Novo motor Mercedes-Benz AMG V8 4,0 litros biturbo: poderoso, inovador e eficiente

Poderosos motores V8 sempre foram uma das áreas centrais de competência da AMG, a marca de performance da Mercedes-Benz. Os motores inovadores e altamente potentes saem da fábrica localizada em Affalterbach, na Alemanha.  A Mercedes-AMG GmbH é totalmente responsável tanto pelo desenvolvimento como pela produção do novo motor. 

Primeiro motor para esportivos com 'V interior aquecido' e lubrificação com cárter seco

Os dois turbocompressores do novo motor AMG V8 não são montados do lado externo das bancadas de cilindros, mas dentro do V que configura o motor. Os especialistas o classificam como 'hot inside V’, ou motor com interior do V aquecido. Os benefícios desta arquitetura são um design mais compacto, ótimas respostas e baixa emissão de gases. A lubrificação com cárter seco permite que o motor seja instalado mais baixo, deslocando o centro de gravidade para mais perto do solo e favorecendo altas acelerações laterais. Assim, o M178 (designação interna da AMG) é o primeiro motor para automóveis esportivos do mundo com V interno aquecido dotado de cárter seco. Pesando 209 kg (sem fluídos), o novo AMG V8 também é o motor mais leve deste segmento altamente competitivo.
Potência superior e desempenho esportivo

Mais novo membro da família de motores Mercedes-Benz BlueDIRECT, o AMG M178 se destaca por sua potência superior e pela performance com inspiração esportiva. Ele emite um inconfundível e emocionante som, típico dos motores AMG V8, apresenta respostas imediatas e alto poder de tração. A curva de torque é um sinônimo de boa dirigibilidade: o valor máximo, de 650 Nm, é disponibilizado numa ampla faixa, que vai de 1.750 até 4.750 rpm. 

Com 3.982 cm³ de cilindrada, em termos de tecnologia o V8 é muito próximo do motor AMG 2,0 litros turbo que equipa o A 45 AMG, o CLA 45 AMG e o GLA 45 AMG - atualmente o motor de quatro cilindros produzido em série mais potente do mundo. Os dois motores AMG têm a mesma proporção diâmetro x curso, o que lhes garante grande capacidade em altas rotações. A formação da mistura ar/combustível é realizada por um sistema de injeção direta de gasolina de terceira geração, com injetores piezelétricos. Altamente eficiente e econômico, o motor AMG 4,0 litros V8 biturbo atende aos padrões de emissões Euro 6 e ao nível máximo de emissões de partículas que entrará em vigor em 2016.

Camisas de cilindros com tecnologia NANOSLIDE

O cárter de alumínio é fundido em molde de areia, com design tipo "closed deck". Isto assegura extrema resistência, ao mesmo tempo em que reduz o peso tanto quanto possível, permitindo também uma pressão de injeção de até 130 bar. As superfícies internas dos cilindros utilizam a tecnologia NANOSLIDE, que as torna duas vezes mais duras que as camisas de ferro fundido convencionais.

A tecnologia NANOSLIDE foi desenvolvida pela Daimler a partir do ano 2000 e já foi utilizada em mais de 200 mil motores desde 2006. A primeira unidade com NANOSLIDE foi também um motor AMG V8, o consagrado predecessor do novo AMG 4,0 litros turbo. A gama de aplicações desta tecnologia multipremiada vem sendo ampliada continuamente. Desde o início da temporada de 2014, ela também está presente no novo motor Mercedes V6 turbo da Fórmula 1.

Outra medida para reduzir o atrito e, consequentemente, o consumo, é a tecnologia "Spectacle honing", que possibilita o polimento refinado das camisas dos cilindros após sua montagem no bloco. Uma armação semelhante a óculos (daí o termo "spectacle") é aparafusada no lugar onde posteriormente serão montados os cabeçotes. Desta forma, qualquer desvio nos cilindros que possa ocorrer durante a montagem final é levado em conta ou eliminado quando as camisas são polidas. Isto traz vantagens tanto em termos de durabilidade como de consumo de óleo. O novo AMG V8 tem pistões de alumínio forjado com design de baixo peso e alta resistência.  Um conjunto de anéis de pistões de baixo atrito diminui o consumo de combustível e de óleo.

Lubrificação com cárter seco para grandes acelerações laterais

Graças à lubrificação com cárter seco, o motor, já instalado anteriormente numa posição bastante baixa, pôde ser rebaixado mais 55 milímetros. Isto rebaixa o centro de gravidade do veículo, o que é ideal para um automóvel esportivo com uma dinâmica lateral extremamente alta. Além do aumento na agilidade, a lubrificação por cárter seco assegura a extração direta do óleo do cárter para otimizar a lubrificação do motor, mesmo em curvas feitas em altas velocidades.

No M178, a lubrificação por cárter seco utiliza uma bomba de sucção, uma bomba de pressão e um tanque de óleo externo com 12 litros de capacidade. No total, circulam no sistema nove litros de óleo. A bomba de óleo de sucção extrai o óleo diretamente do cárter, cabeçotes e trem de válvulas, enviando-o para o tanque externo à razão de até 250 litros por minuto.
O lubrificante fica no tanque por apenas cinco segundos antes de ser bombeado de volta para o motor. A eficiente sucção do óleo aumenta ainda mais a eficiência do motor. O controle da pressão da bomba de óleo sob demanda leva em consideração a rotação do motor, a temperatura e as características de solicitação armazenadas pela unidade de controle. Feitos de plástico, o fundo da bandeja e o tanque de óleo demonstram o compromisso da marca com a construção de baixo peso. 

Cabeçotes de liga de zircônio

Os cabeçotes dos cilindros do motor AMG 4,0 litros V8 biturbo são feitos de uma liga de zircônio para obtenção de máxima resistência à temperatura e ótima condutividade térmica. Quatro eixos de comando de válvulas nos cabeçotes controlam um total de 32 válvulas.
O ajuste dos eixos de comando do lado da entrada ou da saída garante respostas excelentes e otimiza a circulação dos gases em cada ponto da operação. Molas de válvulas também otimizadas e balancins roletados proporcionam uma economia de combustível ainda maior.

Injeção direta com combustão dirigida por aspersão

A combinação da dupla turboalimentação com a injeção direta da gasolina com combustão dirigida por aspersão aumenta a eficiência termodinâmica, reduzindo assim o consumo de combustível e as emissões de gases. Injetores piezelétricos extremamente rápidos e precisos aspergem o combustível a alta pressão nas oito câmaras de combustão. As injeções múltiplas ocorrem sob demanda, garantindo a homogeneidade da mistura ar/combustível. A entrada de combustível é controlada eletronicamente e totalmente variável, com pressão entre 100 e 200 bar. 
Duplo turbo com "hot inside V"

Diferentemente da disposição convencional, os dois turbocompressores do motor M178 estão localizados na parte interna do V formado pelos cilindros, ao invés do lado de fora das bancadas. A vantagem deste layout é tornar o V8 consideravelmente mais compacto, o que permite uma distribuição de pesos equilibrada entre os eixos dianteiro e traseiro do veículo, além de um posicionamento mais baixo do motor. O "hot inside V" também otimiza o suprimento de ar fresco aos dois turbocompressores movidos pelos gases do escapamento.
 
Válvulas limitadoras de pressão controladas eletronicamente garantem uma resposta imediata e direta. A pressão máxima de alimentação é 1,2 bar. Os turbocompressores têm rotação máxima de 186.000 rpm. O sistema permite que 2,3 vezes mais átomos de oxigênio sejam pressionados para dentro do motor do que ocorre em motores naturalmente aspirados. Os dois conversores catalíticos de material cerâmico com paredes estreitas posicionados abaixo dos turbocompressores, junto à parede de fogo, atuam muito rápido, graças à sua configuração. Juntamente com os dois catalisadores metálicos montados sob o assoalho, eles garantem ao M178 um controle de emissões altamente eficiente.

Sistema de escapamento esportivo AMG com flaps de exaustão

Empolgação, emoção e esportividade: para a Mercedes-AMG o som do motor é um objetivo importante durante a fase de desenvolvimento. O novo GT tem um sistema de escapamento esportivo com flaps variáveis, que permite ao condutor modificar a sonoridade do motor. Dependendo do modo selecionado, ele pode experimentar o AMG V8 com foco no conforto em longas e tranquilas jornadas ou com um toque mais emocional, inspirado no automobilismo esportivo. O motor M178 tem suas características próprias, que remetem ao parentesco do GT com a família AMG, mas que também o distinguem de todos os outros automóveis de alta performance.

Há um flap em cada lado do silenciador traseiro que é posicionado de forma variável de acordo com o modo selecionado para a transmissão, a exigência de força pelo condutor e a rotação do motor.  Em baixa rotação e quando o motor não é altamente solicitado, os flaps permanecem fechados. Isto faz com que os gases do escapamento percorram uma distância maior e que o fluxo, por meio de um elemento adicional de abafamento, reduza o volume de ruído do motor, removendo com eficiência as frequências mais irritantes. Quando o condutor acelera, porém, os flaps se abrem progressivamente de forma que, apesar de parte dos gases do escapamento continuar a percorrer o caminho mais longo, que abafa o ruído, a maior parte deles tem uma trajetória mais curta. Sob solicitação total, em altas rotações, os dois flaps ficam totalmente abertos, permitindo assim que os ocupantes do automóvel desfrutem do poderoso som característico de um V8 AMG. Em resumo: eles não irão duvidar do potencial de desempenho do motor biturbo de oito cilindros e 375 kW (510 cv).

Resfriamento eficiente do ar de admissão, água e óleo do motor

Para chegar a um desempenho exemplar, mesmo quando as temperaturas externas estejam altas, o motor Mercedes-AMG utiliza arrefecimento indireto através do ar e da água. O resfriador do ar de admissão tem um circuito separado de água, com baixa temperatura. Graças ao perfil de circulação otimizado do intercooler, a temperatura máxima do ar de admissão é 180º C. O resfriador de baixa temperatura, com seu circuito a água, assegura que o ar de admissão comprimido pelos turbocompressores resfrie antes de entrar nas câmaras de combustão, mantendo consistentemente uma baixa temperatura de admissão mesmo sob plena carga. Um grande radiador na dianteira do veículo assegura o resfriamento controlado da água que circula no circuito de baixa temperatura. Dutos de admissão de ar extremamente curtos ajudam na otimização da resposta do motor.

O fluido de refrigeração do motor é arrefecido por meio do eficiente princípio do fluxo cruzado e um termostato trifásico permite o rápido aquecimento quando conveniente. Como a bomba d'água é movimentada por uma correia dentada, em vez da tradicional correia em V, um sistema simplificado é utilizado com menor força de conexão. A vantagem principal é a menor perda de força propulsiva. Com fluxo de 420 litros por minuto, a bomba d'água movimenta o equivalente a duas banheiras completas por minuto.

Um radiador de óleo externo na parte dianteira do Mercedes-AMG GT colabora com o gerenciamento térmico do motor V8. Uma bomba de óleo controlada com dois estágios administra a circulação do lubrificante. Ela modifica o fluxo conforme a solicitação e a rotação do motor, colaborando assim para a economia de combustível. Em altas rotações, mais de um litro de óleo circula através dos condutos a cada segundo. Para economizar peso, parte considerável da tubulação do óleo e da água é feita de alumínio.

Soluções sofisticadas também são empregadas no motor:

• Fluxo de ar separado para resfriamento dos gases dos turbocompressores em situações de alta carga térmica
• Mancais ativos para otimização da dinâmica lateral sem perda de conforto
• Unidades auxiliares acionadas de forma eficiente por duas correias de baixo atrito com quatro sulcos
• Posicionamento inteligente das unidades auxiliares, neutralizando virtualmente as forças exercidas pelas correias no virabrequim
• Volante com duas massas com pêndulo centrífugo, evitando a vibração torcional na linha de transmissão, para uma rodagem mais suave
• Função ECO start/stop e gerenciamento do alternador para economizar combustível
Bancos de testes de alta tecnologia para motores com mais de 470 kW

Em Affalterbach há nove estações de testes onde os motores AMG com potência acima de 470 kW e mais de 1.000 Nm de torque são submetidos a testes dinâmicos. Estas instalações de testes podem simular uma ampla variedade de condições ambientais e de rodagem, reproduzindo qualquer tipo de utilização imaginável. Partidas a frio ou a quente, transposição de montanhas, tráfego urbano com paradas e partidas ou voltas rápidas no trecho norte da pista de Nürburgring - os motores são exigidos ao máximo. Até mesmo diferentes temperaturas e a densidade do ar de admissão podem ser controladas por computadores.

Testes funcionais e de resistência para máxima qualidade

O objetivo dos minuciosos testes em bancadas é verificar o desempenho de todos os componentes dos motores, inclusive as unidades periféricas. Todos os dados de medições dos motores são examinados e sistematicamente comparados e avaliados por meio de métodos reproduzíveis. Os testes funcionais são acompanhados de testes de resistência: para garantir os mais altos padrões de qualidade durante toda sua vida útil.

Uma tradição de excelência feita à mão: "um homem, um motor"

O motor AMG 4,0 litros V8 biturbo é fabricado em Affalterbach, de acordo com o princípio "um homem, um motor". Na oficina de motores da AMG, profissionais altamente qualificados montam os motores de alto desempenho à mão, de acordo com os mais estritos padrões de qualidade. A assinatura do montador na placa do motor AMG é um atestado desta produção exclusiva e a transferência do máximo em qualidade e tecnologia do automobilismo esportivo.