Audi 1.4 TFSI: pequeno gigante

Motor 1.4 TFSI da Audi esbanja potência e coleciona prêmios mundo afora. Saiba quais são as inovações e por que ele se tornou um dos símbolos do downsizing
Texto: Fernando Lalli
Fotos: Carolina Vilanova/Divulgação

Debaixo do capô do Audi A1, se esconde uma joia da engenharia automotiva moderna. É raro encontrar um motor que seja tão eficiente quanto o conjunto 1.4 TFSI que equipa o compacto. Lançado em 2011 no mercado nacional, o motor de 1.390 cm3 e 4 cilindros em linha, com turbo e injeção direta, é o principal responsável pelo sucesso do modelo fabricado na Bélgica (o A1 não é feito na Alemanha) e sua tecnologia acumula prêmios internacionais de público e crítica.

No Brasil, o mais recente reconhecimento foi dado pela Abiauto (Associação Brasileira de Imprensa Automotiva) que o elegeu o “Melhor Motor de 2012” na categoria entre 1.000 e 1.400 cm³. A versão do conjunto especificamente premiada é a que chegou neste ano ao país equipando o A1 Sport/Sportback (4 portas), capaz de gerar 185 cv de potência e 250 Nm de torque máximo. Esses números são obtidos graças a uma tecnologia de sobrealimentação dupla e sequencial, combinando turbo e compressor roots, que faz o propulsor atingir 53 cv a mais que sua primeira versão apresentada ao mercado, de 122 cv.

Os números de desempenho do modelo divulgados pela fábrica são igualmente impressionantes. O Audi A1 nas versões de 122 cv acelera de 0 a 100 km/h em 8,9 segundos e atinge 203 km/h de velocidade máxima. Já a versão Sport (185 cv) vai de 0 a 100 km/h em 6,9s e têm velocidade máxima de 227 km/h.

Apesar desses números, o consumo de gasolina do Audi A1, nas duas motorizações à venda no Brasil, ultrapassa facilmente a impressionante marca de 19 km/l em percurso de estrada. A fabricante fala em consumo combinado (cidade/estrada) de 18,8 km/l para a configuração de 122 cv e 16,9 km/l para a de 185 cv. Para atingir tais números, o A1 recebe uma grande ajuda do câmbio S Tronic de 7 marchas e dupla embreagem, mas a principal responsável pela economia é a inteligente tecnologia integrada ao motor.

Projetado para a eficiência máxima

O atual 1.4 TFSI da Audi é derivado do 1.4 TSI criado pela Volkswagen e apresentado em 2005. Desde então, é um dos melhores exemplos do downsizing dos motores a combustão aplicados nos últimos anos. Para quem ainda não está familiarizado com o termo, downsizing é a tendência – já amplamente difundida na Europa – do desenvolvimento de motores de menor cilindrada com aumento da potência através de sobrealimentação e maximização da eficiência no consumo de combustível, assim, substituindo motores maiores e mais “beberrões”. Em relação à especificação original da VW, o conjunto que equipa o A1 foi trabalhado para perder massa, recebeu comandos de válvula otimizados, entre outras melhorias.

Desde sua primeira versão, o motor recebe a tecnologia FSI (“Fuel Stratified Injection” ou “Injeção Estratificada de Combustível”), aplicada também em outros motores da Audi e da matriz Volkswagen. Neste sistema de injeção direta, os bicos ficam localizados no cabeçote, diretamente sobre os pistões, assim, podendo dosar a quantidade ideal de gasolina para a queima no cilindro, ao invés de misturar o combustível ao ar no coletor de admissão. O trabalho com o combustível sob alta pressão, coordenado pela Unidade de Comando do Sistema de Gerenciamento Eletrônico do Motor, permite que a injeção de combustível, a exemplo do que acontece no sistema Common Rail nos motores diesel modernos, seja a mais precisa possível, de acordo com a demanda do motor. Isso permite que os números de economia de combustível sejam mais expressivos do que em motores bem menores, mas sem essa tecnologia.

Além de evitar o desperdício de gasolina, o sistema reduz ao mínimo o nível de hidrocarbonetos (HC), um poderoso poluente que nada mais é do que combustível não queimado, e que é grande responsável por reprovação de carros na Inspeção Veicular em São Paulo. Aliás, a redução de emissões de poluentes também foi um dos fatores que nortearam a concepção desse conjunto propulsor: a emissão de CO2 da versão mais potente é de 139 g/km, de acordo com a Audi. Apenas como comparação, o Volkswagen Up! (compacto que deve estrear no Brasil em 2014) vendido na Europa tem versão com motor 1.0 MPI de 60 cv que, segundo a VW, emite 105 g/km de CO2.

Torque pleno em qualquer regime de rotação

As versões do 1.4 TFSI utilizam dois sistemas de sobrealimentação diferentes. Na configuração de 122 cv, é utilizado turbo (pressão máxima de 1.8 bar) combinado a um intercooler refrigerado a água integrado ao coletor de admissão. A calibração e a tecnologia empregadas na turbina permitem que o alto torque gerado (200 Nm de máxima) esteja disponível entre 1.500 e 4.000 rpm. A “curva plana” de torque garante respostas rápidas ao acelerador e, graças ao casamento perfeito com o câmbio S Tronic, uma eficiência energética exemplar.

Detalhe do turbo na versão de 122 cv

Para extrair o máximo de economia de combustível, essa versão é equipada com sistema start-stop que desliga o motor quando o veículo fica estático (por exemplo, em um semáforo fechado) e volta a ligá-lo ao mais leve toque no acelerador. Essa versão também possui recuperador de energia cinética, que transforma o calor da frenagem em energia elétrica para o veículo, proporcionando uma economia de combustível de até 3%, segundo a fábrica.

Já na configuração de 185 cv, está o sistema de sobrealimentação duplo e em sequência, composto por um compressor Roots (acionado por correia) seguido de uma turbina acionada pelos gases do escapamento. De acordo com a Audi, o compressor Roots elimina o momento de retardo da turbina em uma situação de aceleração forte, que exige mais do motor.

O compressor Roots é ativado por um acoplamento por solenoide, semelhante à polia de um compressor de ar condicionado. Movimentado por correia Poli-V (que também aciona a bomba d’água, alternador e compressor do ar-condicionado), o compressor tem dois rotores e gera pressão máxima de 0,75 bar. Segundo a fabricante, o compressor, teoricamente, gira cinco vezes mais rápido que o virabrequim, mas sua rotação é limitada a 17.500 rpm. Para minimizar o ruído, a Audi reforçou as árvores dos rotores e a carcaça, instalou silenciadores nas extremidades da unidade e revestiu a peça com espuma fonoabsorvente.

Para gerar o torque ideal em cada situação, a Unidade de Comando do Motor lê os dados de aceleração e de faixa de rotação do motor e calcula de que maneira o turbo e o compressor Roots trabalharão para fornecer o ar de admissão comprimido aos cilindros. A Audi explica que o controle do funcionamento é feito por meio de uma “válvula-flap”, situada na entrada de ar após o filtro. Essa válvula determina se o ar seguirá primeiro para compressor Roots ou diretamente para o turbocompressor, fazendo com que eles trabalhem juntos ou não, sempre buscando o melhor enchimento possível dos cilindros por toda a faixa de operação, proporcionando sempre respostas rápidas ao acelerador.
A Audi detalha que a operação do sistema se baseia em duas situações. Numa situação de pouca aceleração, a válvula-flap fica totalmente aberta e o ar de admissão segue diretamente para o turbocompressor. Nesse caso, a energia dos gases de escapamento é baixa e a pressão produzida pelo turbo é mínima.

Já quando o carro recebe forte aceleração, ou está em rotação até 2.400 rpm, o compressor Roots e turbo trabalham juntos, já que válvula-flape está fechada ou parcialmente aberta para regular a pressão de admissão. “O compressor, acionado por correia, comprime o ar que chega ao turbo, onde é ainda mais comprimido. Com o acelerador todo aberto, a pressão absoluta no coletor de admissão chega a 2,5 bar”, detalha a fabricante. Acima de 2.400 rpm, a pressão é controlada pela Unidade de Comando do Motor para não ultrapassar 2,5 bar, seja controlando o ar que segue para o compressor Roots, seja pela válvula de alívio (ou “wastegate”) do turbo.

Curvas de potência e torque do motor na versão de 122 cv. Repare na linha tracejada do torque plano entre 1500 e 4000 rpm.

Detalhes da versão de 185 cv

A configuração do 1.4 TFSI com sobrealimentação dupla tem outros recursos de construção para extrair o máximo de desempenho da unidade sem prejudicar sua eficiência energética. Um exemplo é o circuito de arrefecimento duplo, através do qual o bloco do motor é aquecido mais rapidamente através da manutenção do líquido de arrefecimento dentro das câmaras até atingir a temperatura de 95ºC. Segundo a Audi, isso resulta em menor atrito no mecanismo do virabrequim com as bielas.

O sistema também faz com que a temperatura fique mais baixa no cabeçote, a cerca de 80°C, o que permite melhor arrefecimento das câmaras de combustão, aumentando a eficiência volumétrica e diminuindo a tendência à detonação. O termostato de dois estágios controla de forma mais eficaz a circulação do líquido arrefecedor, assim como o sistema de arrefecimento como um todo.

A Audi também detalha que o bloco do motor é de ferro fundido e do tipo “deque aberto”, que permite a circulação do líquido de arrefecimento na parte superior dos cilindros, evitando a formação de bolhas de ar que prejudicam a circulação e também a deformação dos cilindros no aperto. A solução eliminou um dos principais problemas que causam consumo excessivo de óleo lubrificante.

FICHAS TÉCNICAS

– 1.4 TFSI com turbocompressor e intercooler
Equipa Audi A1 Attraction e A1 Sportback Attraction
Cilindros: 4 em linha
Cilindrada: 1390 cm³
Potência: 122 cv a 5.000 rpm
Torque: 20,4 kgfm entre 1.500 e 4.000rpm
Consumo: 18,80 km/l (média)
Emissões de CO₂: 122 g/km

– 1.4 TFSI com dupla compressão (turbocompressor e compressor Roots)
Equipa Audi A1 Sport
Cilindros: 4 em linha
Cilindrada: 1390 cm³
Potência: 185 cv a 6.200 rpm
Torque: 25 kgfm entre 2.000 e 4.500 rpm
Consumo: 16,9 km/L (média)
Emissão de CO₂: 139 g/km