Câmera FLIR de Alta Resolução Leva a Ciência para a Pista de Corrida

Os sistemas de pré-aquecimento do motor têm se tornado um recurso cada vez mais valioso e até uma vantagem competitiva nas atuais pistas de corridas automobilísticas. Muitos profissionais das corridas reconhecem o valor dessa tecnologia, pois ela ajuda a evitar o desgaste do motor, o baixo desempenho na pista e a perda de investimentos elevados. A Hot Products Engineering, fabricante americana de motores de pré-aquecimento, tem se esforçado bastante para divulgar esse sistema. A empresa agora também usa imagens térmicas geradas por uma câmera FLIR para evidenciar o valor de seus produtos de pré-aquecimento do motor.

O aquecimento do motor é um dos rituais essenciais que todo piloto de automóveis realiza antes de entrar na pista. Até recentemente, em muitas modalidades de corrida (kart, corridas de dragsters, etc.), este ritual significava apenas dar a partida com o motor frio e acelerá-lo. No entanto, mesmo deixando de lado as questões do barulho, risco e cheiro gerado pela aceleração, se há uma alternativa a isso, dar a partida em um motor de corrida a frio é sempre uma má opção porque, para aquecê-lo, existe o atrito de metal com metal, combustão incompleta e gastos elevados com combustível de corrida.

O aquecimento do motor é um dos rituais essenciais que todo piloto de automóveis realiza antes de entrar na pista.

Pré-aquecimento de Motores

Uma solução universalmente aceita para este problema em todo o automobilismo é usar um sistema de pré-aquecimento do motor. Este método gera e mantém temperaturas exatas usando gasolina sem chumbo barata a partir de um gerador pequeno e silencioso. Dez anos atrás, após mais de trinta anos de trabalho de engenharia de precisão em um Laboratório Nacional em Livermore, CA, EUA, Pete Davis fundou a Hot Products Engineering Inc., e começou a projetar e fornecer produtos de pré-aquecimento destinados ao automobilismo. Atualmente, os aquecedores de motores Hot Head são usados por equipes de corrida em todo o mundo. Davis combinou sua experiência em engenharia e sua própria experiência nas corridas para desenvolver uma nova linha de produtos que oferece aos chamados pilotos de “colarinho azul” as mesmas vantagens de outras equipes de corrida modernas, como a Indy Car, Le Mans e CCA. Hoje em dia, os sistemas da Hot Products Engineering são apreciados por equipes de prestígio que correm em séries que incluem: NASCAR, American LeMans, MSA, IndyCar, World of Outlaw Sprint & Dirt Late Model, USAC, IMCA, SCORE, 600 Micro-sprint, Bonneville e AMA Motocross.

As Vantagens do Pré-aquecimento

Os motores de carros de corrida só atingem a potência máxima a uma temperatura muito específica. Um pré-aquecedor de motor garantirá que o motor estará sempre dentro de uma faixa estreita dessa temperatura, portanto, a potência máxima estará disponível desde o início. Essa temperatura ideal depende, em grande parte, do tipo de carro que está sendo usado na corrida. A temperatura do motor não afetará apenas o desempenho de corrida. Um motor insuficientemente aquecido também pode levar a uma falha no motor relacionada à baixa temperatura, podendo até impedir que o corredor termine a corrida. Além disso, as partidas a frio podem causar um desgaste significativo do motor. As equipes de corrida podem poupar muito dinheiro com o uso do pré-aquecimento e ainda reduzirem o desgaste do motor, economizarem com retificações caras e praticamente eliminarem o risco de terem que gastar muito dinheiro com a gripagem de um pistão frio.

Expansão Térmica Linear

O grande motivo pelo qual é necessário deixar o motor aquecer é o conceito da expansão térmica linear. Um motor é composto por vários materiais diferentes. O pistão é feito de um certo tipo de liga de alumínio, o cilindro de outro tipo de liga de alumínio, os anéis são de ferro fundido ou aço, as válvulas são de aço, aço inoxidável ou titânio, e as guias são feitas de outro material. Depois que o motor é ligado, esses componentes começam a se aquecer por causa da combustão e da fricção à medida que deslizam para frente e para trás. Nenhum desses materiais é exatamente igual e, por isso, eles se expandem quando aquecidos ou contraem quando resfriados a taxas diferentes. Essa interação entre material e mudança de temperatura é previsível e linear. Quando um motor frio é ligado pela primeira vez, o pistão aquece e expande primeiro. O calor é transferido do pistão para os anéis e depois para a parede do cilindro. Se colocarmos o motor em funcionamento e gerarmos muitos ciclos de combustão e aumentarmos a frequência de fricção prematuramente, o pistão se expandirá muito mais rápido que o cilindro. Se não houver espaço adequado entre o pistão e o cilindro para compensar essa expansão, o motor poderá sofrer aquilo a que se chama gripagem a frio. Ao permitir que o motor aqueça antes de colocar o carro em movimento, todos os componentes do motor se expandirão lentamente e se estabilizarão. Depois que o motor aquecer, as alterações nas dimensões das peças do motor serão menos drásticas e haverá muito menos risco de danos ao motor.

Uma imagem térmica de um pré-aquecedor aquecendo um motor de corrida de 600 cc

As imagens térmicas produzidas pela FLIR SC6700 mostram claramente como a temperatura aumenta gradualmente e se mantém exata entre 135 °F e 210 °F.

Levando a Tecnologia Científica para a Pista de Corrida de Dragsters

Em uma estrutura de testes montada ao longo de uma pista de corrida de dragsters, uma FLIR SC6700 foi usada para capturar o resultado de um Aquecedor de Motor de competição Hot Head DragPro. As imagens térmicas produzidas pela FLIR SC6700 mostram claramente como a temperatura aumenta gradualmente e se mantém exata entre 135 °F e 210 °F. Essa estrutura de testes tem razão de existir. Graças ao seu histórico e experiência com o Laboratório Nacional, o fundador da Hot Products Engineering, Pete Davis, conhece muito bem o poder da geração de imagens térmicas: “Eu já havia usado câmeras termográficas antes, para estudar padrões térmicos em um contexto de pesquisa e desenvolvimento, portanto, eu sabia que essas câmeras seriam capazes de ver coisas que não são visíveis a olho nu.”

Portanto, quando Pete Davis fundou uma empresa para fabricar sistemas de pré-aquecimento de motores, um produto que obviamente resolveria problemas relacionados à temperatura para seus clientes, ele sabia que as imagens térmicas poderiam mostrar aos profissionais de corrida a utilidade de um sistema de pré-aquecimento. “Estamos constantemente desenvolvendo novos mercados para nossos sistemas de pré-aquecimento de motores e, por isso, precisamos educar continuamente nossos clientes sobre o valor de nossos produtos. As imagens térmicas proporcionam uma grande ajuda nesses casos e dependemos muito das imagens que capturamos com a FLIR SC6700”, continua Pete Davis. “Antes, até usarmos essa câmera termográfica, nós realmente não tínhamos informações visuais sobre a eficiência de nossos produtos.”

“As imagens da FLIR também nos ajudam a estabelecer nossa imagem como uma empresa de base científica. A Hot Products Engineering (HPE) está sediada em Pleasanton, Califórnia, perto das principais universidades, Laboratórios Nacionais e do Vale do Silício. Estes ambientes desempenham um papel importante no desenvolvimento
eficiente de nossos produtos.

Trabalhando com a FLIR SC6700

As câmeras FLIR SC6000 Series fornecem geração de imagens de alta resolução e de alta velocidade em um pacote que é fácil de usar e flexível de configurar para qualquer tipo de aplicação científica ou de pesquisa. “As imagens térmicas da FLIR SC6700 exibem o acúmulo de calor do motor com bastante detalhamento”, afirma Pete Davis. “A câmera da FLIR é muito avançada, mas muito fácil de usar e revela as informações que obtém muito rapidamente para o usuário. Além disso, a FLIR SC6700 oferece muitas opções, após a captura da imagem. Você pode visualizar, explorar ou modificar suas imagens térmicas.”