Desmistificando o sistema Flex

 

por Fernando Landulfo

 

Chama-se de Flex o veículo que opera com gasolina, álcool ou qualquer mistura entre esses dois combustíveis. Mas isso não é nenhuma novidade. Já faz alguns anos que essa tecnologia se encontra disponível no mercado. Ou seja, atualmente a sua reparação é corriqueira para o Guerreiro das Oficinas.
Mas, no princípio, quanta dor de cabeça, não foi? É assim mesmo com todas as novidades. Apanha-se um pouco no começo, mas depois não tem o que dar errado.

 

Pois bem, mesmo sendo já bastante difundido o seu princípio de funcionamento, é importante mencionar algumas particularidades do sistema, que podem ajudar na hora de fazer um diagnóstico rápido e preciso, ou mesmo, evitar dores de cabeça futuras.

 

Uma das condições necessárias para o bom funcionamento de um motor é que o combustível apresente propriedades físicas e químicas constantes em todo o seu volume. Ou seja: seja lá qual for, deve constituir uma mistura homogênea. E isso é exatamente o que ocorre com a gasolina e o etanol fornecido nas bombas de abastecimento idôneas. Afinal de contas, esses produtos não são substancias puras. A gasolina é um produto complexo, resultado da mistura de diversos hidrocarbonetos com álcool etílico anidro (isento de água) e outros produtos químicos (aditivos). Já o etanol tem na sua composição básica o álcool etílico e a água, podendo ser aditivado com outros produtos químicos.

 

Esses dois combustíveis, quando não adulterados, ao serem misturados, formam misturas homogêneas em qualquer proporção, viabilizando a sua utilização. E a homogeneização se dá quase que instantaneamente após o abastecimento.

 

Neste ponto é importante lembrar que misturas hómogêneas têm propriedades constantes para todo o volume. Misturas de 2 fases possuem propriedades diferentes, o que dificulta o controle do sistema.

 

No entanto, a quantidade de água presente no álcool deve ser limitada, ou haverá separação de fases. O mesmo fenômeno ocorrerá se a temperatura da mistura for muito reduzida.

 

O comportamento dessas misturas pode ser visualizado pelo chamado Ternário de Gibbs, que separa a miscibilidade das misturas pela temperatura de referência de -10°C.

 

COMO NO BRASIL

 

Gasolina automotiva = 75% Gasolina + 25% Etanol anidro (100% etanol anidro + 0% água)

 

Etanol automotivo (hidratado) = 96% Etanol anidro + 4% água

 

Mistura = X% Gasolina automotiva + (100-X) % Etanol automotivo (0≤X≤100)

 

 

 

 

Como as temperaturas no Brasil raramente ficam abaixo dos -10°C, as misturas sempre são homogêneas. No entanto, em países mais frios (EUA), a quantidade de água no etanol deve ser reavaliada de acordo com o ternário de Gibbs, a fim de não produzir misturas não homogêneas, o que impossibilitaria o funcionamento dos motores.

 

Assim, como a homogeneidade da mistura é um fator decisivo no bom funcionamento do motor, a mesma deve ser verificada pelo mecânico sempre que o veículo apresentar falhas de funcionamento.

 

Outro fator decisivo é a temperatura de funcionamento do motor. Ou seja, o Guerreiro das Oficinas deve ficar atento ao sistema de arrefecimento, principalmente à válvula termostática, que, nesses casos, não só deve estar obrigatoriamente presente como funcionando perfeitamente. Sobretudo as mais modernas, de controle eletrônico.

 

Para gerenciar corretamente o funcionamento do motor, a unidade de comando precisa conhecer a quantidade de álcool presente na mistura. Uma das estratégias é a utilização, na linha de combustível, de um sensor que consegue distinguir, de forma imediata, as diferentes concentrações de etanol presente na mistura. A outra, é a utilização do chamado sensor lógico, que faz a distinção das quantidades de álcool presente na mistura através da análise dos gases de combustão.

 

MAS COMO FUNCIONA ESSE TAL DE SENSOR LÓGICO?

 

Como já é sabido, um motor quando funcionado admite: ar + combustível

 

Ar = O2 + N2

 

O N2 não participa, a princípio. Já o O2 ao reagir com o combustível, forma CO2 e H2O. A concentração de cada um desses gases varia diretamente com a relação ar/combustível da mistura com que o motor está sendo alimentado.

 

A queima de uma mistura estequiométrica forma apenas CO2 e H2O. Já as misturas pobres lançam no sistema de escapamento também o NOx, além de excesso de ar (O2). Por sua vez, as misturas ricas tendem a lançar CO e HC (muito pouco O2). Na prática, não há como fazer uma combustão estequiométrica – e as relações ar/combustível variam de acordo com o regime de funcionamento.

 

 

 

No entanto, estudos práticos mostram que nos regimes de funcionamento mais frequentes, uma pequena quantidade de O2 presente no escape (misturas levemente pobres) garantem baixos níveis de poluentes e uma boa eficiência do motor. A sonda lambda faz o monitoramento dessas quantidades de O2 presentes nos gases de escape.

 

Monitorando a quantidade de O2, é possível controlar o desempenho da combustão independente do combustível utilizado. Ou seja, o sensor lógico faz uso do sinal da sonda lambda para adaptar o sistema a qualquer proporção da mistura gasolina/etanol.

 

Quando se adiciona etanol à gasolina (um abastecimento que é informado a unidade de comando pela leitura do medidor de nível do tanque), a nova mistura apresenta O2 na sua composição (o etanol tem O2 na sua molécula). Quando queimado, esse O2 vai para o escapamento, pois, está em excesso.

 

A sonda lambda, ao detectar esse O2 excedente, envia um sinal de mistura pobre para a unidade de comando, que a corrige rapidamente até um ponto levemente rico e, em seguida, empobrece gradativamente a mistura até que a quantidade de O2 presente nos gases de escape volte a ser o característico de lambda igual a 1. A partir desse ponto, volta a monitorar lambda normalmente.

 

Ou seja: o sistema compara esse nível de O2 com os obtidos anteriormente, em condições de funcionamento similar. Reconhece este novo tempo de injeção como referência para uma nova quantidade de álcool no combustível. A partir daí monitora e corrige o fator lambda a fim de mantê-lo próximo de 1.

 

A cada novo abastecimento, uma nova comparação é feita. Essa correção será feita até que o sistema reconheça 100% de etanol. O segredo está na velocidade de reconhecimento da sonda lambda (até 100 m/s) e tempo de reação da unidade de comando.

 

Logo é imprescindível garantir que a as sondas lambda estejam operando corretamente, assim como, o sistema de ignição.

 

MANUTENÇÃO

 

Um outro ponto importante que deve ser observado é o sistema de partida a frio. Os sistemas mais modernos não dispõem mais de reservatório de gasolina. A partida a frio é facilitada através do enriquecimento da mistura e do atraso da ignição. Existem casos onde aquecedores elétricos são utilizados.

 

Mas os sistemas mais antigos dispõem de um reservatório de gasolina, que deve ser abastecido com gasolina Premium, que apresenta maior resistência a deterioração. O reservatório também precisa ser limpo periodicamente a fim de evitar a formação de resíduos que podem prejudicar seriamente o funcionamento do motor. O ideal é gastar toda a gasolina antes de reabastecer. Mas se a gasolina não for gasta em 30 dias, é melhor esgotar e limpar o sistema.