Motor GM Família 2 - Projeto

ORIGEM E HISTÓRIA

De Origem Opel, os motores GM família 2 estrearam no Brasil em 1982, equipando o Chevrolet Monza, na sua configuração 1.6, desenvolvendo 75cv de potência quando movido à gasolina, ou 72cv na versão movido à etanol, sempre alimentado por carburador.

Mas já nos primeiros meses, se percebeu uma falta de força para mover um veículo relativamente pesado, como era o Monza, então a Chevrolet já tratou de lançar uma versão de maior cilindrada, nascendo assim o 1.8 de 86cv e em 1986 veio o 2.0 para as versões top de linha e apelo mais esportivo. Em 1990, ganhou sua primeira injeção eletrônica, do tipo multiponto (ou M.P.F.i., como foi batizada na época), sendo instalado no luxuoso Monza Classic SE 500EF, já desenvolvendo ótimos 116cv de potência, movido à gasolina.

Em paralelo, outros veículos da montadora também começaram a serem equipados com esses motores, como Kadett, lançado em 1989, usando as variações 1.8 e 2.0, sendo gasolina ou etanol, assim como o Omega, em meados de 1992, 2.0 e posteriormente 2.2, também o Vectra, incialmente 2.0, sendo posteriormente também atualizado para 2.2, voltando mais tarde ao 2.0 e, mais tarde ainda, sendo equipado até com um 2.4. Finalmente também Astra, em versões 1.8 e 2.0, Zafira e até a S10 também usaram essa família de motores.

Em 1993, teve sua primeira variação de cabeçote, que até então só usava os modelos 8 válvulas e um comando, daí em diante também tinha opção de 16 válvulas com duplo comando, para equipar o emblemático Vectra GSi, que dentre várias outras modificações como válvulas refrigeradas à sódio e pistões forjados, gerava 150cv de potência movido à gasolina. Esse é o famoso motor de código C20XE, que vinha importado direto da Alemanha.

Já em 1996, no Vectra B ou de segunda geração, um novo 16 válvulas começou a ser produzido no Brasil, de código V20XEV, para a versão top de linha CD, mas agora com 141cv de potência, sendo que em 1997, teve que ser reduzido para 138cv, para atender os então, novos limites de emissão de poluentes definidos pelo Proconve, em sua terceira fase L-3.

Mais de três décadas de produção desde o seu lançamento, o motor GM Família 2 foi tirado de linha em 2016, ano em que equipava apenas a S10 em sua variação 2.4 8v de 147cv, já com injeção de combustível do tipo flex. Em carros de passeio, o último a usar esse motor foi a Zafira, que saiu de linha em 2012 com sua variação 2.0 8v de 140cv, também flex.

É um motor que se tornou base para o desenvolvimento da nova linha Ecotec, que viria em meados de 2012 nos recém-lançados Cruze, Sonic e Tracker, porém este seria um projeto totalmente novo, que podemos abordar em um outro artigo dedicado.

IDENTIFICAÇÃO, VARIAÇÕES E APLICAÇÕES

Como citado acima, este motor equipou vários veículos da linha Chevrolet, em várias categorias diferentes, portanto, foram sendo desenvolvidas modificações de cilindrada, combustível e modelos de cabeçotes para entregar o desempenho esperado de cada carro. Dessa forma, ao longo dos anos, o motor GM Família 2 teve as seguintes variações:

1.6, todos 8v

16L - gasolina carburado, 75cv: Monza

16A - etanol carburado, 72cv: Monza

1.8, todos 8v

1BA - etanol carburado, 96cv: Monza

18A - etanol carburado, 95cv: Ipanema, Kadett

18L - gasolina carburado, 95cv: Ipanema, Kadett, Monza

B18YZ - etanol EFI, 99cv: Ipanema, Kadett

B18NZ - gasolina EFI, 98cv: Ipanema, Kadett, Monza

C18NE - gasolina MPFI, 110cv: Astra

C18YE - etanol MPFI, 112cv: Astra

2.0

B20NE - 8v, gasolina ou etanol carburado, 110cv: Ipanema, Kadett, Monza

B20YZ - 8v, etanol EFI, 116cv: Ipanema, Kadett, Monza

B20NZ - 8v, gasolina EFI, 110cv: Ipanema, Kadett, Monza

C20NE - 8v, gasolina MPFI, 116cv (até 1991, depois passou para 121cv e depois voltou a ter 110cv em 1996): Astra Belga, Astra, Monza, Omega, Vectra, Zafira

C20SE - 16v, gasolina SFI (injeção multiponto sequencial), 141cv (em 1996, em 1997 caiu para 138cv): Vectra B CD 1996-1997, Zafira 2001-2005

C20SEL - 16v, gasolina SFI, 138cv: Astra

C20XE - 16v, gasolina SFI, 150cv: Vectra GSi, Calibra

C20YE - 8v, etanol MPFI, 130cv: Omega

X20XE - 8v, flex MPFI, 121/127cv (até 2008, de 2009 em diante aumentou para 133/140cv): Astra, Zafira, Vectra C

2.2

B22NZ - 8v, gasolina EFI, 113cv: S10

C22SE - 8v, gasolina MPFI, 136cv: S10

C22NE - 8v, gasolina MPFI, 123cv: Vectra B GLS/Expression (120cv no Omega)

JWJX - 16v, gasolina SFI, 137cv: Vectra B Challenge/Elite

2.4​

C24NE - 8v, gasolina MPFI, 128cv: Blazer, S10

N24XF - 8v, gasolina MPFI, 147cv: S10

X24XF - 8v, flex MPFI, 141/147cv: Blazer (tem sua variação 16v para o Vectra C, de 146/150cv)

PROJETO

BLOCO

Sempre construído em ferro fundido, as principais variações nos modelos de blocos, se dão pelas dimensões de diâmetro e curso dos pistões, correspondentes à cada cilindrada, como mostrado abaixo:

Diâmetro e curso:

1.6 – 80,0 x 79,5 mm

1.8 – 84,8 x 79,5 mm

2.0 – 86,0 x 86,0 mm

2.2 – 86,0 x 94,6 mm

2.4 – 87,5 x 100,0 mm

O motor 1.8 é conhecido por ser do tipo "superquadrado", ou seja, possui o diâmetro do pistão maior que o seu curso, dessa forma, mais voltado para um comportamento de alcançar um maior giro final, gerando mais potência, porém entregando menos torque, o que não é muito adequado para um carro relativamente mais pesado e de proposta mais urbana, situação que exige um maior torque. Nesse caso, é um motor mais "estradeiro", que se comporta melhor em altos regimes de rotação.

Os motores 2.2 e 2.4 são do tipo "subquadrado", apresentando um curso de pistão maior que o seu diâmetro, construção que é desenvolvida pensando em se alcançar um maior torque em um menor giro, caracterizados por bielas relativamente mais longas, ótimos para retomadas de velocidade, porém não alcançam tanta potência final.

Já os 1.6 e 2.0 são conhecidos por serem de característica "quadrado", ou seja, possuem medida de diâmetro e curso de pistões iguais (ou praticamente iguais), o que significa dizer são motores mais equilibrados, "flexíveis" entre o comportamento de um motor subquadrado e superquadrado, atendendo a várias aplicações, porém sem se destacar muito em nenhuma delas.

CABEÇOTE

Sempre em liga de alumínio, seja os 8 ou 16 válvulas, para ser mais leve e de melhor troca térmica com o líquido de arrefecimento.

O sincronismo entre o eixo virabrequim e comando (ou comandos) de válvulas, é sempre feito por correia dentada, que também aciona a bomba d’água, sendo interessante fazer uma avaliação de desgaste dessa bomba d’água quando for trocar a correia, e também a sua substituição, caso identifique folga excessiva no eixo do rotor ou desgaste avançado nas próprias paletas deste rotor.

A correia dentada com tensor possui baixa complexidade na substituição, podendo ser feito com ferramentas adequadas de fasagem para travamento dos eixos, ou se orientando pelas marcações gravadas nas polias e capa da correia.

O fluxo é do cruzado, ou seja, coletor de admissão de um lado e escape do outro do cabeçote. Isso garante uma melhor passagem dos gases e um turbilhonamento mais eficiente para atomizar a mistura ar-combustível, mas a contrapartida deste layout é que ele ocupa mais espaço no cofre do motor, ainda mais nos modelos de 16 válvulas.

Os tuchos são hidráulicos, ou seja, são preenchidos com o óleo sob pressão para compensar automaticamente a folga que ocorre com o tempo de uso, entre balancins e cames do comando de válvulas, o que dispensa esse motor da manutenção preventiva de ajuste de folga de válvulas.

Todos usam válvulas simples, exceto o C20XE (2.0 16v SFi do Vectra GSi e Calibra), que possui válvulas de escape preenchidas com sódio para ajudar na troca térmica, uma vez que é um motor que gera mais potência, consequentemente mais pressão e calor para dissipar.

Nos motores mais antigos, o comando de válvulas apresentava muito atrito com os balancins, o que causava perdas de rendimento e desgaste prematuro destes componentes. No entanto, com o avanço da tecnologia de construção e acabamento superficial dessas peças, a eficiência do conjunto como um todo, foi sendo melhorado ao longo do tempo. Também foram adotados balancins roletados, já nas versões flex, além da mudança na especificação de óleo, que pode ter sua viscosidade reduzida de forma segura, uma vez que as folgas entre as peças móveis também foram se tornando menores ao longo do tempo, garantindo uma movimentação mais livre para gerar ainda mais desempenho. Falarei mais em detalhes sobre óleo de motor um pouco mais abaixo nesse artigo.

ADMISSÃO / ALIMENTAÇÃO

Os mais antigos Kadett, Monza, usavam carburação simples ou dupla, dependendo da cilindrada ou proposta de maior ou menor desempenho para cada veículo.

Já em 1990, recebeu a primeira injeção eletrônica multiponto, MPFI, no Monza Classic SE 500EF e em 1991, também no Kadett GSi. Neste mesmo ano também começou a usar também a injeção eletrônica monoponto, EFI, tanto nos 1.8 quanto 2.0. Em 1994, ganhou nova injeção multiponto fabricada pela Motronic, para Vectra A (primeira geração), e em 1997 para o Kadett GLS, mesmo sistema que viria também no Vectra B neste mesmo ano.

Em paralelo, usava injeção multiponto sequencial SFi no C20XE do Vectra GSi (1994 a 1996) e Calibra, sendo depois migrada também para a linha C20SE/C20SEL de Astra CD e Vectra B CD, de 1996 em diante. 2004, já como linha 2005, estreou a primeira injeção eletrônica flex (podendo usar etanol e gasolina, misturados em qualquer proporção ou puros), vindo no Astra com código X20XE, e em 2009, este mesmo motor ganhou nova atualização com acelerador eletrônico, coletor de admissão em plástico e passou a ser mais eficiente. Sem grandes atualizações em admissão após isso, até sair de linha em 2016.

IGNIÇÃO

Os primeiros usavam sistema de rotor de distribuição com avanço à vácuo para aplicar a centelha no momento correto em cada vela, o que perdurou até meados de 1996 quando os primeiros a vir com bobina estática de distribuição foram os C20NE e C20SE/C20SEL, que já dispensavam a sua fixação e acionamento junto ao eixo comando de válvulas por ser um sistema que não depende de um rotor mecânico, ou seja, seu sincronismo passou a ser feito de forma eletrônica com a ajuda de sensores que identificam a posição exata do comando de válvulas, enviando a informação para a central eletrônica, que faz a distribuição correta para os cabos de alta tensão, bem como o próprio avanço também passa a ser feito de forma eletrônica, permanecendo sem maiores alterações durante os anos seguintes de sua produção.

ESCAPE

Na maioria das variações desse motor, o coletor de escape é em ferro fundido, na configuração 4x1, ou seja, os quatro dutos de escape que saem do escapamento se unem em um único duto que segue para a parte traseira do veículo. Porém, um dos que fogem à essa regra é o motor C20XE 2.0 16v do Vectra GSi e Calibra, que usa uma peça em aço inox, na configuração 4x2x1 (quatro dutos se juntam em dois que mais adiante se unem em um só) muito mais funcional para gerar um melhor fluxo de gases para a tubulação de escapamento.

Os motores C22NE e JWJX (2.2 8 e 16v, respectivamente) usavam válvula EGR para reaproveitar os gases de escape na admissão, em médias rotações, reduzindo as emissões de Nox e ficando dentro dos limites de emissões máximas permitidas para sua época.

REFRIGERAÇÃO

Os motores mais antigos, carburados, usavam apenas um sensor de temperatura na carcaça da válvula termostática, que enviava o sinal para o ponteiro no painel de instrumentos. Com as injeções eletrônicas mais modernas, agora se tem um sensor de temperatura adicional para enviar as informações à central eletrônica que faz as correções da mistura ar/combustível de acordo com esses dados.

Já para acionamento das ventoinhas do radiador, é através do famoso cebolão de temperatura. Em veículos com ar condicionado, ao acionar o sistema, automaticamente já se aciona a primeira velocidade da ventoinha ou eletro-ventilador, independente da temperatura do líquido de arrefecimento.

É interessante observar como é o comportamento do ponteiro de temperatura dos motores GM Família 2, sendo que, por calibração da montadora, a maioria dos modelos que usam injeção eletrônica, é comum que o ponteiro fique em torno de 1/4 da escala em temperatura ideal de trabalho. Já em uma situação em que passa muito de 1/2 da escala, pode-se identificar o início de uma condição de superaquecimento, que será confirmada caso acenda a luz de advertência correspondente no quadro de instrumentos.

De outra forma, para o caso do motor já está funcionando há um tempo e o ponteiro não sair da faixa azul (início da escala), pode indicar, tanto um mau funcionamento do sensor de temperatura quando um possível travamento aberto da válvula termostática, o que impede o motor de atingir a temperatura ideal de funcionamento e consequentemente passe a consumir mais combustível e poluir mais.

Lembrando que, qualquer diagnóstico no motor de um veículo deve ser executado por um profissional especializado, antes de tomar qualquer atitude de manutenção corretiva.

ESPECIFICAÇÕES DE LUBRIFICAÇÃO

Lembrando que, antes de fazer a troca de óleo do seu carro, você deve consultar o manual do proprietário para não ter dúvidas da especificação correta, e pra entender melhor sobre os prazos corretos para a sua substituição.

Em motores mais antigos, como por exemplo, no Kadett 1991, 1.8 e 2.0, o manual de manutenção recomenda as viscosidades de óleo SAE 10w30, 15w40, 20w40 ou 20w50, de classificação API-SE ou SF (obsoletos), que deve ser trocado a cada 10 mil km ou 6 meses em condições normais de uso ou, 4 mil km ou 3 meses em condições severas. Lembrando que, para a classificação API, pode-se substituir por uma mais moderna, no entanto, as viscosidades SAE devem ser seguidas como manda o fabricante.

Avançando um pouco no tempo, já em 2004, o manual do Astra 2.0, por exemplo, recomenda um óleo SAE 15w40, 15w50, 20w40 ou 20w50, classificação API-SJ ou superior, com prazo de troca de 15 mil km ou 1 ano para condições normais ou, 7,5 mil km ou 6 meses para condições severas.

Já em 2005, para o mesmo motor, porém atualizado, já foi acrescentada a viscosidade 5w30, classificação API-SJ, E em 2007, até mesmo a viscosidade SAE 5w40 poderia ser utilizada, com classificação API-SL ou superior, e já com prazos de troca variando de 5 a 10 mil km ou 6 a 12 meses, dependendo das condições de uso. Os motores evoluíram seus componentes internos, sua tecnologia, qualidade de fabricação e acabamento superficial, tolerâncias de folgas entre as peças e, com isso, o óleo também evoluiu junto para atender normas de emissões mais rígidas e melhores números de desempenho e consumo esperados desses propulsores.

PONTOS DE ATENÇÃO

São poucos para um motor de excelente confiabilidade mecânica, sendo que os mais comuns são de apresentar ruídos de "batidas" dos tuchos hidráulicos, o que ocorre pelo desgaste natural desses componentes, mas que pode ocorrer de forma prematura se deixar passar muito do prazo de troca de óleo. É um tipo de defeito que se resolve facilmente com a troca dos tuchos, que são relativamente baratos assim como a mão-de-obra para fazer a sua troca, na maioria dos casos.

Correia dentada é do tipo convencional e deve ser inspecionada periodicamente, sendo comum recomendações de trocas a cada 30 mil km ou 2 anos para motores mais antigos ou 60 mil km ou 6 anos para os mais modernos, sendo que, em caso de trafegar muito por regiões de mineradoras, é interessante fazer uma inspeção mais constante e reduzir o prazo de troca, pois é a correia é feita de um material que sofre um desgaste mais agressivo nesse tipo de ambiente.

São conhecidos por apresentarem consumo de combustível geralmente mais elevado, principalmente dentro de cidade, ainda mais em versões mais antigas com coletores de admissão em alumínio e balancins sem roletes, bem como em todos de maior cilindrada como os 2.2 e 2.4. Os 16v costumam ser um pouco mais econômicos em estrada, comparado com um de mesma cilindrada porém, cabeçote 8 válvulas.

Mas no geral, são motores muito confiáveis, de manutenção relativamente barata (talvez um pouco mais cara nos 16v, mas ainda longe de serem inviáveis de manter), com boa oferta de peças ainda para os dias atuais, e por serem de baixa complexidade mecânica, comparado com o que temos de mais moderno no mercado, é fácil encontrar profissionais capacitados para realizar as manutenções necessárias nesses motores. Os GM Família 2 são sim, propulsores de ótima relação custo-benefício para se ter, tanto em veículos para uso diário, quanto para viagens.