chegaram a mais de 20 cv. Lembrando sempre, que não estamos falando em estimativas, e sim em testes realizados em dinamômetros de rolo.
Os ganhos irão depender de muitos fatores distintos, como nível de restrição do sistema anterior, local da tomada de ar frio, capacidade de fluxo do novo filtro e da nova tubulação, e até o nível de upgrades no motor do veículo em questão.
Filtros cônicos de alta vazão funcionam muito bem em conjunto com alterações no chip e escapamentos mais livres. O ganho proporcional costuma ser bem maior em carros onde há um conjunto de upgrades que se complementam.
Vale lembrar também, que carros com motores preparados, em 99% dos casos necessitam de mais fluxo de ar na admissão, que não pode ser suprido pelo filtro original. Carros equipados com turbo, comando de válvulas de maior abertura e levante, kits nitro, e cabeçotes preparados podem fazer melhor uso dos filtros de alta vazão, do que carros com motor original.
Filtros de ar de alta performance são uma boa compra. Bons filtros não são baratos, mas são duráveis e confiáveis. Sozinhos, não trazem grandes ganhos de potência, mas em conjunto com um sistema de admissão tipo CAI, e outros upgrades como chip e escape, pode-se melhorar bastante o rendimento de um motor. Para carros originais, são uma opção interessante, e para carros preparados, são obrigatórios