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Cabeçotes V8 – Conhecimentos Basicos para uma Boa Preparação

Falando a respeito de preparação de motores, com intuito do aumento da potência, não há nada mais importante que os cabeçotes. Antes de tudo, devemos estipular quantos HPs desejamos para o motor, o qual equipará o carro, independende de marca ou modelo. A partir daí, vamos nos prender a esta potência tomando os devidos critérios para alcançá-la. Mas para que esta potência deixe de ser apenas um projeto, temos que selecionar uma que caiba em nosso orçamento. Uma solução cara e imediata seria a aquisição de um par de cabeçotes de alta performance, vendidos em qualquer catálogo americano de peças de competição. Porém, devemos observar quais vantagens o mesmo proporcionará para o motor.
Por outro lado, há como preparar os cabeçotes originais que equipam nossos motores V8, mas com algumas restrições em alguns casos.
Vamos por partes, respondendo as seguintes perguntas de uma maneira global para entender melhor o processo de preparação dos cabeçotes:

1 - Qual taxa de compressão será fornecida com meu jogo de pistões?
2 - Será necessário rebaixar meus cabeçotes?
3 - Qual conjunto de válvulas deveria usar?
4 - O que é o trabalho de ascento de válvulas em ângulo?
5 - Quais os balancins que devo usar?
6 - Quais são as molas mais apropriadas para usar em meus cabeçotes?
7 - O que são guias de válvulas? Devo substituí-las?
8 - O que são sedes de válvulas?
9 - O que são vedadores de válvulas? Devo substituí-los?


1 – Qual taxa de compressão será fornecida com meu jogo de pistões?

A taxa de compressão, ou melhor, razão de compressão é fornecida através de uma razão volumétrica. Esta razão é muito simples de ser entendida. Basta verificar qual o volume total do cilindro mais o volume da câmara do cabeçote, com o pistão posicionado em PMI (ponto morto inferior), e dividir pelo volume total do cilindro em PMS (ponto morto superior) mais o volume da câmara do cabeçote, ou seja volume PMI / volume PMS.
Quando dizemos, por exemplo, que um motor tem taxa de compressão de 10:1, queremos dizer que o volume de ar com o pistão na posição de PMS é 10 vezes menor que o volume de ar com o pistão em PMI. Não existem unidades de medidas para razões de compressão. Trata-se de uma grandeza adimensional.
Muitas lojas vendem pistões com as respectivas razões de compressão, incluindo alguns dados adicionais como o volume da câmara do cabeçote (é claro que os fabricantes fornecem os respectivos volumes das câmaras dos cabeçotes para motores e pistões das mesmas aplicações e marcas). O volume da câmara do cabeçote é um dado muito importante para a preparação.
Tomaremos como exemplo uma simples notação de catálogos para que a razão de compressão seja entendida, levando em consideração o tamanho da câmara do cabeçote:

Pistão Ford 302 – 9,14: 1 – 58,2cc

Podemos traduzir este exemplo ilustrativo da seguinte maneira: pistão para motor Ford 302 com 9,14:1 de razão de compressão, para um cabeçote com câmaras de 58,2 centímetros cúbicos (cc = unidade mais usada para câmaras de cabeçotes ou câmara de combustão).


2 – Será necessário rebaixar meus cabeçotes?

Primeiramente, o cabeçote deve estar com sua superfície inferior totalmente plana. Independente do rebaixamento, não há nada para comentar neste item. Apenas deve ser averiguado se o mesmo está com sua planicidade nas devidas tolerâncias (cabe à retifica ou retificador averiguar esta planicidade), para que não ocorram vazamentos. Se o mesmo estiver fora das tolerâncias, deverá ser feito um trabalho de normalização ou “passe” no cabeçote.
Quando rebaixamos o cabeçote, o que estamos fazendo é simplesmente diminuindo o volume da câmara de combustão. Mas qual a nova razão de compressão que será conseguida através deste rebaixamento? Temos que calcular.... Antes de tudo, teremos que medir quanto diminuiu o volume da nossa câmara de combustão. Para isso, devemos completá-la com óleo bem fino (óleo de máquina de costura) e despejar este mesmo óleo em um recipiente graduado, medindo o novo volume da nossa câmara de combustão. Lembramos que este procedimento deve ser feito com o cabeçote já rebaixado. O exemplo abaixo ilustra como devemos proceder no cálculo da nova taxa.

Necessitamos da coleta destas medidas para calcular nossa nova razão de compressão:

- Diâmetro do pistão em cm: pistão de 4” = 10,16cm
- Curso do pistão do PMI ao PMS: 3” = 7,62 cm
- Sobra da altura do cilindro em relação a cabeça do pistão e o final da camisa: 1 mm = 0,1cm
- Altura da junta: 2 mm = 0,2 cm
- Câmara de combustão do cabeçote: 58,2 cm cúbicos. (dado fornecido por catálogos de peças ou novo volume adquirido pela nova medição)

Primeiro passo: Calcular o volume total do cilindro e câmara de combustão com o pistão na posição PMI.

(7,62 + 0,2 + 0,1) x 3,14 x (10,16/2) ^ 2 = 641,77 centímetros cúbicos

Volume da camisa + câmara de combustão = 641,77 + 58,2 = 699,97

Segundo passo: Calcular o volume total do cilindro e câmara de combustão com o pistão na posição PMS.

(0,2 + 0,1) x 3,14 x (10,16/2) ^2 = 24,31 centímetros cúbicos

Volume da camisa + câmara de combustão = 24,31 + 58,2 = 82,50

Terceiro passo: Calcular a razão de compressão:

volume PMI / volume PMS = (699,97 / 82,50) = 8,5 :1

Conclusão:

Rebaixar o cabeçote é uma saída um tanto quanto ineficaz, tratando-se de motores 8 cilindros, pois 4 problemas aparecerão neste processo: o primeiro deles é que não se consegue um aumento notável na taxa de compressão apenas rebaixando os cabeçotes.
O segundo problema é que, quanto maior for o rebaixamento, maior será a chance das válvulas colidirem com o pistão. Uma saída para este fato é usinar cavas para as válvulas na cabeça do pistão.
O terceiro problema é o ajuste do coletor de admissão para “novos cabeçotes rebaixados”, tratando-se de motores V8. Em alguns casos, será necessário usinar o coletor de admissão ou até mesmo o bloco para o encaixe adequado do coletor.
O quarto e último problema é o “estrangulamento das válvulas”. Como o cabeçote foi rebaixado, as varetas do comando tornam-se teoricamente “mais altas”, fazendo com que as válvulas permaneçam abertas mesmo quando estiverem na posição de fechamento (em alguns casos quando os balancins não possuem regulagem). Este problema pode ser resolvido com a instalação de varetas reguláveis ou balancins reguláveis.

3 – Qual conjunto de válvulas deveria usar?

Existem, na maioria dos motores V8, duas medidas de hastes de válvulas:
3/8” e 11/32”. As mais usadas são válvulas com hastes de 11/32”, é claro que uma das 2 medidas são estipuladas pelo fabricante do motor.
Outras medidas importantes são as das cabeças das válvulas de admissão e de escape. Válvulas de admissão com diâmetros de cabeça grande significam o aumento da quantidade de ar e combustível que entrará no motor. Válvulas de escapamento com diâmetros de cabeça grande significam maior facilidade na expulsão dos gases de escape. Mas há necessidade de aumentá-las? Tudo dependerá da taxa de compressão, comando de válvulas e preparação que está usando.
O aumento do diâmetro das válvulas é um fato. Este fato gera consequências. Não adianta em nada colocar válvulas maiores sem ter um retrabalho de dutos de admissão e escape no cabeçote. Válvulas maiores requerem dutos maiores e mais espaço para que o fluxo de ar entre e saia com mais facilidade.
Outro fator, de suma importância, são as molas. Aumentando o diâmentro das válvulas, consequentemente aumentamos a área de vedação entre válvula e cabeçote, necessitando de molas maiores, isto é, com maior pressão, para que não ocorra perda por vazamentos na compressão no pistão.

Conclusão:

O aumento das cabeças de válvulas é uma excelente forma de ganhar potência, porém, devem ser também aumentados os dutos de admissão e escape como consequência, não esquecendo de eliminar os “cantos vivos”, para que o fluxo de ar não forme turbulências ou tenha restrições, e do aumento da pressão de molas para melhororar a vedação. Um motor geralmente admite 80% da sua capacidade volumétrica. Desejamos mais que isso em uma boa preparação.
No que diz respeito à dirigibilidade, o aumento do diâmetro das válvulas fornecerá um aumento de potência notável em altas rotações, perdendo um pouco de potência nas baixas rotações.
Atenção: cabeçotes originais de ferro fundido, geralmente bastante usados, podem sofrer o risco do aparecimento de trincas quando a retífica ou retificador realizar o aumento do ascento das válvulas, devido a corrosão pelo qual os mesmos já sofreram. Para maior informação, cabeçotes originais muitas vezes não permitem o aumento do tamanho de válvulas com cabeças muito grandes.

4 – O que é o trabalho de ascento de válvulas em ângulo?

O trabalho em ângulo tem apenas função de melhorar a vedação entre o ascento de válvulas (sede de válvulas) no cabeçote.
Melhorando a vedação obtemos menor perda na razão de compressão ou compressão dentro do cilindro. O ângulo de ascento das válvulas geralmente está na faixa de 30° a 45°. O retrabalho do ascento de válvulas em ângulo é feito geralmente com aumento do ângulo, ou acrescentando de 2 a 3 ângulos para que a vedação seja o mais eficiente possível. Uma boa retífica ou um retificador especializado podem fazer este serviço. Abaixo segue a ilustração de uma sede de válvula trabalhada em ângulo, aumentada e polida. Notem a proximidade entre as sedes das válvulas de admissão e escape.