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Especialista em inovação da Fiat
analisa consumo de alumínio
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ABS obrigatório abre caminho
para nacionalização de
subcomponentes de alumínio
Novo motor Sigma pesa 15 kg a menos que Zetec
RoCam em ferro fundido
Conheça detalhes do processo de fundição e usinagem
Com investimentos de R$ 600 milhões, a fábrica de Taubaté da Ford iniciou a produção da
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na fabricação de plataformas
guincho
linha de motores Sigma, o primeiro flex com bloco, cabeçote, cárter e pistões de alumínio. O
+ Na linha de montagem:
Novo motor Sigma pesa 15 kg a
menos que Zetec RoCam em
ferro fundido
pelo metal leve: “Estamos seguindo uma tendência mundial irreversível”, diz. “O alumínio é
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Alumínio de alta resistência para
trilhos de assento
motor é considerado o mais forte e econômico da categoria, segundo a fabricante. Sergio
Antonio Naresi, gerente da planta de motores Sigma da Ford Taubaté, explica a preferência
sinônimo de mais eficiência no processo de fabricação e mais leveza no produto final.”
Imagem: Ford
+ Inovação:
Protótipos Baja fazem uso
intensivo do alumínio
Motor Sigma, da Ford, pesa 85 kg e tem
blocos e cabeçotes de alumínio fundidos pela
Nemak
O Sigma pesa apenas 86,5 kg, 15 a menos que o motor Zetec RoCam com bloco em ferro
fundido – diferença que impacta diretamente a eficiência do consumo de combustível do
veículo, já que o conjunto motriz é o componente mais pesado de um automóvel. “A família
Sigma representa um novo passo no caminho da eficiência, economia e sustentabilidade para
atender as exigências atuais e futuras do consumidor e do mercado”, diz Marcos de Oliveira,
presidente da Ford Brasil e Mercosul.
A fábrica de Taubaté é a terceira no mundo a produzir o Sigma. As outras duas ficam em
Bridgend, no País de Gales, e Chennai, na Índia. Engenheiros brasileiros passaram um ano na
unidade galesa para conhecer o projeto do Sigma. O maior desafio foi a adaptação para o
modelo flex. “O conceito do Sigma já existe na Europa há mais de 10 anos, mas tivemos
pouco mais de 15 meses para adaptá-lo à nossa realidade”, diz Naresi. “Essa questão do
timing foi, com certeza, nosso maior desafio.”
O Sigma vai equipar a linha especial do Fiesta que começará a ser comercializada nos Estados
Unidos ainda este ano. A aposta num modelo compacto e econômico é o grande trunfo da
Ford para o mercado americano, que sempre foi acostumado a carros grandes e “beberrões”.
A preocupação com as emissões de gases poluentes e obviamente o alto custo da gasolina
contribui para o crescimento desse novo segmento nos Estados Unidos. No mercado brasileiro,
porém, o Sigma equipa apenas o Focus 1.6 – ao menos por enquanto. “Não podemos revelar
projetos futuros”, diz Naresi, deixando no ar a possibilidade de que novos modelos venham a
usar o Sigma em breve.
Da fundição à usinagem
O processo de fabricação dos blocos e cabeçotes dos motores Sigma começa na Nemak do
Brasil, localizada em Betim (MG), e responsável pela fundição dos componentes. A parceria
dessas duas empresas no País já é antiga – a Nemak é a fornecedora das carcaças de
transmissões e cárter de óleo para a Ford de Taubaté desde 1997. “A Nemak possui a
flexibilidade de receber tanto o alumínio líquido como o alumínio em lingote, que já vem
dentro das especificações da liga Al-Si, utilizada”, informa Sérgio Naresi. Segundo ele, quando
comparada a outras ligas de alumínio, as ligas Al-Si possuem melhor resistência à fadiga e
melhor usinabilidade.
Na Nemak, os blocos são injetados em pressão de 300 bar - High Pressure Die Casting, junto
com as camisas de ferro fundido, procedimento que resulta, segundo Naresi, em um conjunto
leve, rígido e durável. “Este processo de alta pressão, além de acelerar a fundição, permite
uma maior liberdade geométrica na construção da peça, como, por exemplo, paredes mais
finas, raios de concordância menores e maior precisão”. Fatores relevantes dada a
complexidade da arquitetura do bloco, projetada num conceito open deck que otimiza a
refrigeração dos cilindros e favorece a estabilidade dimensional.
Ao fim do vazamento, blocos e cabeçotes são submetidos a um tratamento térmico para
aprimoramento das propriedades mecânicas. De lá, seguem para as instalações da OMR –
contratada pela Nemak, em Sete Lagoas (MG), onde são pré-usinados. Essa fase, também
chamada de cubagem, engloba operações de desgaste e testes de estanqueidade. “Um dos
grandes benefícios em efetuar essa pré-usinagem sob responsabilidade do fundidor (a
Nemak) é antecipar a detecção de peças em não conformidade após testes de estanqueidade
das galerias de água e de óleo, evitando assim custos logísticos e tendo uma maior rapidez na
tomada das ações corretivas oriundas do processo de fundição”, diz Naresi.
Pré-usinados, os blocos e cabeçotes chegam enfim a unidade de Taubaté da Ford, onde são
submetidos a usinagem final. A montadora conta hoje com novos centros de usinagem,
equipados com tecnologia da Grob Brasil, e com capacidade para realizar várias operações em
sequência ou simultaneamente. A infraestrutura engloba máquinas de quatro e cinco eixos,
brunidora de cilindros Nagel com mecanismo de acionamento por fusos com servo motor,
lavadoras de alta pressão e modernos testes de estanqueidade.
“Temos hoje equipamentos mundialmente padronizados e de última geração com a mesma
qualidade de manufatura em todas as outras plantas da Ford.” Naresi completa: “Nossos
processos de usinagem e montagem são flexíveis e vários testes ao longo do processo são
efetuados com rastreabilidade para garantir a qualidade do produto final.”
Outros componentes
As inovações do motor Sigma incluem também sistema de partida a frio, velas e bicos
injetores otimizados, acelerador com controle eletrônico e mancais do virabrequim, estes
últimos produzidos em peça única de alumínio. O cárter estrutural também é feito em
alumínio, mas por outra empresa: a Autocom, de Taubaté. “Com alumínio, o conjunto ganha
alta rigidez e performance acústica. É bem mais silencioso que um motor de ferro fundido”,
define o gerente da planta de motores Sigma. De acordo com ele, o conjunto em alumínio do
motor permite que a partida a frio utilize um sistema com distribuição otimizada de gasolina
em todos os cilindros, em vez de um só injetor, o que garante partidas rápidas e melhor
funcionamento em baixas temperaturas.
Confira outros detalhes do uso do alumínio no motor Sigma:
- O conjunto de mancais do virabrequim é fundido em peça única de alumínio,
que aumenta a estabilidade dimensional e a rigidez. As bielas são sinterizadas
em peça única, garantindo controle dimensional e ajuste perfeito nas junções.
Os mancais com folgas casadas produzem menor nível de ruído e vibrações e
oferecem maior durabilidade, segundo a Ford.
- Os pistões são produzidos em liga de alumínio anodizado, com baixo peso e alta
durabilidade para a operação bicombustível. O duplo comando de válvulas é
acionado por sistema de correia silenciosa, que dispensa tensionador, gera baixo
nível de ruído em todas as faixas de operação e não requer manutenção.
- As velas de ignição têm gama térmica otimizada para a operação flex e são
posicionadas
no
centro
do
pistão.
Os
bicos
injetores
também
foram
desenvolvidos com vazão específica para a aplicação flex. Esses avanços, de
acordo com a Ford, resultam em maior estabilidade na combustão e melhor
desempenho em toda a gama de mistura de gasolina ou álcool, com economia e
baixo nível de emissões.
- O cabeçote de alumínio aloja o duplo comando das 16 válvulas. Esse arranjo
produz alto torque e estabilidade de combustão em qualquer rotação, com baixo
consumo e emissões.
O Sigma do Focus 1.6 tem 16 válvulas com duplo comando acionado por correia silenciosa;
desenvolve a potência de 115,6 cv com álcool e 109,3 cv com gasolina, e torque de 160 Nm
(álcool) e 151 Nm (gasolina). Fornece 80% do torque máximo a apenas 1.500 rpm. “O motor
Sigma Flex tem excelente equilíbrio de torque e potência. Isso pode ser sentido nas respostas
rápidas do acelerador e no desempenho elástico em toda a gama de rotações”, diz Enio
Gomes, engenheiro-chefe de motores da Ford América do Sul. Sérgio Naresi lembra que o
motor flex passou por mais de seis mil horas de testes em bancada e foi validado com a
utilização de combustíveis adquiridos em diferentes regiões do País.