Quando as condições que levam à combustão se tornam suficientemente quentes – temperatura do ar de admissão, temperatura da superfície da câmara de combustão, tempo necessário para a combustão, taxa de compressão, etc. – a combustão não pode mais consumir suavemente a carga de ar comprimido da vela para o cilindro de parede. Em vez disso, perto do final da combustão, à medida que a nova carga nas bordas da câmara atinge uma temperatura crítica, pequenos volumes podem auto-inflamar. Isso é detonação, também conhecida como clique.
Observe que bater não é pré-ignição, que é a combustão que começa antes da faísca de ignição, desencadeada pela presença de algo quente na câmara – um eletrodo de vela superaquecido ou depósito de carbono incandescente. A batida ocorre apenas perto do final de uma progressão normal da chama da vela de ignição para a parede do cilindro. É por isso que este último danifica as bordas externas do pistão, enquanto a pré-ignição geralmente faz um furo no centro da cabeça do pistão.
Estas últimas bolsas de mistura na câmara de combustão, aquecidas a uma temperatura crítica, foram modificadas quimicamente de modo a transformar a mistura num explosivo sensível. Se entrar em ignição automaticamente, queima à velocidade local do som (1500 m/s ou mais), formando assim uma onda de choque violenta que pode lançar alumínio sobre o pistão e que atinge superfícies metálicas com um impacto audível, daí o termo "chocalho". ", viajando através da proteção térmica normal de uma camada limite de gás estagnado e acelerando a transmissão do calor de combustão para essas superfícies metálicas.
O ZX-10RR vencedor do campeonato WSBK da Kawasaki tem suas raízes no Z1 de quatro cilindros da década de 1970.
Os pilotos das Yamaha TZ250/350 da década de 1970, notando um aumento repentino e inexplicável de 5°C na temperatura do líquido de arrefecimento, sabiam que seus motores provavelmente haviam começado a bater. Se essas motocicletas tivessem sido equipadas com termopares para medir a temperatura dos gases de escape, elas teriam visto uma queda ao mesmo tempo. Para que ? Com mais energia de combustão entrando nas superfícies quentes do pistão e da câmara, isso reduz a temperatura dos gases de escape.
Para obter melhores informações sobre o funcionamento do motor, os motoristas ou sintonizadores desmontariam o pistão após cada acionamento, e alguns também desmontariam o cilindro, permitindo um exame cuidadoso de cima para baixo dos pistões para evitar possíveis sinais de detonação ou operação anormal. temperatura.
Quando o aditivo antidetonante à base de chumbo tetraetila (TEL) foi banido da gasolina de corrida no final da década de 1990, a Yamaha respondeu fabricando seus próprios cabeçotes de cobre, que conduzem calor significativamente melhor que o alumínio. Os engenheiros também duplicaram a espessura das cabeças dos pistões, diminuindo a resistência ao fluxo de calor do centro da cabeça quente para a parede do cilindro, muito mais fria. Estas medidas, ao reduzirem a temperatura do metal em contacto com a carga nova, reduziram o valor pelo qual a taxa de compressão teve de ser reduzida para lidar com o combustível sem chumbo obrigatório, menos resistente ao choque. O chumbo tetraetila atuou como um catalisador de taxa negativa, retardando a transformação química desses últimos pedaços de carga fresca, acionada pelo calor, em um explosivo sensível.
Em 1944, quando os bombardeiros americanos B-29 entraram em ação no Pacífico, os incêndios nos motores na decolagem eram um problema sério. Para permitir a decolagem dessas aeronaves trimotoras, foram testados compressores mais eficientes. Mas foi um esforço desperdiçado: o arrefecimento marginal do ar destes motores Wright R-3350 fez com que explodissem a uma pressão de admissão de 3.5 bar. A equipe de desenvolvimento queria dar às tripulações 2.600 ou mesmo 2.800 cavalos de potência para permitir decolagens de emergência em condições de guerra, mas mesmo com um enriquecimento de combustível de 20% para resfriar a carga que chegava por evaporação e com quase 2 gramas de aditivo antidetonante com chumbo por litro de combustível, o limite de detonação já foi atingido.
Mas então como os atletas conseguem ultrapassar os seus limites, mas não os motores? Não há como superar as batidas destrutivas e a constante perda de material dos pistões, que podem deixar os anéis do pistão salientes no espaço vazio que minutos antes era alumínio sólido.
Se compararmos os motores da Kawasaki Z1 de 1982 (1000cc, preparada para Superbike) e o da atual Superbike ZX-10RR, com potência estimada em 230cv, notamos que nestes dois motores, o BMEP (Brake Mean Effective Pressure – a pressão média aplicada uniformemente aos pistões de cima para baixo em cada curso de potência, produzindo a potência real do motor), é muito semelhante: 14,61 e 14,13 bar.
Mas na era Z1, as rotações máximas eram severamente limitadas. Esses motores tinham bielas com rolos prensados e rolamentos de esferas que eram confiáveis a 10250 rpm, mas perdiam o ajuste apenas 750 rpm acima. No entanto, esses ajustes na imprensa foram soldados.
A vida não é automaticamente perfeita só porque o atual motor ZX-10RR tem uma biela de aço forjado de peça única que funciona em rolamentos lisos super rígidos. Para operar estas bielas a 15.000 rpm, o sistema de lubrificação deve garantir que nenhum ar seja bombeado com o óleo e isso exigiu engenharia intensiva.
A biela original pode lidar com o aumento de quase 60% no nível de tensão resultante do aumento da zona vermelha de 12.000 para 15.000 rpm? Ou as rachaduras aparecerão perigosamente? Cada parte de um motor de corrida deve ter uma vida útil conhecida e garantida em horas, especialmente agora que os regulamentos exigem que os motores durem mais de um fim de semana de corrida. Talvez seja hora de pensar em usar materiais mais resistentes para a biela, que logicamente serão mais caros.
Atenção cuidadosa também pode ser dada ao acabamento superficial de cada porção arredondada que conecta um munhão do virabrequim à porção adjacente do virabrequim. É necessário que estes fios sejam laminados e nitretados, o que os coloca em compressão local que os protege das tensões de tração/alongamento propagadas pelas fissuras.
Quando você corrige um problema que limita o caminho para aumentar a potência e a confiabilidade, outro problema aparece. Quando o tempo é essencial, mas o dinheiro não, todas as soluções possíveis devem ser abordadas simultaneamente, e não uma após a outra. É muito caro, mas também foi assim que os motores do foguete F-1 do Saturno V foram feitos a tempo de cumprir aquela missão histórica de 1969 à Lua.
