ORIGEM E APLICAÇÕES
A nova família de motores EA888 TSi 2.0, foi desenvolvida para substituir gradualmente os motores da família EA113 TFSi 2.0, presentes em vários veículos Volkswagen, e que merece um artigo dedicado futuramente.
Mas falando sobre a então, nova geração de motores EA888, estes estrearam a configuração de motor superalimentado por turbocompressor e de injeção direta de gasolina, em uma cilindrada de 2.0 litros.
Na concepção deste novo motor se apostou na constante evolução da tecnologia para obter o máximo rendimento com um menor consumo de combustível e a mínima emissão de gases poluentes, para equipar versões topo de linha de veículos como VW Jetta MK6, Tiguan, Passat, Fusca, Golf GTi, e os Audi A3, A4 e A5, de meados de 2010 em diante, dependendo do modelo.
Durante o projeto e o desenvolvimento desse motor, os principais objetivos eram:
Ter um custo de fabricação menor, visando um preço final mais acessível do veículo;
Permitir a montagem longitudinal (Audi) ou transversal (VW) nos distintos modelos do Grupo Volkswagen;
Ocupar um menor espaço no cofre do motor, o que permite uma maior deformação do capô em caso de colisão, oferecendo um maior nível de segurança para pedestres;
Cumprir com as normas ambientais, tanto sonoras como de emissões;
Obter um bom rendimento tanto mecânico como termodinâmico; mantendo uma estrutura compacta;
Facilitar a reparação e a manutenção de uma forma geral.
O motor 2.0 TSI de 4 cilindros em linha e 4 válvulas por cilindro foi projetado para trabalhar sempre com mistura ar/combustível homogênea, movidos apenas à gasolina. O seu funcionamento, em muitos aspectos, se parece ao do motor 2.0 TFSI EA113.
No entanto, o design e a localização da maioria dos elementos do motor foram modificados com o propósito de conseguir um motor mais compacto e reduzir sua manutenção. Sendo assim, as principais evoluções, quando comparamos com seu antecessor, são:
Atendem à norma de emissões EU V, porém, enquanto não era obrigatório, os motores comercializados cumpriam a norma EU IV (após 2012, todos deveriam atender à Euro V);
O acionamento dos eixos comando de válvulas, eixos equilibradores e bomba de óleo é realizado mediante três correntes (nos EA113, usava-se uma correia dentada para as polias principais e uma pequena corrente na parte traseira do cabeçote para sincronizar os dois eixos comando de válvulas);
O acionamento dos eixos equilibradores contra-rotantes estão integrados ao bloco, acima da árvore de manivela;
Possui variados de fase no eixo comando de válvulas de admissão;
Sistema de alimentação de combustível composto por um circuito de baixa pressão e outro de alta pressão (sendo necessárias duas bombas de combustível), sem conduto de retorno e com injetores com múltiplos orifícios;
O turbocompressor, integrado ao coletor de escapamento, possui regulagem da pressão de sobrealimentação e recirculação de ar na desaceleração;
Sistema de escapamento com pré-catalisador próximo ao motor e utilização de uma única sonda lambda;
Novo módulo para bomba do líquido de arrefecimento, acionada mediante uma correia;
Localização do filtro de óleo na parte superior do motor;
Incorpora um sistema de eliminação de vapores de óleo e de vapores de combustível.
PROJETO
BLOCO
O bloco, de ferro fundido, foi fabricado utilizando a técnica closed-deck, onde a camisa do cilindro é introduzida sob pressão no bloco.
Depois, as superfícies dos cilindros são polidas mediante um jato de fluido sob pressão em três etapas. Essa técnica permite reduzir o período de amaciamento do motor e o consumo de óleo.
Possui injetores de óleo para a refrigeração dos pistões e uma distância reduzida entre os cilindros, que permite a possibilidade de montagem transversal ou longitudinal.
Já os eixos equilibradores estão integrados ao bloco, bem acima da árvore de manivelas, enquanto a bomba do líquido de arrefecimento não está montada diretamente no bloco e sim, em um módulo à parte.
A corrente de distribuição vem montada na lateral do bloco, e o acesso ao filtro de óleo é feito pela parte superior do motor, enquanto que próximo à admissão, está alojado um separador de partículas grossas de óleo.
CABEÇOTE
O cabeçote fabricado em liga de alumínio, é de fluxo cruzado, e possui os seguintes elementos:
Uma válvula anti-retorno de óleo, que mantém as galerias sempre preenchidas para a próxima partida;
Cada duto de admissão está dividido em uma metade superior e inferior por meio de uma placa, para efeito tumble, que causa turbulência do ar na entrada do cilindro;
Todas as válvulas (de admissão e escapamento) são cromadas e têm a região do seu assento reforçada, porém, as válvulas de escapamento são preenchidas de sódio, para ajudar a manter sua temperatura em níveis ideais;
Todas as válvulas são acionadas por balancins roletados (RSH);
O eixo comando de válvulas de escape possui na sua extremidade, quatro cames extras para o acionamento da bomba de alta pressão de combustível, que é do tipo mecânica;
O eixo comando de válvulas de admissão possui um variador de fase;
É utilizada uma junta do cabeçote metálica de três camadas para unir o bloco ao cabeçote.
A tampa do cabeçote, fabricada em liga de alumínio, está aparafusada ao cabeçote e vedada por junta líquida, e também tem a função de mancal para os eixos comandos de válvulas.
A finalidade do variador de fase no eixo de comando das válvulas de admissão é obter um ótimo torque do motor para as suas diferentes fases de funcionamento, além de melhorar sua suavidade de funcionamento e a qualidade dos gases de escape.
Este sistema pode defasar o eixo em até 30°, ou seja, 60° em relação a árvore de manivelas, e a central eletrônica utiliza os sinais do medidor de massa de ar do sensor de rotação do motor, como sinais básicos para o cálculo do avanço desejado, e o sinal do sensor de temperatura do líquido de arrefecimento, como sinal corretor.
Já o sinal do sensor de fase Hall é utilizado como retro-informação para reconhecer a posição do eixo comando de válvulas de admissão.
A posição do variador é definida por uma eletroválvula, e depois da parada do motor, o variador é bloqueado na posição de repouso. Isto é feito por meio de um pino de bloqueio submetido à força de uma mola. O sistema é desbloqueado quando a pressão do óleo supera os 0,5 bar.
Com o motor em marcha-lenta ou em rotação inferior a 1800 rpm e baixas solicitações de carga, o variador de fase não entra em funcionamento.
A regulagem do eixo comando é efetuada tomando como referência uma família de curvas características armazenadas na central eletrônica, e para o caso de avarias no sistema, o eixo comando de válvulas permanece na posição de repouso, provocando uma redução do torque do motor.
Os tuchos são do tipo hidráulicos, ou seja, compensam automaticamente as folgas que possam se originar com as válvulas, dispensando a necessidade de qualquer tipo de ajuste manual.
ADMISSÃO
Começando pelo projeto do coletor de admissão, este é, conceitualmente, muito parecido ao empregado no motor 2.0 l TFSI EA113, sendo composto por duas peças de plástico poliamida soldadas entre si, e um conjunto de vários elementos agregados, que são a unidade de controle da válvula borboleta, o tubo distribuidor de combustível, uma válvula dupla de retenção para o sistema de carvão ativado, além de um atuador pneumático para o controle das borboletas guiadas.
Este sistema de admissão guiada utilizado (também pode ser chamado de “Coletor de admissão de geometria variável”), é similar ao do motor 2.0 TFSI EA113, porém com algumas modificações. O design reformulado, em forma de concha, melhora a passagem do ar admitido.
A montagem destas borboletas no interior dos tubos de admissão é excêntrica, o que permite, junto com o novo design das mesmas, a eliminação de qualquer obstáculo para a passagem do ar quando estiverem totalmente abertas.
Quando as borboletas estão fechadas, o ar de admissão é direcionado até a parte superior das placas para efeito tumble, melhorando a formação da mistura ar/combustível e, consequentemente, a qualidade dos gases de escape.
A regulação das borboletas é feita mediante uma eletroválvula de duas posições que aciona um atuador pneumático, fazendo a rotação de um eixo metálico ao qual estão unidas as quatro borboletas.
Um potenciômetro situado na extremidade oposta do eixo, informa à unidade de controle do motor sobre a posição das borboletas, que permanecem totalmente abertas acima dos 3000 rpm. Abaixo destas revoluções permanecem fechadas, ou seja, em repouso.
CÁRTER
O cárter foi projetado da forma mais compacta possível, reduzindo assim a altura do motor. Isto foi possível, também em parte, graças ao ao deslocamento dos eixos equilibradores para o bloco, e é composto por três peças:
Cárter superior, fabricado em liga de alumínio e aparafusado ao bloco, realiza a função de reforço adicional do bloco, ao qual é vedado por junta líquida, além de ter a função de suporte da bomba de óleo;
Defletor, fabricado em plástico de poliamida e aparafusado ao cárter superior, é utilizado para evitar a formação de espuma no óleo;
Cárter inferior, feito em chapa de aço estampado, aparafusado ao cárter superior e também vedado com junta líquida, é responsável por armazenar o óleo e possui um bujão de escoamento do mesmo.
A árvore de manivelas é fabricada em aço temperado por indução, possui cinco apoios e oito contrapesos para compensação das massas alternativas.
Para melhorar o reforço do bloco, os três mancais principais centrais foram aparafusados lateral e verticalmente ao bloco.
Os cinco casquilhos inferiores possuem friso de lubrificação e podem ser substituídos por outros de espessuras diferentes para o ajuste radial da folga, enquanto o ajuste da folga axial é feito por meio dos anéis axiais situados no mancal principal central.
As bielas são iguais as utilizadas no motor 2.0 TFSI EA113, possuem um canal para lubrificação do pino e são fabricadas mediante a técnica de fratura, ou “craqueamento".
O alojamento do pino é no formato trapezoidal para dividir melhor as forças.
Os casquilhos superiores e inferiores são feitos em materiais diferentes, sendo o superior de uma cor mais escura e de um material mais resistente para poder suportar maiores esforços.
Igualmente ao motor 2.0 TFSI EA113, foi introduzido um suporte para o segmento superior do pistão, além de ter sido mantido o conceito de estrutura leve na saia do pistão e o revestimento de grafite, o que proporciona uma maior durabilidade, maior suavidade de movimento e uma menor perda de potência por atrito.
INJEÇÃO DE COMBUSTÍVEL
Para melhor compreensão, vão falar de cada sistema de injeção de forma separada, começando pelo circuito de alta pressão de combustível, que é uma evolução do já utilizado no motor 2.0 TFSI EA113, composto por uma bomba de alta pressão, um tubo distribuidor de combustível em alta pressão e quatro injetores também dimensionados para esse nível de carga.
Já o conduto de baixa pressão de combustível não possui sensor de baixa pressão nem conduto de retorno, e tem a pressão correta calculada pela unidade de controle de motor, a qual envia um sinal para a bomba elétrica, situada no reservatório de combustível, que opera entre 4 e 8 bar.
A bomba de alta é acionada por um came situado na extremidade do eixo comando de válvulas de escape, que tem seu êmbolo movido através de um acionador com rolamento, o que permite reduzir os efeitos de fricção e as forças transmitidas pela corrente.
Como conseqüência, é obtido um menor desgaste e um funcionamento mais suave do motor, menos barulho e uma redução do consumo de combustível.
Ainda no circuito de alta pressão, a válvula de segurança é instalada no interior da bomba mecânica, e abre a partir de 200 bar de pressão, reenviando o combustível até o circuito de baixa pressão, evitando que algum componente possa ser danificado por um excesso de pressão, sobretudo na fase de desaceleração e na fase posterior ao aquecimento do motor.
O tubo distribuidor de combustível é fabricado em alumínio e fornece o combustível a na pressão de trabalho ideal para os injetores, que pode variar de 40 a 150 bar, em função da carga do motor.
Os novos injetores no motor 2.0 TSI EA888 possuem seis orifícios de saída de combustível que injetam o combustível em seis jatos cônicos com um ângulo de saída de 50° (no motor 2.0 l TFSI EA113 a injeção é realizada através de um único orifício e com um ângulo de 10°).
Este novo design permite realizar uma melhor preparação da mistura no interior da câmara de combustão, além de reduzir as emissões de hidrocarbonetos, a contaminação do óleo, bem como a tendência a detonação, comum nesse tipo de sistema.
Os injetores, igualmente aos anteriores motores de injeção direta, foram desenhados para poder realizar uma dupla injeção, em admissão e em compressão, com a finalidade de aumentar rapidamente a temperatura do catalisador.
TURBOCOMPRESSOR
O turbocompressor forma um conjunto com o coletor de escapamento e é fixado na parte inferior por uma régua que o prende ao cabeçote, sendo também refrigerado pelo líquido de arrefecimento do motor.
Incorpora uma eletroválvula limitadora de pressão de sobrealimentação, com sua correspondente válvula de descarga, e uma eletroválvula para recirculação de ar na desaceleração.
Além disso, possui um silenciador de ressonância situado na saída do compressor, que permite reduzir o barulho produzido pelas pulsações de pressão de uma forma mais efetiva.
SINCRONISMO
A transmissão de força é feita através de um módulo de rodas dentadas, que acionam os eixos comando de válvulas, a bomba de óleo, e os eixos equilibradores mediante a utilização de três correntes, sendo uma para cada um dos componentes citados.
Essas correntes são totalmente livres de manutenção ou substituição preventiva, e o princípio de funcionamento é muito similar ao utilizado no acionamento de outros motores.
Este é um conjunto bem mais silencioso, com um rendimento muito elevado e uma maior flexibilidade que as correntes utilizadas nos motores 2.0 TFSI EA113.
Além disso, permitem transmitir o mesmo torque com uma espessura menor, ou seja, possuem uma maior resistência mecânica para uma mesma unidade de volume.
Para mantê-las guiadas e tensionadas corretamente são utilizados várias guias de plástico poliamida e três tensores, sendo um hidráulico para a corrente de acionamento dos eixos comando de válvulas; um tensor mecânico para a corrente de acionamento dos eixos equilibradores; e mais um tensor mecânico para a corrente de acionamento da bomba de óleo.
Para fazer o sincronismo de distribuição, deve-se coincidir as marcas existentes nas rodas dentadas com os três elos escuros que possuem as duas correntes, que foram feitos apenas de um lado das correntes, justamente para visualizar a correta posição de montagem.
Para melhorar a suavidade de funcionamento do motor, foram instalados dois eixos equilibradores, mediante os quais é compensada uma parte das forças de segunda ordem que intervêm no mesmo.
Para esta finalidade, os eixos giram em sentido contrário entre eles e ao dobro da velocidade de giro da árvore de manivelas.
O deslocamento no sentido contrário de um dos eixos é conseguido graças a uma engrenagem intermediária de dentes oblíquos. Para dobrar a velocidade de giro, a corrente é impulsionada por uma roda dentada com o dobro do diâmetro em relação a da árvore de manivelas.
Os eixos equilibradores foram reposicionados no interior do bloco, acima da árvore de manivelas, o que permite a compactação do motor e a redução da altura do mesmo, proporcionando maior rigidez diante das forças de torção e evitando a formação de espuma no óleo do cárter.
Na extremidade do eixo equilibrador, do lado de admissão, existe uma roda dentada para o acionamento da bomba do líquido de arrefecimento, através de uma correia.
ARREFECIMENTO
Este circuito de arrefecimento trabalha de acordo com o princípio de fluxo transversal, ou seja, o líquido flui desde o radiador até o módulo da bomba do líquido de arrefecimento, e esta o bombeia até o interior do bloco.
Como em outros motores à gasolina sobrealimentados, o circuito dispõe de uma bomba elétrica, para a pós-circulação do líquido de arrefecimento, garantindo a proteção do turbocompressor, após a parada do motor, contra um aquecimento excessivo depois de haver sido submetido a cargas intensas, evitando assim que o óleo acumulado no eixo da turbina possa ser carbonizado.
A bomba elétrica é ativada pela unidade de controle do motor, por um período máximo de 15 minutos desde a desconexão da ignição, e durante este período, o líquido de arrefecimento desde o radiador até o turbocompressor é bombeado no sentido inverso.
Já durante o funcionamento do motor, o líquido de arrefecimento vindo do radiador é empurrado pela bomba até o interior do bloco, e flui desde o lado de admissão até o lado de escape do bloco, envolvendo os cilindros.
Em seguida, o líquido é canalizado até o cabeçote, refrigerando-o desde o lado de escape até o lado de admissão, sendo depois recolhido em uma câmara coletora e enviado até o módulo da bomba do líquido de arrefecimento, onde está localizado o termostato.
Em função da temperatura do líquido nesse ponto, o fluxo é enviado até o radiador para ser refrigerado, sendo que a válvula termostática abre a partir de 95°C para isso; ou se estiver abaixo dessa temperatura, este é conduzido novamente à bomba (termostato fechado).
Mediante um pequeno duto construído no bloco, é desviada uma parte do líquido de arrefecimento até o radiador de óleo do motor.
LUBRIFICAÇÃO
A bomba de óleo é aparafusada ao cárter superior e impulsionada pela árvore de manivelas mediante um acionamento por corrente, e a regulagem da pressão do óleo é feita no interior da bomba mediante uma válvula reguladora.
Esta válvula mantém uma pressão constante no circuito, que também possui uma válvula de segurança, calibrada para 11 bar, que evita excessos de pressão no circuito, sobretudo, na partida a frio.
O filtro de óleo é rosqueado e acessível pela parte superior do motor, e quando o óleo sob pressão vem do radiador de óleo, este abre a válvula anti-retorno do interior do mesmo e segue para o circuito de lubrificação do motor.
A especificação correta de óleo para os motores fabricados até 2017, deve atender à norma interna da Volkswagen, que é a VW 502.00. Para os fabricados de 2018 em diante, a norma é a VW 508.88, sendo que a capacidade total, considerando a troca do filtro, é de 5,7 litros, em todos os anos de fabricação.
Lembre-se de sempre seguir a especificação de óleo correta para o motor do seu carro, de acordo com o informado no manual de manutenção.
BOMBA DE VÁCUO
Em motores turboalimentados, o sistema de admissão trabalha com pressão positiva, o que não permite a geração do vácuo necessário para acionar o sistema de freios.
Por isso, o fornecimento desse vácuo é garantido por uma bomba de vácuo, montada no cabeçote, e acionada pelo eixo comando de válvulas de escape, logo atrás da bomba de alta pressão de combustível, que também é fornecido para a acionar a válvula pneumática do sistema de admissão guiada.
A bomba de vácuo ou de depressão proporciona esse efeito em qualquer condição de funcionamento do motor, sendo projetada para que possa manter uma pressão absoluta de 50 mbar com o motor em funcionamento.
NÚMEROS DE DESEMPENHO
Geração 1 - 2010>2013
Cilindrada: 1984 cm3
Potência: 200 cv de 5100 a 6000 RPM
Torque: 28,5 kgfm de 1700 a 5000 RPM
Potência específica: 100,8 cv/litro
Torque específico: 14,4 kgfm/litro
Taxa de compressão: 9,6:1
Geração 2 - 2014>2017
Cilindrada: 1984 cm3
Potência: 211 cv de 5300 a 6200 RPM
Torque: 28,6 kgfm de 2000 a 5300 RPM
Potência específica: 106,4 cv/litro
Torque específico: 14,4 kgfm/litro
Taxa de compressão: 9,6:1
Geração 3 - 2018>2023
Cilindrada: 1984 cm3
Potência: 230 cv à 4700 RPM
Torque: 35,7 kgfm à 1500 RPM
Potência específica: 115,9 cv/litro
Torque específico: 18,0 kgfm/litro
Taxa de compressão: 9,6:1
PONTOS DE ATENÇÃO
CARBONIZAÇÃO
Um dos problemas mais clássicos dos motores de injeção direta de combustível, também ocorre com certa frequência nos EA888, geralmente por utilizar gasolina comum por longos períodos.
Os depósitos de carbono se formam, principalmente nos dutos de admissão, válvulas e bicos injetores, sendo que, se não resolvido em tempo, esses últimos podem sofrer sérios danos, irreparáveis.
É recomendável verificar o estado geral desses componentes a cada 60 mil km, em média, e realizar a limpeza caso necessário.
TRINCAS NA CARCAÇA DA BOMBA D’ÁGUA
Bem comum de ocorrer nesses motores EA888, seja nas junções da bomba com o bloco, nas conexões do ar quente ou do trocador de calor. Existe no mercado, para reposição, uma carcaça de alumínio, de maior resistência mecânica, que também é passiva desse tipo de problema.
BOBINAS DE IGNIÇÃO
O motor EA888 funciona com bobinas de ignição individuais, ou seja, uma para cada cilindro, e é relativamente comum de apresentarem falhas, causando dificuldades ao dar a partida, ou ainda funcionamento irregular do motor.
Muitos donos de veículos VW, costumam substituir esses componentes pelos utilizados em motores Audi, que são de melhor qualidade construtiva e costumam ter maior durabilidade.
VALE A PENA COMPRAR UM CARRO COM MOTOR EA888 TSI?
Em resumo, os motores EA888 exigem um cuidado extra, principalmente com relação à qualidade do combustível que será utilizado, bem como já se deve ter em mente que é um motor de peças um pouco mais caras, principalmente relacionadas ao sistema de alimentação, como bomba de alta, bicos injetores, turbina, etc.
Mas não deixa de ser um excelente propulsor, que entrega um excelente desempenho para os veículos em que vem equipado, ainda com certa economia de combustível, e baixo nível de emissão de poluentes.
Vale muito à pena, desde que, se for comprar usado, seja feita antes uma avaliação minuciosa do estado de conservação geral do veículo, bem como do histórico de manutenção, e que você continue seguindo à risca o plano de manutenção preventiva e corretiva, para que sempre se tenha um conjunto confiável nas mãos.