quando combinados e introduzidos no fluxo de ar na admissão do motor pode efetivamente diminuir o índice de pré ignição e detonação trazendo o motor para um funcionamento suave ao avançar o ponto de ignição.

Reduz os depósitos de carbono
Veículos modernos equipados com dispositivos de recirculação de gases de escape (EGR) para o controle de emissões promovem a acumulação de carbono pesado dentro da entrada de ar. Essa acumulação de carbono pode criar "pontos quentes" nas câmaras de combustão que podem causar detonação. A injeção de água / metanol tem um efeito de "limpeza a vapor" que reduz essa acumulação de carbono e em alguns casos pode aumentar a economia de combustível em até 15%.

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Álcool x Gasolina 
Como está em alta aqui a conversão de motores a gasolina para usar álcool como combustível, resolvi escrever este artigo para que se possa ter uma noção dos problemas que podem ocorrer nesta transformação. 
Acho que a melhor forma de fazer isto é explicar as diferenças entre os combustíveis e o que isto pode acarretar no comportamento de um motor ciclo Otto. 
Assim, quem quiser converter o motor pode te uma idéia dos problemas que podem ocorrer e por que eles ocorrem. 

Um pouco de conhecimento sobre álcool VS Gasolina: 

A gasolina não é uma substância pura: É uma mistura de centenas de hidrocarbonetos que têm entre 3 a 12 carbonos, proveniente de uma faixa da destilação do petróleo. Há componentes mais leves e mais pesados na gasolina. Conforme o tempo passa, os mais leves se evaporam, deixando apenas os mais pesados. Por isso se diz que a gasolina "ficou velha" ou "estragou". Em aproximadamente 2 meses, a gasolina muda sua composição por causa da evaporação dos componentes leves, sobrando os mais pesados, que costumam ter octanagem menor. Por isto é que a gasolina velha pode causar "batidas de pino" no motor. Normalmente, quanto maior o número de carbonos na cadeia (mais pesada a molécula), menor é a octanagem: Por isto o querosene e outros solventes, se misturados à gasolina, fazem o motor "bater pino". Estes componentes mais pesados também têm uma vaporização mais difícil. Quando expostos ao calor em estado líquido, vão se degradando e formam a conhecida "borra" de gasolina. A gasolina vendida no Brasil tem, por lei, 22% de álcool etílico em volume na sua composição, para reduzir a emissão de poluentes. Outra coisa que não se fala (não sei por que...) é que a gasolina, por conter hidrocarbonetos aromáticos (como o benzeno) na sua composição, é cancerígena, especialmente se inalada em excesso. Com certeza não há estudos sobre isto (não "interessa" que haja...), mas a incidência de câncer entre os frentistas, que trabalham expostos aos vapores da gasolina, provavelmente é muito mais alta do que no resto da população. 


O Álcool: 

O álcool, ao contrário da gasolina, é uma substância pura (etanol), embora seja encontrado nos postos como sendo uma mistura de 95% de etanol e 5% de água, em volume. É uma molécula cuja fórmula é C2H5OH. Por ter oxigênio na composição, a molécula ganha uma polaridade que faz com que o álcool seja líquido à temperatura ambiente (o etano, C2H6 é um gás) pela maior coesão entre as moléculas. É um combustível que não deixa borras, sendo bem mais "limpo" que a gasolina, ao contrário do que se pensava nos primeiros anos do Proálcool. Tem a desvantagem de ser mais corrosivo no estado líquido que a gasolina, o que demanda um tratamento anticorrosivo nos metais que têm contato com o álcool em sua fase líquida, normalmente através de um revestimento com um metal que não reaja com ele, como o níquel, usado para revestir o Zamak dos carburadores. 


As diferenças entre os combustíveis: 

-Poder calorífico (capacidade de gerar energia) 

O álcool, por conter oxigênio na molécula, tem um poder calorífico menor que o da gasolina, uma vez que o oxigênio (34,7% do peso molecular do etanol é oxigênio) aumenta o peso molecular, mas não produz energia. Isto explica a menor km/l de um motor a álcool em relação ao mesmo motor a gasolina. O álcool hidratado (95%) produz a energia de 20,05 MJ/litro, enquanto a nossa alcoosolina (22% de álcool) produz 27,57 MJ/l. Por aí já se vê que a 1 litro de gasolina produz 37,5% mais energia do que 1 litro de álcool: Daí, em um motor com o mesmo rendimento térmico, um motor a gasolina que fizesse 10 km/l iria fazer 7,27 km/l de álcool. 


Proporção estequiométrica: 

O álcool tem proporção estequiométrica de 8,4:1 (8,4 partes de ar para cada parte de álcool) em massa, enquanto a gasolina tem 13,5:1. Para a mesma massa de ar, é utilizado 60% a mais de massa de álcool. Em volume, é necessário mais 43% de álcool do que de gasolina. Por isto, bicos para álcool tem que ter uma vazão em torno de 50% maior do que bicos para gasolina. Uma coisa interessante que decorre disto é a seguinte: Apesar de a gasolina fornecer mais 37,5% de energia, o fato de ser necessário 43% a mais de álcool para a mistura faz com que um motor ganhe em torno de 5% de torque e potência só de passar a queimar álcool. 


Octanagem 

O álcool tem um maior poder antidetonante do que a gasolina. Enquanto a gasolina comum tem 87 octanas, o álcool tem o equivalente a 110 octanas. Isto significa que ele consegue suportar maior compressão sem explodir espontaneamente. Isto faz com que um motor a álcool possa ter uma taxa de compressão maior do que um motor a gasolina. Enquanto as taxas para gasolina variam entre 9 e 10,5:1, as taxas para álcool ficam entre 12 e 13,5:1. Como o rendimento térmico de um motor (rendimento térmico é quantos % da energia do combustível é transformada em movimento pelo motor) aumenta conforme aumenta sua taxa de compressão, os motores a álcool tendem a ter um rendimento térmico maior do que um motor a gasolina, compensando parte do menor poder calorífico. Assim, nosso motor não faria apenas 7,27 km/l, faria algo entre 7,5 e 8 km/l, devido ao melhor aproveitamento da energia do combustível. A velocidade da chama do álcool é menor, demandando maiores avanços de ignição. 


Calor de vaporização 

O álcool tem um calor de vaporização de 0,744 MJ/l, enquanto a gasolina tem 0,325MJ/l. Isto quer dizer que o álcool necessita de mais do que o dobro de energia para se vaporizar. Esta vaporização acontece dentro do coletor de admissão, nos carros carburados e com injeção monoponto. A energia para vaporizar é conseguida através do calor do motor, que também aquece o coletor. Porém, ao se vaporizar, o combustível diminui a temperatura do coletor, pois está "roubando" energia. Não é difícil concluir que o álcool "rouba" mais que o dobro de energia, diminuindo muito mais a temperatura do coletor. Se a temperatura cair muito, o combustível não se vaporiza mais e caminha em estado líquido pelo coletor, causando uma súbita falta de combustível na mistura, fazendo o motor falhar. Para evitar isto, faz-se passar água do radiador pelo 
coletor de admissão, para aquecê-lo. Este aquecimento é muito mais necessário em um motor a álcool, pela sua maior demanda de energia para vaporizar-se. 


Ponto de fulgor 

Uma explosão é uma reação em cadeia. Quando uma molécula de combustível reage com o oxigênio presente no ar, ela gera energia, que faz com que a molécula vizinha também reaja e por aí vai. O ponto de fulgor é a temperatura a partir da qual pode haver uma quantidade suficiente de combustível vaporizado a ponto de gerar uma reação em cadeia. Bem, o ponto de fulgor do álcool é 13ºC. Isto significa que não é possível haver combustão do álcool abaixo desta temperatura. Isto explica por que 
é necessário usar gasolina para a partida a frio em motores a álcool em temperaturas baixas. O ponto de fulgor da gasolina pura é de aproximadamente -40ºC. 

Estas 2 propriedades acima decorrem do oxigênio presente na molécula do álcool, que a polariza. Isto faz com que a força de coesão entre as moléculas seja maior do que as da gasolina, que se mantém líquida pelo maior peso de suas moléculas, apolares em sua grande maioria. A menor atração molecular da gasolina é que faz com que esta tenha menores calor de vaporização e ponto de fulgor. 

Resumo: 

Pelas razões explicadas acima, podemos concluir que, para fazer um motor a gasolina funcionar com álcool, precisam ser feitas as seguintes mudanças: 

1) Taxa de compressão (para aproveitar a maior octanagem) 
2) Proporção de combustível (43% maior, por causa da relação estequiométrica) 
3) Curva de avanço de ignição (menor velocidade de chama) 
4) Aquecimento do coletor em coletores úmidos (carb. e monoponto) (maior calor de vaporização) 
5) Sistema de partida a frio (alto ponto de fulgor) 
6) Niquelamento do carburador (em carros carburados) 

O item 1 pode ser conseguido através da utilização de pistões mais cabeçudos ou rebaixamento do cabeçote. E os itens 2 e 3 são feitos remapeando o chip de injeção ou troca de giclês/distribuidor. 


Valores aproximados de octanagem; 

TABELA DE OCTANAGEM 

TIPO COMBUSTÍVEL --- Nº DE OCTANOS (NO) 

GASOLINA COMUM ------------ 87 
GASOLINA PREMIUM ---------- 91 
GASOLINA PODIUM ----------- 95 
ÁLCOOL ----------------------- 110 

*Octanagem mede a dificuldade para auto-detonação sobre pressão. 
**Gasolina aditivada contém aditivos detergentes e dispersantes que evitam o acúmulo de depósitos no sistema de alimentação porém ao contrário do que muitos pensam gasolina aditivada não tem mais octanos que a comum.

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O OBJETIVO DO SISTEMA DE IGNIÇÃO É FORNECER UMA CENTELHA (FAÍSCA GERADA

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entre os pólos da vela) no interior da câmara de combustão antes do pistão se aproximar do fim do curso de compressão, a fim de iniciar a queima da mistura ar-combustível. O instante em que ocorre o centelhamento tem importância para a eficiência e desempenho do motor. Como a queima da mistura (ar/combustível) não é instantânea, quanto mais rápida é a velocidade de rotação do motor, mais adiantada deve ser o início da queima. A isso se dá o nome de adiantar a ignição.

Para aproveitar melhor a mistura, é necessário que toda ela termine de queimar pouco depois do pistão passar do PMS, onde ocorrerá a máxima pressão dentro da câmara de combustão. O avanço da ignição é, então, de fundamental importância para o rendimento do motor. Com o desenvolvimento da eletrônica foi possível aprimorar este sistema e atualmente há em todas as motocicletas um sistema eletrônico que é o responsável por fornecer a centelha no instante exato para cada rotação do motor, gerando economia de combustível, redução da emissão de gases tóxicos e diminuição da perda de rendimento do motor. Estamos nos referindo ao módulo de controle da ignição ou simplesmente ICM, podendo ser um CDI (ignição por descarga capacitiva) ou IDI (Ignição por Descarga Indutiva). Todo módulo de ignição moderno possui um pequeno processador de dados, que nada mais é que um processador, parecido com o de um computador, porém de capacidade menor. É na memória do processador está armazenada a curva de avanço do ponto, que basicamente é a relação entre a rotação do motor e o avanço do ponto. A curva de avanço depende de várias características do motor e da moto.

Para que o processador consiga gerar o sinal para a faísca no ponto correto são necessárias duas informações: velocidade de rotação e a posição do pistão. Estes dois sinais são obtidos através de sensores. A configuração mais comum é a de um sensor apenas, mas podem ser mais. O sensor mais comum é a bobina de pulso, também chamada de “pickup”. Pela bobina passam ressaltos metálicos, que normalmente estão no volante do magneto, mas também podem estar em um disco dentado. Na passagem de cada ressalto dois sinais elétricos são gerados, um pulso positivo e um negativo, ou invertido, negativo e depois positivo. Os sinais da bobina de ignição chegam ao módulo de ignição, na etapa chamada “Condicionador de Sinal”, que transforma estes sinais em sinais elétricos que podem ser “lidos” pelo processador. O processador interpreta estes sinais e extrai as duas informações que necessita: posição e velocidade de rotação. Com estas informações o processador obtém o avanço e no momento correto, conforme a posição do motor, gera o sinal para a etapa de potência. Na unidade de potência o sinal gerado pelo processador é usado para disparar um pulso de média tensão (na faixa de 100 a 900 volts) sobre a Bobina de Ignição que trabalha similar a um transformador, elevando a tensão. Este pulso no enrolamento primário da bobina de ignição faz “aparecer” a alta tensão em seu secundário (similar a um transformador), que ligado na vela de ignição gera a faísca para iniciar a queima da mistura de ar e combustível que se encontra dentro da câmara de combustão.

Para gerar o pulso de média tensão no enrolamento primário, é necessário que uma certa quantidade de energia seja previamente armazenada. Esta energia deve vir de algum lugar e as possibilidades são duas: ou a bobina de força ou a bateria (nunca as duas). Para continuar é necessário dividir os módulos de ignição em CDI (ignição por descarga capacitiva) e IDI (ignição por descarga indutiva).Vamos abordar os CDIs primeiro.

Nos CDIs a energia para o pulso de média tensão sobre a bobina é armazenada em forma de campo elétrico em o capacitor, que fica dentro do módulo de ignição, na unidade de potência. Por isso chamamos de descarga capacitiva. O capacitor deve ser carregado com uma tensão na faixa de 100V a 400V. Esta tensão é obtida ou pela Bobina de Força, que a gera diretamente, ou pela bateria. Como a bateria possui apenas 12 volts, quando a bateria é usada os CDIs possuem internamente um elevador de tensão, que tranforma os 12 volts em 200 ou mais volts. A ignição por descarga capacitiva possui a vantagem de usar ou não bateria, conforme o modelo (uma vantagem para motos off-road), usar bobinas de ignição menores e mais simples.

Nos IDIs a energia para o pulso de média tensão é armazenada na própria bobina de ignição, em forma de campo magnético. Para fazer isso a bobina de ignição usada é ligada pelo módulo de ignição em 12 volts (da bateria). Enquanto ligada aos 12 volts circulará pelo primário da bobina uma corrente que irá gerar o campo magnético. A média tensão no primário é gerada ao desligar a bobina dos 12 volts. Em função do comportamento indutivo da bobina (dai o nome descarga indutiva), no momento em que ela é desligada irá surgir no primário da bobina um pulso de tensão na faixa entre 300 e 900 volts.Os IDIs são eletronicamente mais simples, porém sua bobina de ignição é normalmente maior e mais complexa. Finalmente, há ainda os sinais de bloqueio, usados para impedir que a moto ligue em determinadas situações. Os mais comuns são o do descanso lateral e do neutro (ponto morto). Estes sinais evitam, então, que o motor ligue em uma situação que poderia derrubar o motociclista.

Glossário:

Centelha: faísca gerada entre os pólos da vela de ignição, e tem por objetivo inflamar a mistura ar+ combustível.

PMS: Abreviatura do termo “ponto morto superior”, que significa que o pistão atingiu o seu ponto mais alto.